一种铝材表面自形成致密膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铝材表面自形成致密膜的制备方法，属于铝合金材料领域，一种铝材表面自形成致密膜的制备方法，可以实现对铝合金的制备过程进行改进，改变铝合金材料的表层结构，便于铝合金材料在后续使用过程中形成致密膜，提高生产出的铝合金质量，简化铝合金材料制备过程中的工序，提高铝合金材料的生产效率，同时扩展了生产出的铝合金材料的使用范围，使其在工业领域的应用范围更广，同时在生产过程中，通过复流导气管和相对的弧形平吹管，可以从外侧向中部均匀的吹出的气流，从而有效保持熔料冶炼炉气流的稳定性，有效避免紊流的出现，进而增强铝合金材料的表面力学性能的均匀性，有效提高后期铝合金材料的质量和使用寿命。

A preparation method of self forming compact film on aluminum surface

The invention discloses a preparation method of self forming compact film on aluminum surface, belonging to the field of aluminum alloy materials. A preparation method of self forming compact film on aluminum surface can improve the preparation process of aluminum alloy, change the surface structure of aluminum alloy materials, facilitate the formation of compact film on aluminum alloy materials in the subsequent use process, and improve the quality of aluminum alloy produced, Simplify the process in the preparation of aluminum alloy materials, improve the production efficiency of aluminum alloy materials, and expand the scope of use of the produced aluminum alloy materials, so that it can be widely used in the industrial field. At the same time, in the production process, through the combined flow air guide pipe and the relative arc-shaped flat blow pipe, the air flow can be evenly blown out from the outside to the middle, so as to effectively maintain the melt smelting The stability of furnace air flow can effectively avoid turbulence, thus enhancing the uniformity of surface mechanical properties of aluminum alloy materials, and effectively improving the quality and service life of aluminum alloy materials in the later stage.

