本发明专利技术涉及一种用微量复合添加剂制备高性能富铁再生铝的方法，该方法包括制备复合添加剂、配料熔炼、晶粒细化处理、精炼、变质处理、浇铸六个步骤。微量复合添加剂是将Al‑5Ti‑0.5C、Al‑10Mn、Al‑10Sr、Al‑10Ce各中间合金分别通过机加工成合金屑，再通过机械研磨将其制备成一定大小的颗粒，合理选择颗粒的复配比例组成微量复合添加剂，预热后将其加入富铁再生铝熔体中，得到高性能富铁再生铝。本发明专利技术具有良好的晶粒细化效果，大幅度提高富铁再生铝的力学性能。本发明专利技术简化了熔体处理工艺，添加剂制备方便且易于保存，易于控制，无污染析出。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于再生铝材料制备领域，具体是一种用微量复合添加剂制备高性能富铁再生铝的方法。
技术介绍
铸造铝合金具有密度小强度高的特点，在航空、机械以及汽车等领域应用广泛。随着原铝资源日益紧张，人们将废旧回收的铝再次利用，循环用于铸造铝合金体系。在铝资源的回收与再利用中，因反复熔炼或者回收期间接触含铁部件，导致废旧铝熔化后Fe、Si含量较高；而高铁的铝硅合金中，会形成粗大片状的β铁相割裂组织，使得铸造铝硅合金的力学性能大幅降低。在铸造铝硅合金中添加微量元素是改善其力学性能的一种有效手段。在添加的微量元素中，Al-Ti-C是一种新型晶粒细化剂，起到细化作用的粒子是TiAl3和TiC，其细化原理就是有效的异质晶核分布在熔体当中。TiC相的质点团是α-Al有效的异质结晶的核心，并且Al-Ti-C中间合金形成的TiC质点的表面是一个凸面，有很大的表面曲率，从而降低形核能力。合金元素Mn能很好的阻碍铝合金的再结晶过程，提高铝合金的再结晶温度，同时还能明显的细化再结晶晶粒。微量元素Sr添加到合金中能够改变金属间化合物相的析出行为，是一种很好的表面活性元素。稀土元素Ce能使铝合金熔铸的时候成分过冷，降低二次枝晶之间的间距，而且能够使熔体的表面张力降低，熔体流动性增加，从而细化组织，提高了铸造铝合金的工艺性能。公开号为CN103820638A的专利公开了一种高Fe铝硅合金中Fe相的多元复合细化变质处理方法。该专利技术采用Al-Ti-C、Mn、RE对高Fe铝硅合金中的Fe相进行细化变质，可有效地将针状有害的β-Fe相转变汉字α-Fe相或者颗粒状α-Fe相。吴亮等【吴亮，Mn、Sr对铝硅合金中铁相的影响，铸造，2011年12期(60)，1185-1189】证实Mn和Sr复合可将Fe相由针状的转变成细小的鱼骨状，并均匀分布于α-A1枝晶中。因此添加适量的微量合金元素，再通过适当处理来控制和改善铁相生长方式，可在细化初生铝同时，抑制β铁相的形成，达到有效细化组织和控制合金相形貌的目的，从而提高再生铝的力学性能。通过添加微量元素控制废铝在铸造过程中组织形貌，降低再生铝中粗大相的不利影响，可获得高性能铸造铝合金，提高再生铝资源的循环利用并缓解铝锭供不应求的矛盾。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用微量复合添加剂制备高性能富铁再生铝的方法。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下。一种用微量复合添加剂制备高性能富铁再生铝的方法，要处理的富铁再生铝组分组成，以重量百分比计，Si：10.5～12.0％、Cu：1.5～3.0％、Fe：1.3～2.0％、余量为铝，以上各组分含量之和为100％；操作步骤如下：1.制备微量复合添加剂：微量复合添加剂由按重量百分比计，Al-5Ti-0.5C：5～27％、Al-10Mn：30～55％、Al-10Sr：9～25％、Al-10Ce：9～15％；以上各组分含量之和为100％组成，利用机加工将各中间合金加工为颗粒状，颗粒尺寸范围为1.0～0.1cm，按上述比例均匀混合备用。2.将要处理的富铁再生铝装入石墨坩埚内，将其在坩埚电阻炉加热到750℃±5℃熔化成熔体，待全部熔化，保温10～20分钟后加入精炼剂C2Cl6进行精炼，精炼完毕后扒去表面浮渣，得到再生铝熔液。3.将步骤1配置的微量复合添加剂，放入温度为150～250℃烘箱进行预热，预热后的微量复合添加剂加入到步骤2)再生铝熔液中，微量复合添加剂与再生铝的重量比例为2:1000，以200～500r/min的速率进行漩涡搅拌1～5分钟，静置保温15～25分钟后，自然冷却至700℃～720℃，扒渣浇铸于预热的金属铸型中，得到高性能富铁再生铝。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1.本专利技术将对β-Fe相的变质和α-Al的细化处理合为一体，简化了铸造铝合金熔体处理工艺，降低了成本，具有好的复合处理效果，改善了富铁再生铝合金的性能。2.本专利技术方法工艺简单，微量复合添加剂成分易于控制，预热和搅拌工艺参数易于设置，易于实现工业化批量生产。3.本专利技术的微量复合添加剂在使用过程中，均无污染物排出，属于环保型技术。4.本专利技术对富铁铸造压铸铝合金具有较好处理效果，特别对于再生铝合金中铁的质量百分比为1.3～2.0％时处理效果尤其显著。如对于应用最为广泛的ADC12合金，其铁含量要求小于1.3％，当铁含量超标时，合金性能无法达标。经过添加本专利复合微量添加剂，经复合处理后粗大的β-Fe相变为块状，α-Al明显细化，可使得铁含量超标的ADC12合金力学性能达到使用要求。