一种再生铝晶粒细化工艺及再生铝处理工艺制造技术

本发明专利技术提供一种再生铝晶粒细化工艺及再生铝处理工艺，涉及铝合金技术领域。再生铝晶粒细化工艺包括备取原料，将原料放入熔炼炉中熔炼；然后将第一次过滤后的铝液经导流槽进入精炼炉中，在1680‑1800℃下，先通入惰性气体，然后加入0.1wt％‑0.2wt％的A1‑Ti‑C细化剂，在真空条件下在搅拌，接着以50℃/min的速率降温至1000℃‑1250℃后加入0.1wt％‑0.2wt％的A1‑Ti‑C细化剂，然后进行第二次过滤；将铝液放入铸锭机中铸块成型制得铝合金。其能够有效的细化晶粒，提高合金的韧性、强度等机械性能。包括该再生晶粒细化工艺的再生铝处理工艺，工艺操作简单，环境友好，制得的成品质量高。

Refining process of regenerated aluminum grain and process for regenerating aluminium

The present invention provides a process for refining aluminum alloy grain and process for regenerating aluminum. Recycled aluminum grain refining process includes raw material preparation, raw material into the smelting furnace; and then the first filtered liquid aluminum into the guide groove of the refining furnace, 1680 at 1800 DEG C, the first pass into the inert gas, A1 Ti refiner C 0.1wt% then added 0.2wt%, under the vacuum condition under stirring, A1 Ti refiner C then at a rate of 50 DEG /min cooling to 1000 DEG C 1250 DEG 0.1wt% after 0.2wt%, then a second filter; aluminum ingot casting machine oil into the molding in Aluminum Alloy. It can effectively refine the grains and improve the mechanical properties of the alloy. The process comprises the following steps: the regeneration aluminum grain refining process is used for the regeneration of aluminum, the process is simple, the environment is friendly, and the finished product is of high quality.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铝合金
，具体而言，涉及一种再生铝晶粒细化工艺及再生铝处理工艺。
技术介绍
铝合金是以铝为基础的合金总称，主要合金元素有铜、硅、镁、锌或锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬或锂等。铝合金的加工性能好，尤其是亚共晶硅铝合金，不仅加工性能好，而且比重轻，表面美观且耐腐蚀，铸造性能好，制品综合力学性能好，可用于制作多种形态的部件，在许多领域中得到广泛应用。铝合金作为汽车零部件的主要材料，在国内外被广泛应用于制造车门、车窗以及车身结构内不可见部位等。随着汽车行业的快速发展，行业内对铝合金的性能要求越来越高。但是，现有的铝合金在制备汽车车身材料时，冲压成品率较低，导致生产成本高；同时，其制成的汽车车身材料还存在撞击或追尾过程中变形性大影响乘车安全以及刮擦后刮痕明显影响车身美观等缺点。上世纪末全世界每年消耗易拉罐1800亿只，耗铝高达250多万吨，占世界铝消费量的15％左右，铝易拉罐是一种常用的消耗品，用过即废，循环周期很短，回收价值高。将废弃易拉罐作为原料制备汽车车身铝合金，对晶粒细化要求高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种再生铝晶粒细化工艺，其能够有效的细化晶粒，提高合金的韧性、强度等机械性能。本专利技术的另一目的在于提供一种再生铝处理工艺，其工艺操作简单，环境友好，制得的成品质量高。本专利技术的实施例是这样实现的：一种再生铝晶粒细化工艺，适用于汽车车身铝合金的制备，其包括以下步骤：备取原料，将所述原料放入熔炼炉中熔炼。然后经泡沫陶瓷过滤板进行第一次过滤，将第一次过滤后的铝液经导流槽进入精炼炉中，在1680-1800℃的条件下，从炉底通入惰性气体，然后加入0.1wt％-0.2wt％的A1-Ti-C细化剂，在真空条件下在搅拌1-2h，接着以50℃/min的速率降温至1000℃-1250℃，在1000℃-1250℃向铝液中加入0.1wt％-0.2wt％的A1-Ti-C细化剂，搅拌2-3h，然后再经泡沫陶瓷过滤板进行第二次过滤。将第二次过滤后的铝液放入铸锭机中铸块成型制得铝合金。铝合金按重量百分比计，包括：硅3％-5％、铜1％-2％、铁0.5％-1.5％、镁0.2％-0.4％、锰0.2％-0.4％、钛0.03％-0.08％、镉0.03％-0.08％、锶0.03％-0.08％、铟0.02-0.03％、铽0.01％-0.02％、镥0.01％-0.02％、铈0.01％-0.02％、铕0.01％-0.03％、余量为铝。