一种基于电磁搅拌的铝合金熔炼、除杂方法技术

本发明专利技术公开了一种基于电磁搅拌的铝合金熔炼、除杂方法，涉及合金冶炼领域，能够得到一种符合规格，实用性高，且造价相对较低的新式铝合金，包括以下步骤：S1：熔炼炉预处理；S2：向预处理后的熔炼炉加入纯度为99％或99％以上的高纯度铝；S3：对熔炼炉进行加热；S4：加入Al‑Si中间合金；S5：将高纯度铝和Al‑Si中间合金融合；S6：加入纯度为99％或99％以上的锌、Mn剂、Ti剂和精炼剂；S7：将S5和S6中所有金属融合；S8：将S7得到的铝合金熔体静置后转入流槽进行铸轧。本发明专利技术提供的铝合金熔炼、除杂方法能够大幅提高铝合金熔炼过程中的除杂效率和熔体净化效果；铝合金熔炼、除杂方法使用更少的步骤，精简了熔炼过程。

A method of aluminum alloy melting and impurity removal based on electromagnetic stirring

【技术实现步骤摘要】
一种基于电磁搅拌的铝合金熔炼、除杂方法
本专利技术涉及合金冶炼领域，更具体地说，它涉及一种基于电磁搅拌的铝合金熔炼、除杂方法。
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。在现在社会中，随着铝合金的应用在电池材料、轨道交通等领域应用普及，而随之对铝合金综合力学性能的要求越来越高。性能要求的提高，就要求在铝合金熔炼和熔体净化阶段以更高的要求。但传统铝合金熔炼的过程中，熔体净化的除杂手段，对于高性能要求的铝合金的熔体来说，使用手动搅拌或纯机械搅拌等方进入熔体中接触式搅拌方式，则可能会在熔体再次引入氧化夹杂和精炼剂夹杂，费时费力且除杂效率不高，且在生产线中专门加入此设备又会增加成本和生产产线故障率。因此有必要对现有的除杂技术和方法进行改进。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于电磁搅拌的铝合金熔炼、除杂方法，能够得到一种符合规格，实用性高，且造价相对较低的新式铝合金，且在提出一种新的铝合金的熔炼方式的过程中，同时在熔炼方式中加入相应的除杂方式，保证最终得到的铝合金的纯度更高，杂质含量更低的最终成品。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于电磁搅拌的铝合金熔炼、除杂方法，包括以下步骤：S1：熔炼炉预处理；S2：向预处理后的熔炼炉加入纯度为99％或99％以上的高纯度铝；S3：对熔炼炉进行加热；S4：加入Al-Si中间合金；S5：将高纯度铝和Al-Si中间合金融合；S6：加入纯度为99％或99％以上的锌、Mn剂、Ti剂和精炼剂；S7：将S5和S6中所有金属融合；S8：将S7得到的铝合金熔体静置后转入流槽进行铸轧；在S3过程中，熔炼炉设定温度为720—800℃，并使用电磁搅拌进行融合，感应器(线圈)工作参数为：采用正弦交流电(50Hz)，视在功率230KVA，频率为4.5-5.5Hz，工作电流200A，搅拌15—25min，S7过程中成分均匀的合金金属熔体之后，静置时间10—30min，再进行S8过程。采用上述技术方案，使用常规的熔炼炉，高纯度铝一般使用铝锭，在S3过程中将铝锭进行融化，熔炼炉的温度设定可在720—800℃之间任意取值，在熔炼过程中，使用电磁搅拌进行适当搅动，将未完全融化的边部铝锭推至芯部，至铝锭完全融化的金属熔体；在铝锭熔炼过程中，加入Al-Si中间合金，使之完全混合；作用是使Al-Si中间合金融化更充分，减少Si元素烧损。Al-Si合金和精炼剂(的加入温度不同。