高效节能铝合金快速熔制工艺制造技术

本发明专利技术属于金属冶炼技术，主要涉及一种铝合金制造中的快速熔制工艺；其目的是解决现有铝合金熔制工艺存在的复杂且周期长、损耗大和质量方面存在的问题，本发明专利技术采用将型号铝合金所需的化学成分直接加入的方法，其采用炉料均为型号铝合金所需成分的新金属料（也可加入部分回炉料），在６７０℃～７６０℃温度进行熔炼浇铸，取消了现有工艺的中间合金及相应的熔制环节，由此提高了铝合金的组织机械性能，并易于获得准确的化学成分，提高效率，并节约成本。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属冶炼技术，主要涉及一种铝合金制造中的快速熔制工艺。随现代化工业的发展，铝和铝合金得到广泛应用，其常用铝合金有，铝-硅合金，铝-铜合金，铝-镁合金，铝-锌合金;现有铝合金铸造采用多次熔炼浇铸工艺，即其最终型号铝合金是采用新金属料，中间合金，也可加入部分回炉料熔炼浇铸制得，中间合金是在铝合金的熔制中首先将某些组分和铝制成的辅助合金，采用中间合金的目的是为了获得化学成分准确而均匀的合金，在加入高熔点组分时使合金不过热，避免某些元素加入时因过热反应而使合金过热，中间合金有的由专业合金厂提供，但在多数情况下由铸造车间自己熔制，其熔制中间合金一般采用的方法是将铝熔化并过热到其它所加入的化学成分即金属材料的近似熔点温度，将所需加入化学成分的金属材料破碎成一定规格分批加入铝液，充分搅拌熔化后继续加入，除气精炼后最后铸锭，上述所加入化学成分的金属其熔化温度一般在800～900℃，甚至更高在1000℃以上，由于温度过高，其组织机械性能均遭到严重破坏，而且铝熔液的温度越高，其吸气量成倍增加，所以一般将砂型浇铸温度定为680～730℃，金属型定为740～760℃，原因即在于此，溶液在680～730℃之间吸气量最低，而中间合金的温度有时高达1000多度，是正常温度吸气量的几十倍，组织机械性能更是遭到严重破坏，加之大量的有害物质、杂质、气体、铁质化合物影响形成或合金的质量;铸造最终型号合金时需先根据合金型号所含化学成分量计算新金属料，中间合金及回炉料的加入量，然后据其工艺熔制，多次熔铸多次烧损且造成生产周期长，效率低并导致成本及其它燃料等一系列消耗较大的问题，其烧损综合计算Al-Si7%、Al-Cu12%、型号合金5%。本专利技术提出的铝合金快速熔制工艺，其目的是解决现有合金熔制工艺存在的复杂且周期长、损耗大和现有工艺造成的机械组织性能方面存在的问题。本专利技术提出的铝合金快速熔制工艺，其特征是采用型号铝合金(即铝合金铸件)所需的化学元素直接加入法，其采用炉料均为型号铝合金(即铝合金铸件)所需成分的新金属料，也可加入部分回炉料，在670～760℃温度进行熔炼浇铸，由于本专利技术采用一次熔制获得最终型号铝合金(即铝合金铸件)产品，即将型号铝合金所需化学成分一次直接加入，取消了熔制铝合金中的中间合金，相应减少了中间合金的熔制环节，其熔制温度在670～760℃范围，由此提高了铝合金的组织机械性能并易于获得较为准确的化学成分，提高铸件产品质量，使烧损率大大降低，由于减少了中间工艺环节，相应提高了生产效率，减轻了劳动强度，并相应减少了一系列物耗。本专利技术在熔制铝合金(即铝合金铸件)时采用的新金属料为纯铝和所需化学成分的工业纯金属;熔制时其炉料可一次性加入熔炼炉内也可分批加入;化学成分所需的其它金属置放底层，铝置放在上层。其炉料一次性加入时以铝的熔点为基准，熔点较铝高的金属与铝一次性装入熔炼炉内，置放在底层，铝放上层，熔点较铝低的金属可在其它金属熔化后直接压入熔液，如锌、镁等;炉料分批加入时和铝同时入炉的化学成分金属置放下层，铝置放上层，其它金属可采取予热到一定温度后加入熔液的方式。本专利技术工艺中炉料中可加入部分回炉料，其回炉料放置在熔炼炉的最底层。本专利技术提出的铝合金快速熔制工艺，采取型号合金(即铝合金铸件)所需化学成分直接加入的方法，改变了炉料中加有中间铝合金的工艺和炉料的装料(底、中、上层)顺序，其变质处理、精炼除气部分和用以防止缺陷措施部分均同于现有工艺。提供现有铝合金熔制工艺1、首先熔制中间合金例铝-硅中间合金，常用为Al-Si20%，将纯铝锭80Kg放入地坑焦炭炉石墨坩埚内，将铝液提高到约800～900℃时，将20Kg结晶硅块破碎10～30mm加入铝熔液内，将温度升到1000℃时用表面涂有涂料的铁棒搅拌硅块化完，搅拌均匀处理出炉(用无毒除气精炼剂)。