一种采用再生铝生产泡沫铝的工艺方法技术

本发明专利技术专利公开了一种采用再生铝生产泡沫铝的工艺方法，其主要技术方案为使用特定成分的回收铝，添加一定成分的纯铝、硅、镁等成分，合成所需要的配比，然后直接重熔，并对铝液进行除铁处理。对处理好的铝液加入发泡剂、增粘剂等，采用熔体发泡法生产泡沫铝材料。本发明专利技术方法利用了回收铝中自身所含合金成分，同时去除了有害的铁元素，降低了原料成本。同时将再生铝液直接生产泡沫铝，为我国已经过剩的铝产能提供了新的出路。

【技术实现步骤摘要】

：[0001]  本专利技术涉及一种采用再生铝生产泡沫铝的工艺方法，属材料加工

技术介绍
：[0002]  泡沫铝是在纯铝或铝合金中加入添加剂后，经过发泡工艺而成，同时兼有金属和气泡特征。它具有密度小、高吸收冲击能力强、耐高温、防火性能强、抗腐蚀、隔音降噪、导热率低、电磁屏蔽性高、耐候性强等特点，在航天舰船、汽车防撞、道路隔音、建筑防火等领域得到了应用。泡沫铝的吸能具有良好的速率应变特性，即，应变速率越大，单位体积泡沫铝所能吸收的能量就越大，最高可达8～30J/cm3。泡沫铝的这种性能，使其成为最理想的吸能、防撞和防爆材料。目前，奔驰、宝马和本田等汽车大厂已经在汽车防撞梁、A柱、B柱等处使用泡沫铝材料，用于车体的防撞吸能。韩国今年派出的国际维和部队，其兵营所用材料也是泡沫铝，用于防止流弹和冷枪等。我国近期新疆维和行动中，也为部队配备了泡沫铝兵营，并为运兵车配备了泡沫铝防护板。[0003]  铝是一种可循环利用的资源，目前再生铝占世界原铝年产量的1/3以上。再生铝与原铝性能相同，可用再生铝锭重熔、精炼和净化，经调整化学成分制成各种铸造铝合金和变形铝合金，进而加工成铝铸件或塑性加工铝材。我国是铝产量的大国，但是和其他的发达国家相比，整个行业结构是不合理的，再生铝产业规模发展落后。发展再生铝产业可以解决我国铝行业的危机，符合当今世界铝行业发展的趋势，符合我国可持续发展和科学发展观相关政策的需要，因此我国铝行业结构亟待加大再生铝产业的发展比例。随着国内铝消费量的增大，国内再生铝原料的储存量逐年扩大，截止2009年，我国已使用铝大约在9000万吨左右，这无疑将是我们今后的再生铝资源。我国再生铝原料来源分为：国内回收旧废料、国内回收新废料和进口废料。2009年我国再生铝原料结构比例为内新废料占19%，内旧废料占21%，进口废料占60%。这说明我国再生铝原料结构需要改变，应该充分利用国内旧铝废料。每生产一吨电解铝需要消耗5吨以上的铝土矿，530-550kg阳极糊，破环植被1.314平方米。电解铝生产过程需要消耗多种生产资源，随着资源的日益紧张，坏境治理等附加成本的不断提高，再生铝的生产优势日渐凸显。再生铝实际生产能耗相当于制取电解铝能耗的3%-5%,其对能源类型的需求较为综合，摆托了铝业“价随电涨”的依赖，将再生铝产业作为主导产业更加有利于铝业市场的健康稳定和长期发展。据《中国再生铝行业产销需求与投资预测分析报告前瞻》数据显示，2005年，我国再生铝产量约60万吨，仅次于美国，位居世界第二位，占全球产量的21.82%;2006年，我国再生铝产量74.5万吨，成为全球最大的再生铝生产国，占全球产量的21.92%。2010年，我国再生铝产量达到400万吨，同比增长29%。随着我国压铸件、铝型材、汽车、家电等行业的不断发展，对再生铝的需求将会不断增长，再生铝行业发展前景广阔。发达国家对于再生铝的使用都十分重视，日本的再生铝占原铝的比例达到了９５％，美国也有５２％以上，德国占５４％以上，而我国目前只有２０％左右，从使用比例上来看，我国的再生铝比例远远落后于世界发达国家，有很大的发展空间。[0004]  采用再生铝生产泡沫铝存在成分不确定、工艺参数变动等问题。尤其是再生铝合金中铁含量过高的问题。这主要是由于随铁含量增加，在金相组织中会形成本身硬度很高的针、片状脆性铁相，它的存在割裂了铝合金的基体，降低了合金的力学性能，尤其是韧性，并且使零件机械加工难度增加，刀、刃具磨损严重，尺寸稳定性差等等，但是，低品质铝合金锭中铁含量本身就高，随着合金炉料的回用，生产中铁质坩埚、工具、置预件等的使用使合金增铁在所难免。因此，目前，我国泡沫铝生产均采用原生铝。 
