一种再生铝熔炼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熔炼工艺及再生铝处理工艺，涉及铝合金技术领域。再生铝熔炼工艺包括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，然后经泡沫陶瓷过滤板过滤。该工艺简单，熔炼过程中除杂、净化效果好，适用于汽车车身铝合金的制备。包括该再生熔炼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。

【技术实现步骤摘要】
一种再生铝熔炼工艺及再生铝处理工艺
本专利技术涉及铝合金
，具体而言，涉及一种再生铝熔炼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。但是在用废弃易拉罐来制备汽车车身铝合金时，成分不易控制，在熔炼时除杂、净化工艺较为复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种再生铝熔炼工艺，其工艺简单，熔炼过程中除杂、净化效果好，适用于汽车车身铝合金的制备。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：一种再生铝熔炼工艺，其包括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，然后经泡沫陶瓷过滤板过滤。其中，各成分占总投料量的重量比例分别为：铝条16.67％-33.33％、工业纯铝61.25％-74.6％、工业纯硅2.97％-4.94％、工业纯铜0.97％-1.95％、工业纯铁0.43％-1.4％，纯金属0.17-0.4％、稀土金属0.04％-0.09％。按重量分数计，铝条包括：镁1.2％、锰0.78％、硅0.19％、铜0.14％、铁0.43％、铟0.03％、余量为铝。稀土金属包括占总投料量的重量比例为0.01％-0.02％的铽、0.01％-0.02％的镥、0.01％-0.02％的铈和0.01％-0.03％的铕。纯金属包括纯金属锰、纯金属钛、纯金属镉、纯金属锶和纯金属铟。一种再生铝处理工艺，其包括上述再生铝熔炼工艺。本专利技术实施例的再生铝熔炼工艺及再生铝处理工艺有益效果是：在熔融过程中加入纳米碳酸盐，纳米碳酸盐吸附剂作为附加物，在熔融过程中可产生的少量惰性气体能有效地将熔体内的微小非金属夹杂物带往液面。在熔融过程中加入稀土金属，调节其含量及种类，不仅进一步提高了夹杂物的去除率，而且极易与氧气、氢气等发生反应，从而起到脱氢、脱氧、去氧化皮等作用，因而可以净化铝液，同时能有效减少熔体中氢对铝合金孔隙率的不利影响，大大提高汽车车身压合金的机械性能及抗腐蚀性能。将惰性气体通入熔体内用于进一步带走原料内部的气体等杂质。进一步地，使用经过预处理后的废弃易拉罐作为原料，变废为宝，同时配合调整加入其他原料，使制得的产品可作为汽车车身铝合金的使用。其中硅含量及铜含量较高，使制得汽车车身铝合金具有较好的机械强度、硬度和耐磨性能，能够有效减小汽车撞击和刮擦过程中产生的形变量；但是，当铝合金中硅和铜含量过高时，由于强化相的晶粒较大且分布不均匀，致使铝合金的拉伸性能显著下降。通过控制加入的其他金属等优化试剂的含量，能够对该铝合金进行更有效的组织细化，增强铝合金的机械强度等，其能够同时提高铝合金的使用寿命及铝合金加工的成品率。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熔融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。其中晶粒细化和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，优选地，在110℃-115℃环境下烘干本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种再生铝熔炼工艺，适用于汽车车身铝合金的制备，其特征在于，包括以下步骤：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，然后经泡沫陶瓷过滤板过滤；其中，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％‑4.94％、所述工业纯铜0.97％‑1.95％、所述工业纯铁0.43％‑1.4％，所述纯金属0.17％‑0.4％、所述稀土金属0.04％‑0.09％；按重量百分比计，所述铝条包括：镁1.2％、锰0.78％、硅0.19％、铜0.14％、铁0.43％、铟0.03％、余量为铝；所述稀土金属包括占总投料量的重量比例为0.01％‑0.02％的铽、0.01％‑0.02％的镥、0.01％‑0.02％的铈和0.01％‑0.03％的铕；所述纯金属包括纯金属锰、纯金属钛、纯金属镉、纯金属锶和纯金属铟。

【技术特征摘要】
1.一种再生铝熔炼工艺，适用于汽车车身铝合金的制备，其特征在于，包括以下步骤：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，然后经泡沫陶瓷过滤板过滤；其中，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％-4.94％、所述工业纯铜0.97％-1.95％、所述工业纯铁0.43％-1.4％，所述纯金属0.17％-0.4％、所述稀土金属0.04％-0.09％；按重量百分比计，所述铝条包括：镁1.2％、锰0.78％、硅0.19％、铜0.14％、铁0.43％、铟0.03％、余量为铝；所述稀土金属包括占总投料量的重量比例为0.01％-0.02％的铽、0.01％-0.02％的镥、0.01％-0.02％的铈和0.01％-0.03％的铕；所述纯金属包括纯金属锰、纯金属钛、纯金属镉、纯金属锶和纯金属铟。2.根据权利要求1所述的再生铝熔炼工艺，其特征在于，所述纯金属包括占总投料量的重量比例为0.07％-0.14％的所述纯金属锰、0.03％-0.08％的所述纯金属钛、0.03％-0.08％的所述纯金属镉、0.03％-0.08％的所述纯金属锶和0.01％-0.02％的所述纯金属铟。3.根据权利要求2所述的再生铝熔炼工艺，其特征在于，将铝液加入所述熔炼炉，以20℃/min对熔炼炉升温，在升温的同时依次加入所述纯金属钛、所述工业纯铁...

【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