例铝-铜中间合金，常用为Al-Cu50%，将纯铝50Kg放入地坑炉埚内，将铝液提高到900～1000℃，将一定规格(如150×400～600mm)的电解铜加入熔液中，温度升到约1150℃，其余与上述Al-Si中间合金工艺相同。型号铝合金(即铝合金铸件)工艺过程炉料计算，装炉，底层为纯铝锭，中上层为中间合金，炉温控制在730℃，化学处理浇注，每炉约5～6小时，其机械性能，金属型铝试棒抗拉强度为160，延伸率为0，其烧损综合计算Al-Si7%、Al-Cu12%，型号铝合金5%。本专利技术实施例1铝硅系合金ZL110、化学成分硅4～%、铜5～8%、镁0.2～0.5%其余为铝含量。定为硅5%、Cu7%、镁0.35%。熔制ZL11050Kg，炉料硅2.5Kg、铜3.5Kg、镁175g，变质剂为海绵钛用量0.1～0.2%，定为0.15%，75g(或其它变质剂)，硅加工30～50毫米，铜加工150×200或200×400毫米。早上5点30分开炉，炉温定730℃，炉温升至150-300℃，将Si、Cu、Ti加入电炉锅内底层，上层是纯铝锭。到8点40分钟，铝熔液升到730℃，用扒渣勺上下搅拌4～6分钟，使化学元素均匀的分布熔液中，降到700℃，将预热到150～300℃镁块，用钟罩压入熔液内7～10分钟化完，用扒渣勺上下搅拌4～6分钟，加入无毒精炼除气剂处理，10～15分钟精炼完毕，用扒渣勺，扒去熔渣，静止5-10分钟，将铝熔液升到730℃到9点30分钟出炉(用于砂型铸造)。实施例2铝铜系合金ZL201、化学成分铜4.5～5.3%、锰0.6～1%、钛0.15～0.35%，其余量为铝，定为铜5%、锰0.8%、钛0.3%。熔制ZL20139Kg，炉料铜1.95Kg、锰312Kg、钛117g，其余为铝。早上5点45分钟开炉、炉温定730℃，炉温升至150～300℃，将Cu、Mn、Ti加入电炉底层，上层为Al锭，到8点50分钟，熔液升到730℃，用扒渣勺上下搅拌4～6分钟，加入无毒精炼除气剂处理，扒出溶渣，加入“钠钾盐”变质剂(或其它变质剂)4-6分钟处理扒渣，静止5-10分钟，将熔液升到760℃出炉，用于金属模型铸造(升到730℃用于砂型铸造)。实施例3铝镁合金ZL302、化学成份Si0.8～1.3%、Mg4.5～5.5%、Mn0.1～0.4%，定为Si1%、Mg5%、Mn0.3%，其余量为铝，熔制ZL30238Kg。炉料Al35Kg、Si0.38Kg、Mn114g、Mg1.9Kg(镁锭加工成100～150g的小块)。早上6点开炉、炉温定730℃、炉温升至150～300℃，将Si、Mn加入电炉底层，上层为Al锭，到9点钟，铝熔液升到730℃，用扒渣勺上下搅拌4～6分钟，将熔液降至700℃，将预热150～300℃Mg块，用钟罩压入熔液内，30分钟化完，用扒渣勺上下搅拌4～6分钟，加入无毒精炼除气剂处理10-15分钟，扒出溶渣，加入“发热丸”变质剂(或其它变质剂)约30秒，扒出熔渣，静止5-10分钟，将熔液升到730℃出炉。实施例4炉料分批加入ZL110、化学成份Si5%、Cu7%、Mg0.35%。熔制39Kg、炉料Si1.95Kg、Cu2.7Kg、Mg136.5g、变质剂海绵钛(Ti)0.15%58.5g。5点45分钟开炉，炉温定为760℃，炉温升到150～300℃，将硅加入电炉底层、上层为铝锭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝合金快速熔制工艺，本专利技术的特征是在６７０℃～７６０℃温度条件下熔制型号铝合金，一次熔炼浇铸所需型号的铝合金铸件，其采取将型号合金即铝合金铸件所需的化学成分直接加入的方法，采用的炉料为型号铝合金所需化学成分的新金属料，也可包括部分回炉料，即将型号铝合金所需化学成分的新金属料也可有部分回炉料一次或分批加入熔炼炉内进行熔炼浇铸，获得机械、组织性能优良的所需型号的铸造铝合金。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海斌，
申请(专利权)人：刘海斌，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]