【技术实现步骤摘要】
一种铝材表面自形成致密膜的制备方法
本专利技术涉及铝合金材料领域，更具体地说，涉及一种铝材表面自形成致密膜的制备方法。
技术介绍
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。目前铝合金是应用最多的合金。铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢，一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能。现有的铝合金材料在制备过程中，一般是将含铝的原材料负载于多孔支撑体表面，从而得到负载型的膜材料，得到的膜材料可以分为多孔膜和致密膜两大类，其中多孔膜包括聚合物多孔膜和微孔二氧化硅膜等，致密膜主要有复合膜和高温透氧膜等，在致密膜的形成过程中，致密无缺陷的功能材料是实现高效膜分离过程的关键，由于铝在熔液表面瞬时形成非常稳定的氧化物，氧化的速度随着温度的升高和某些合金元素(如镁和铍)的存在而增加，而如果铝熔液表面没有受到干扰，那么在其表面形成的氧化物膜是自我限制的，任何紊流都会将氧化物膜搅和到大部分的熔液中，并产生新鲜的表面以有利于更多的氧化物形成，这种混合生成的致密膜对铝合金材料的性能造成不利影响，需要通过后期加工去除，然而，在合金冶炼、熔化金属的转运或浇注和铸型注满的过程中都会引起紊流，导致铝合金材料的表面力学性能不均匀，从而造成后续对铝合金材料的加工，需要增加分离氧化膜及表层加工工序，这样既造成了铝合金质量的降低，又导致了铝合金材料制备过程中的工序复杂化，降低了铝合金材料的生产效率，同时铝合金材质较软，固有的机械强度较低，这一特性限制了铝合金材质的使用范围，阻碍了它在工业领域的应用范围。
技术实现思路
1．要解决的技术问题针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种铝材表面自形成致密膜的制备方法，它可以实现对铝合金的制备过程进行改进，改变铝合金材料的表层结构，便于铝合金材料在后续使用过程中形成致密膜，提高生产出的铝合金质量，简化铝合金材料制备过程中的工序，提高铝合金材料的生产效率，同时扩展了生产出的铝合金材料的使用范围，使其在工业领域的应用范围更广，同时在生产过程中，通过复流导气管和相对的弧形平吹管，可以从外侧向中部均匀的吹出的气流，从而有效保持熔料冶炼炉气流的稳定性，有效避免紊流的出现，进而增强铝合金材料的表面力学性能的均匀性，有效提高后期铝合金材料的质量和使用寿命。2．技术方案为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。一种铝材表面自形成致密膜的制备方法，其制备过程包括以下步骤：步骤一、合金原料配料，将合金制备所需的原料按比例准备，所需的原料包括铝、硅、铜、镁、锌、铁、锰、镍、钛；步骤二、装炉熔炼，向炉内撒入粉状熔剂，将合金原料依序加入到熔料冶炼炉内，逐渐升高熔料冶炼炉的加热温度，使合金原料在熔料冶炼炉内逐渐熔化混合；步骤三、铝液搅拌扒渣，当不同成分的金属原料在熔料冶炼炉内熔化混合后，使用搅拌工具，对熔料冶炼炉内的金属熔液进行搅拌，搅拌过程中将合金熔渣与金属熔液分离，分离后的合金熔渣夹出；步骤四、化工材料混合，向混合后的金属熔液内添加化工材料，再次使用搅拌工具对金属熔液进行搅拌，使化工材料溶解于高温的金属熔液内；步骤五、合金精炼，对熔料冶炼炉内的金属熔液进行持续加热，并添加覆盖剂和精炼剂；步骤六、细化晶粒混合，向熔融状态下的铝液内添加晶粒细化剂，使晶粒细化剂与高温铝液混合，可以实现对铝合金的制备过程进行改进，改变铝合金材料的表层结构，便于铝合金材料在后续使用过程中形成致密膜，提高生产出的铝合金质量，简化铝合金材料制备过程中的工序，提高铝合金材料的生产效率，同时扩展了生产出的铝合金材料的使用范围，使其在工业领域的应用范围更广。进一步的，所述熔料冶炼炉下端固定连接有混料均流炉体，所述混料均流炉体左侧开凿有熔渣出料口，所述熔渣出料口中间设有熔渣阻隔板，所述熔渣阻隔板与混料均流炉体滑动连接，通过在混料均流炉体上增设的熔渣阻隔板，便于将热源格栅网上的熔炼残渣排出，所述混料均流炉体下端固定连接有两个稳定支架，两个所述稳定支架之间设有铝液合金储料层，所述铝液合金储料层上端与混料均流炉体固定连接，所述混料均流炉体上端开凿有金属原料填料口和助剂填料口，所述金属原料填料口和助剂填料口分别位于熔料冶炼炉的左右两侧，所述熔料冶炼炉内设有热烟集气罩，所述热烟集气罩后端与熔料冶炼炉内壁固定连接，所述混料均流炉体中间设有热源格栅网，所述热源格栅网左右两端与混料均流炉体内壁固定连接，所述热源格栅网上侧设有热烟集气罩，所述热烟集气罩与熔料冶炼炉内壁固定连接，所述热源格栅网和热烟集气罩之间设有热气阻隔板，通过在熔料冶炼炉内对合金原料进行熔炼混合，便于简化铝合金材料制备过程中的工序。进一步的，所述热烟集气罩上端固定连接有热气分流导管，所述热烟集气罩下端固定连接有金属熔渣集尘网，所述热气分流导管上端固定连接有两个复流导气管，所述复流导气管通过热气分流导管与热烟集气罩相连通，所述复流导气管远离热烟集气罩一端固定连接有弧形平吹管，所述复流导气管中间段与熔料冶炼炉内壁贴合，所述复流导气管上套接有侧边卡扣，所述侧边卡扣与熔料冶炼炉内壁固定连接，通过在热烟集气罩上增设的复流导气管,和弧形平吹管，便于减小合金冶炼、熔化金属过程中的紊流，增强铝合金材料的表面力学性能的均匀。进一步的，所述复流导气管远离热烟集气罩一端固定连接有弧形平吹管，两个所述弧形平吹管的出口端相对，且二者的出口端保持与水平线平行，通过相对的弧形平吹管，可以从外侧向中部均匀的吹出的气流，从而有效保持熔料冶炼炉气流的稳定性，有效避免紊流的出现。进一步的，所述热烟集气罩罩口边缘处固定连接有内凸网板，所述内凸网板包括位于中部的弧形顶板和位于弧形顶板外的外缘网板，所述外缘网板和弧形顶板固定连接，所述外缘网板和弧形顶板均为网状结构，有效保证热烟集气罩内外气体的连通性，且外缘网板的网孔直径大于弧形顶板的网孔直径，通过网孔较小的弧形顶板，可以对金属熔渣集尘网起到支撑作用，使其在收集较多的金属熔渣后，其底部能够产生一个支撑力，进而有效避免金属熔渣集尘网因底部受力过大而造成的损坏。进一步的，所述粉状熔剂添加至熔料冶炼炉内后，使用熔剂均层刷使粉状熔剂在熔料冶炼炉底部均匀分布，在每次添加完不同成分的合金原料后，分层撒粉状熔剂。金属外层表面所覆盖的氧化膜破裂，气体在此时容易混入，造成内部金属的进一步氧化，并且已溶化的液滴火也流要向炉底流动，当液滴进入底部汇集起来后，其表面的氧化膜混入熔体中，在炉料软化下塌时，适当向金属表面撒上一层粉状熔剂覆盖，减少熔化过程中金属吸气，提高炉体的纯洁度，减少烧损。进一步的，所述步骤五合金精炼过程中，所述覆盖剂主要成分包括37-42%的氯化钠、45-55%的氯化钾、4-6%的六氟化钙和6-8%的六氟铝酸钠，所述精炼剂主要成分包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝材表面自形成致密膜的制备方法，其特征在于：其制备过程包括以下步骤：/n步骤一、合金原料配料，将合金制备所需的原料按比例准备，所需的原料包括铝、硅、铜、镁、锌、铁、锰、镍、钛；/n步骤二、装炉熔炼，向炉内撒入粉状熔剂，将合金原料依序加入到熔料冶炼炉（1）内，所述粉状熔剂的添加量为二十至三十千克；/n逐渐升高熔料冶炼炉（1）的加热温度，使合金原料在熔料冶炼炉（1）内逐渐熔化混合；/n步骤三、铝液搅拌扒渣，当不同成分的金属原料在熔料冶炼炉（1）内熔化混合后，使用搅拌工具，对熔料冶炼炉（1）内的金属熔液进行搅拌，搅拌过程中将合金熔渣与金属熔液分离，分离后的合金熔渣夹出；/n步骤四、化工材料混合，向混合后的金属熔液内添加化工材料，再次使用搅拌工具对金属熔液进行搅拌，使化工材料溶解于高温的金属熔液内；/n步骤五、合金精炼，对熔料冶炼炉（1）内的金属熔液进行持续加热，并添加覆盖剂和精炼剂；/n步骤六、细化晶粒混合，向熔融状态下的铝液内添加晶粒细化剂，使晶粒细化剂与高温铝液混合。/n