附图说明图1.机加工获得的微量复合添加剂各合金切屑的混合照片。图2.微量复合添加剂处理前富铁再生铝合金的OM显微组织照片。图3.微量复合添加剂处理前富铁再生铝合金的XRD图谱。图4.经实施例1的微量复合处理后的再生铝合金的OM照片。图5.经实施例2的微量复合处理后的再生铝合金的OM照片。图6.经实施例3的微量复合处理后的再生铝合金的OM照片。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术作进一步的详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1用微量复合添加剂制备高性能富铁再生铝的方法，操作步骤如下：本方法用设备及工具：加热设备为坩埚电阻炉、烘箱，机加工设备为车床、机械研磨机，其它工具有扒渣工具、钟形罩、搅拌工具及金属型模具。本方法要处理的富铁再生铝的组分按重量百分比计为Si：10.5％、Cu：1.5％、Fe：1.3％、余量为铝。所使用的精炼剂为C2Cl6。1.制备微量复合添加剂按重量百分比称取，Al-5Ti-0.5C：5％、Al-10Mn：55％、Al-10Sr：25％、Al-10Ce：15％混合均匀配制成微量复合添加剂备用。2.将要处理的富铁再生铝合金切屑装入石墨坩埚内，将其在坩埚电阻炉加热到750℃熔化成熔体，待全部熔化，保温20分钟后加入精炼剂C2Cl6进行精炼，精炼完毕后扒去表面浮渣，得到再生铝熔液。3.将步骤1制备的微量复合添加剂放入150℃预热，预热后的微量复合添加剂加入到步骤2再生铝熔液中，微量复合添加剂与再生铝的重量比例为2:1000，以200r/min的速率进行漩涡搅拌1分钟，静置保温15分钟后，自然冷却至720℃，扒渣浇铸于预热的金属铸型中，得到高性能富铁再生铝。实施例2用微量复合添加剂制备高性能富铁再生铝的方法，操作步骤如下：本方法所用设备及工具：同实施例1。本方法要处理的富铁再生铝的组分按重量百分比计为Si：12.0％、Cu：3.0％、Fe：2.0％、余量为铝。所使用的精炼剂为C2Cl6。1.制备微量复合添加剂；按重量百分比称取，Al-5Ti-0.5C：13％、Al-10Mn：52％、Al-10Sr：22％、Al-10Ce：13％混合均匀配制成微量复合添加剂备用。2.将要处理的富铁再生铝合金切屑装入石墨坩埚内，将其在坩埚电阻炉加热到753℃熔化成熔体，待全部熔化，保温10分钟后加入精炼剂C2Cl6进行精炼，精炼完毕后扒去表面浮渣。得到再生铝熔液。3.将步骤1制备的微量复合添加剂放入250℃预热，预热后的微量复合添加剂加入到步骤2再生铝熔液中，微量复合添加剂与再生铝的重量比例为2:1000，以350r/min的速率进行漩涡搅拌4分钟，静置保温20分钟后，自然冷却至700℃，扒渣浇铸于预热的金属铸型本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用微量复合添加剂制备高性能富铁再生铝的方法，其特征在于，要处理的富铁再生铝组分组成，以重量百分比计，Si：10.5～12.0％、Cu：1.5～3.0％、Fe：1.3～2.0％、余量为铝，以上各组分含量之和为100％；操作步骤如下：1)制备微量复合添加剂：微量复合添加剂由按重量百分比计，Al‑5Ti‑0.5C：5～27％、Al‑10Mn：30～55％、Al‑10Sr：9～25％、Al‑10Ce：9～15％；以上各组分含量之和为100％，利用机加工将各中间合金加工为颗粒状，颗粒尺寸范围为1.0～0.1cm，按上述比例均匀混合备用；2)将要处理的富铁再生铝装入石墨坩埚内，将其在坩埚电阻炉加热到750℃±5℃熔化成熔体，待全部熔化，保温10～20分钟后加入精炼剂C2Cl6进行精炼，精炼完毕后扒去表面浮渣，得到再生铝熔液；3)将步骤1)配置的微量复合添加剂，放入温度为150～250℃烘箱进行预热，预热后的微量复合添加剂加入到步骤2)再生铝熔液中，微量复合添加剂与再生铝的重量比例为2:1000，以200～500r/min的速率进行漩涡搅拌1～5分钟，静置保温15～25分钟后，自然冷却至700℃～720℃，扒渣浇铸于预热的金属铸型中，得到高性能富铁再生铝。...
【技术特征摘要】
1.一种用微量复合添加剂制备高性能富铁再生铝的方法，其特征在于，要处理的富铁再生铝组分组成，以重量百分比计，Si：10.5～12.0％、Cu：1.5～3.0％、Fe：1.3～2.0％、余量为铝，以上各组分含量之和为100％；操作步骤如下：1)制备微量复合添加剂：微量复合添加剂由按重量百分比计，Al-5Ti-0.5C：5～27％、Al-10Mn：30～55％、Al-10Sr：9～25％、Al-10Ce：9～15％；以上各组分含量之和为100％，利用机加工将各中间合金加工为颗粒状，颗粒尺寸范围为1.0～0.1cm，按上述比例均匀混合...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐鹏，赵艳君，胡治流，蒋长标，曾建民，李逸泰，周成云，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西;45
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