原料中的铝源包括经过预处理的铝条和工业纯铝锭。一种再生铝处理工艺，其包括上述再生铝晶粒细化工艺。本专利技术实施例的再生铝晶粒细化工艺及再生铝处理工艺的有益效果是：首先将熔炼后的滤液经泡沫陶瓷过滤板过滤，去除不熔杂质，然后在1680-1800℃的条件下，从炉底通入惰性气体，将熔体中的部分杂质、渣等裹挟并带往液面，用以排出使熔体内的气体并使杂质漂浮于铝合金液面，起到除气除杂的效果，加入0.1wt％-0.2wt％的A1-Ti-C细化剂，生成TiC，TiC与Al的晶格常数相近，可直接作为Al的结晶核心，起到了异质形核作用，同时因为初生的Al3Fe相成较大的粗大板条状、Si相则为块状和片状的脆性相，而TiC与α-Al具有极好的晶格匹配关系，大量的α-Al以为非均质形核质点而析出，较大程度上改变初生的Al3Fe相及Si相的形态，并使α-Al细化，有效去除合金内部应力。接着在1000℃-1250℃向铝液中加入0.1wt％-0.2wt％的A1-Ti-C细化剂，因为在冷却的过程中，Al3Fe有足够的生长时间和空间，因此，TiC白色的粒子在基体上弥散分布，在空间上阻碍了相的进一步生长，使得Al3Fe不能在熔体中以枝晶的方式充分自由生长，进一步细化了Al3Fe相的尺寸。使制得汽车车身铝合金的机械性能得到了较大的提高。同时能提高其成品率。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的再生铝晶粒细化工艺及再生铝处理工艺进行具体说明。本专利技术实施例提供的再生铝处理工艺包括预处理、配料、熔炼、晶粒细化和浇注。其中浇注并不是本专利技术的核心，本领域技术人员参照现有技术即可实现，在此不再赘述。首先，将回收的废弃易拉罐破碎成1cm-5cm的条状铝条，这样便于后续的操作。将破碎之后的易拉罐经过风选设备进行第一次分离，例如使用风选机进行分离，优选地，第一次分离在风速为4m/s-6m/s的环境下进行，目的是为了分离出轻质杂质比如灰尘、纸屑或塑料，避免后续熔炼造成合金熔体严重吸气，造成气孔、疏松等缺陷，分选出的纸屑或塑料可作为燃料使用。优选地，在风选设备中加入收尘装置，灰尘、纸屑或塑料进行收集，避免对环境造成二次污染。将第一次分离后的铝条经过磁选设备进行第二次分离，分离出铁渣，例如采用磁选机进行分离，优选地，在磁场强度为0.1-0.3T的环境下进行，由于风速为4m/s-6m/s的时候能分选出轻质杂质，不能分选出比重较大的杂质如铁屑，而铁是铝及铝合金中的有害物质，对铝合金的机械性能影响最大，不仅会降低其机械性能，同时还能减弱其抗蚀能力，因此采用磁选法去除。优选地，将第二次分离后的铝条放入浓度为15％-25％的乙酸溶液中进行浸泡1-3min，目的是为了去除铝条上油污，提高废铝合金的品质。然后将第二次分离后的铝条加热至80℃-120℃并进行揉搓，因为易拉罐内壁利用水基改性环氧易拉罐涂料形成一层膜，内壁膜耐强酸、强碱以及大部分有机溶剂，通常采用环氧树脂膜，加热至80℃-120℃使环氧树脂膜软化，然后通过机械搓揉剥离下来，方法简单，效率高，并且环境友好，不会对环境造成污染。将揉搓后的铝条趁热加入苯甲醇、乙酸和松节油的第一混合液中搅拌8～15min，此时铝条的温度大致为80℃～100℃。优选地，苯甲醇、乙酸和松节油的体积比为3-8:1-4:1-3，更优选的，苯甲醇、乙酸和松节油的体积比为3-6:1-3:2-3，例如，苯甲醇、乙酸和松节油的体积比为4-5:2-3:2-3。利用苯乙醇和乙酸的腐蚀与渗透能力，破坏漆层、以及漆层与罐体的粘结力，结合松节油稀释漆层的能力，进一步使漆层与罐体分离，使易拉罐表面漆层脱落，同时趁热加入可以加速漆层的脱落。方法简单，脱漆效率高，溶液可重复利用且无二次污染。取出铝条放入无水乙醇和乙酸乙酯的第二混合液中搅拌5-10min，优选地，无水乙醇和乙酸乙酯的体积比为4-10:1-3，更优选地，无水乙醇和乙酸乙酯的体积比为5-8:1-2。因为苯甲醇、乙酸和松节油的沸点较高，附着在铝条上很难去除，在后续的熔炼过程中会使铝液产生气泡，影响熔炼的效果进而影响铝合金的品质。因此将附着在铝条上苯甲醇、乙酸和松节油溶于无水乙醇和乙酸乙酯，在用水对其进行清洗，因为无水乙醇和乙酸乙酯溶于水，用水进行清除既方便又环保。优选地，将从第二混合液中取出的铝条于去离子水中超声震荡至少半小时，超声震荡是为了使铝片上的液体清除的更加彻底，同时还能进一步去除附着在铝片上的漆层。然后于110℃-125℃环境下烘干上述铝片15-20min，优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种再生铝晶粒细化工艺，适用于汽车车身铝合金的制备，其特征在于，包括以下步骤：备取原料，将所述原料放入熔炼炉中熔炼；然后经泡沫陶瓷过滤板进行第一次过滤，将第一次过滤后的铝液经导流槽进入精炼炉中，在1680‑1800℃的条件下，从炉底通入惰性气体，然后加入0.1wt％‑0.2wt％的A1‑Ti‑C细化剂，在真空条件下在搅拌1‑2h，接着以50℃/min的速率降温至1000℃‑1250℃，在1000℃‑1250℃向铝液中加入0.1wt％‑0.2wt％的A1‑Ti‑C细化剂，搅拌2‑3h，然后再经泡沫陶瓷过滤板进行第二次过滤；将第二次过滤后的铝液放入铸锭机中铸块成型制得铝合金；所述铝合金按重量百分比计，包括：硅3％‑5％、铜1％‑2％、铁0.5％‑1.5％、镁0.2％‑0.4％、锰0.2％‑0.4％、钛0.03％‑0.08％、镉0.03％‑0.08％、锶0.03％‑0.08％、铟0.02‑0.03％、铽0.01％‑0.02％、镥0.01％‑0.02％、铈0.01％‑0.02％、铕0.01％‑0.03％、余量为铝；所述原料中的铝源包括经过预处理的铝条和工业纯铝锭。