【技术特征摘要】
1.一种铝材表面自形成致密膜的制备方法，其特征在于：其制备过程包括以下步骤：
步骤一、合金原料配料，将合金制备所需的原料按比例准备，所需的原料包括铝、硅、铜、镁、锌、铁、锰、镍、钛；
步骤二、装炉熔炼，向炉内撒入粉状熔剂，将合金原料依序加入到熔料冶炼炉（1）内，所述粉状熔剂的添加量为二十至三十千克；
逐渐升高熔料冶炼炉（1）的加热温度，使合金原料在熔料冶炼炉（1）内逐渐熔化混合；
步骤三、铝液搅拌扒渣，当不同成分的金属原料在熔料冶炼炉（1）内熔化混合后，使用搅拌工具，对熔料冶炼炉（1）内的金属熔液进行搅拌，搅拌过程中将合金熔渣与金属熔液分离，分离后的合金熔渣夹出；
步骤四、化工材料混合，向混合后的金属熔液内添加化工材料，再次使用搅拌工具对金属熔液进行搅拌，使化工材料溶解于高温的金属熔液内；
步骤五、合金精炼，对熔料冶炼炉（1）内的金属熔液进行持续加热，并添加覆盖剂和精炼剂；
步骤六、细化晶粒混合，向熔融状态下的铝液内添加晶粒细化剂，使晶粒细化剂与高温铝液混合。


2.根据权利要求1所述的一种铝材表面自形成致密膜的制备方法，其特征在于：所述熔料冶炼炉（1）下端固定连接有混料均流炉体（2），所述混料均流炉体（2）左侧开凿有熔渣出料口，所述熔渣出料口中间设有熔渣阻隔板（7），所述熔渣阻隔板（7）与混料均流炉体（2）滑动连接，所述混料均流炉体（2）下端固定连接有两个稳定支架（4），两个所述稳定支架（4）之间设有铝液合金储料层（3），所述铝液合金储料层（3）上端与混料均流炉体（2）固定连接，所述混料均流炉体（2）上端开凿有金属原料填料口（5）和助剂填料口（6），所述金属原料填料口（5）和助剂填料口（6）分别位于熔料冶炼炉（1）的左右两侧，所述熔料冶炼炉（1）内设有热烟集气罩（10），所述热烟集气罩（10）后端与熔料冶炼炉（1）内壁固定连接，所述混料均流炉体（2）中间设有热源格栅网（8），所述热源格栅网（8）左右两端与混料均流炉体（2）内壁固定连接，所述热源格栅网（8）上侧设有热烟集气罩（10），所述热烟集气罩（10）与熔料冶炼炉（1）内壁固定连接，所述热源格栅网（8）和热烟集气罩（10）之间设有热气阻隔板（9）。


3.根据权利要求2所述的一种铝材表面自形成致密膜的制备方法，其特征在于：所述热烟集气罩（10）上端固定连接有热气分流导管（11），所述热烟集气罩（10）下端固定连接有金属熔渣集尘网（13），所述热气分流导管（11）上端固定连接有两个复流导气管（...

【专利技术属性】
技术研发人员：周福敬，
申请(专利权)人：杭州未来已来科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33