技术实现思路
：[0005]  本专利技术为一种采用再生铝生产泡沫铝的工艺方法，其技术方案为使用特定成分的回收铝，添加一定成分的纯铝、硅、镁等成分，合成所需要的配比，然后直接重熔，并对铝液进行除铁处理。对处理好的铝液加入发泡剂、增粘剂等，采用熔体发泡法生产泡沫铝材料。。[0006]  所用回收铝材料为成分较稳定的某种特定回收铝，如回收轮毂、回收铝合金门窗、回收铝铸件等。[0007]  对回收铝根据需要，添加一定成分的纯铝、硅、镁等成分，合成所需要的配比，然后采用电磁吸附法、固溶体沉降法等方法对铝液进行除铁处理。处理后对铝试样进行光谱测试，确保铝合金中铁含量降至0.4%以内。[0008]  泡沫铝生产方法为熔体发泡法，所生产泡沫铝，其孔隙率为60~90%，密度为0.3~1×103 kg/m3，抗压强度为16～24MPa，热膨胀系数为（14~19）×10-6/°C，吸能率8～30J/cm3。 有益效果：[0009]  本专利技术方法利用了回收铝中自身所含合金成分，同时去除了有害的铁元素，使得泡沫铝生产可以采用回收铝作为原料，降低了原料成本。同时将再生铝液直接生产泡沫铝，为我国已经过剩的铝产能提供了新的出路。 具体实施方式：[0010]  为更好地说明本专利技术，便于理解本专利技术的技术方案，本专利技术的典型但非限制性的实施例如下。[0011]  采用回收汽车轮毂（成分为美国标准A356铝）作为原料，重熔生成A356铝合金熔液。由于铝重熔后会损失部分成分，因此加入5%纯铝、1%镁条用于调整成分，同时加入0.05%稀土材料做变质处理，改善铝合金性能。[0012]  配料重熔后，首先采用电磁吸附法去除铝溶液中可能的铁螺钉、铁屑、铁渣、氧化铁等成分，搅拌时间10分钟。然后加入0.05%碳化硼做化学除铁处理。最后通氮气做精炼处理，通氮气时间5分钟。[0013]  对于处理好的铝液，浇铸实验样品，送光谱检测仪测量铝液成分。[0014]  将铝液导入发泡池，对铝液加入增粘剂、发泡剂等，进行发泡处理。发泡温度750°C，搅拌速度1000转/分，搅拌时间3分钟，保温时间5分钟。保温完毕之后做冷却处理。[0015]  所生产泡沫铝产品，其孔隙率为80%，密度为0.6×103 kg/m3，抗压强度为20MPa。[0016]  申请人声明，以上内容是结合具体的优选实施方式对本专利技术所作的进一步详细说明，不能认定本专利技术的具体实施只局限于这些说明。对于本专利技术所属
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用再生铝生产泡沫铝的工艺方法，其技术方案为：使用特定成分的回收铝，添加一定成分的纯铝、硅、镁等成分，合成所需要的配比，然后直接重熔，并对铝液进行除铁处理，对处理好的铝液加入发泡剂、增粘剂等，采用熔体发泡法生产泡沫铝材料。

【技术特征摘要】
1.一种采用再生铝生产泡沫铝的工艺方法，其技术方案为：使用特定成分的回收铝，添加一定成分的纯铝、硅、镁等成分，合成所需要的配比，然后直接重熔，并对铝液进行除铁处理，对处理好的铝液加入发泡剂、增粘剂等，采用熔体发泡法生产泡沫铝材料。
2.根据权利1所述的采用再生铝生产泡沫铝的工艺方法，其特征在于：所用回收铝材料为成分较稳定的某种特定回收铝，如回收轮毂、回收铝合金门窗、回收铝铸件等。
3.根据权利2所述的采用再生铝生产泡沫铝的工艺方法，其特征在于：对回收铝根...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂刚，谢峰，龙海敏，
申请(专利权)人：界首市一鸣新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34