【技术特征摘要】
1.一种再生铝晶粒细化工艺，适用于汽车车身铝合金的制备，其特征在于，包括以下步骤：备取原料，将所述原料放入熔炼炉中熔炼；然后经泡沫陶瓷过滤板进行第一次过滤，将第一次过滤后的铝液经导流槽进入精炼炉中，在1680-1800℃的条件下，从炉底通入惰性气体，然后加入0.1wt％-0.2wt％的A1-Ti-C细化剂，在真空条件下在搅拌1-2h，接着以50℃/min的速率降温至1000℃-1250℃，在1000℃-1250℃向铝液中加入0.1wt％-0.2wt％的A1-Ti-C细化剂，搅拌2-3h，然后再经泡沫陶瓷过滤板进行第二次过滤；将第二次过滤后的铝液放入铸锭机中铸块成型制得铝合金；所述铝合金按重量百分比计，包括：硅3％-5％、铜1％-2％、铁0.5％-1.5％、镁0.2％-0.4％、锰0.2％-0.4％、钛0.03％-0.08％、镉0.03％-0.08％、锶0.03％-0.08％、铟0.02-0.03％、铽0.01％-0.02％、镥0.01％-0.02％、铈0.01％-0.02％、铕0.01％-0.03％、余量为铝；所述原料中的铝源包括经过预处理的铝条和工业纯铝锭。2.根据权利要求1所述的再生铝晶粒细化工艺，其特征在于，熔炼按以下方式进行：将经预处理后的铝条及工业纯铝锭于680℃-760℃的条件下熔化，然后将熔融后的铝液与工业纯硅、工业纯铜、工业纯铁、纯金属和稀土金属加入熔炼炉中，加入纳米碳酸盐，同时从所述熔炼炉的底部通入惰性气体，升温至1680℃-1800℃直至完全熔化，保持40-60min。3.根据权利要求2所述的再生铝晶粒细化工艺，其特征在于，各成分占总投料量的重量比例分别为：所述铝条16.67％-33.33％、所述工业纯铝61.25％-74.6％、所述工业纯硅2.97...

【专利技术属性】
技术研发人员：王增潮，李新生，罗乐，
申请(专利权)人：重庆顺博铝合金股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50