向熔炼炉中加入高纯度锌锭，精炼剂，极少量的Mn剂和极少量的Ti剂，作为一种优选，这个质量分数可以是0.6％的Zn，0.25％Mn或Ti，然后将所有物质进行融合得到最终的成品铝合金，然后将铝合金熔体静置后转入溜槽进行铸扎。工作参数配置如上所述。上述技术方案能够得到得到一种新式铝合金，能够应用于各个方面的同时，降低了自身造价，对铝合金熔炼过程中进行除去夹杂，充分利用了金属液体在电磁场中的流动特性，借助底部分布的电磁线圈感应器，实现对熔体的充分搅拌，有效代替了传统的人工搅拌除杂的铝合金熔炼方式，大幅的提高了除杂效率和熔体净化的效果。同时也有效的提高了生产效率和生产的自动化，节省生产时间和人力成本。作为一种优选方案，S1过程中熔炼炉预处理包括以下步骤：M1：对熔炼炉进行扒渣；M2：刷入KCl+MgCl2配置的熔炼涂料；M3：将熔炼炉烘干。在上述方案中，对熔炼炉进行的预处理，能够有效防止杂质污染，保证得到的铝合金纯度更高。作为一种优选方案，S3过程中熔炼炉设定温度为780℃，所述S4过程在730—760℃进行。铝的熔点为660℃，熔炼炉设定温度为780℃，能够提高铝的融解速度，得到速度和使用能源比更高，在730—760℃范围内加入Al-Si中间合金，保证两种物质的融解速度，熔炼炉在780℃左右进行保温，也保证了后续加入物质与之前物质的充分融合，也避免了更多的能源的浪费。作为一种优选方案，S6过程中，精炼剂为通过氩气吹入的CCl4。在上述方案中，使用该种精炼剂，保证得到的成品铝合金各方面参数更符合应用要求。作为一种优选方案，S6过程中，再次进行扒渣步骤。在上述方案中的扒渣步骤，提高了铝合金的除杂效果。作为一种优选方案，S6过程中，先进行扒渣步骤，再通过氩气吹入的CCl4精炼剂，扒渣和加入氩气吹入的CCl4精炼剂之间间隔10—15min。在上述方案中，扒渣后间隔的作用是用来静置熔体，未下一次精炼做准备，使下一次精炼效果更好。作为一种优选方案，电磁搅拌装置在温度为720—740℃时开启。在上述方案中，电磁搅拌的过程需要再相应物质达到一定的溶解度再开始进行，电磁搅拌的过程最好是在进入铝锭熔炼，加入Al-Si中间合金之前就开始进行，能够保证最短时间内达到均匀混合的目的。作为一种优选方案，S7和S8过程之间再次进行扒渣步骤。在上述方案中，使用尽可能少的扒渣步骤，且保证最终得到的成品铝合金的纯度更高。一种铝合金，基于上述铝合金熔炼、除杂方法制作而成的铝合金。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术提供的铝合金熔炼、除杂方法能够大幅提高铝合金熔炼过程中的除杂效率和熔体净化效果；(2)本专利技术提供的铝合金熔炼、除杂方法使用更少的步骤，精简了熔炼过程；(3)本专利技术提供的铝合金熔炼、除杂方法同时也有效的提高了生产效率和生产的自动化，节省生产时间和人力成本；(4)本专利技术提供的铝合金具有纯度更高，杂质含量更低的特性；(5)本专利技术提供的铝合金熔炼、除杂方法在搅拌后，熔体中杂质含量仅为0.56mg/L，远低于一般接触式搅拌方法，更有利于后续的的铸轧制备高质量板材或或其他塑性变形生产方法；(6)本专利技术提供的铝合金熔炼、除杂方法简单，经济性好，具有良好的实用性和推广性。附图说明图1是本专利技术实施例的一种基于电磁搅拌的铝合金熔炼、除杂方法的结构示意图。具体实施方式以下对本专利技术作进一步详细说明。实施例1：一种基于电磁搅拌的铝合金熔炼、除杂方法，包括以下步骤：S1：熔炼炉预处理；S2：向预处理后的熔炼炉加入纯度为99％或99％以上的高纯度铝；S3：对熔炼炉进行加热；S4：加入Al-Si中间合金；S5：将高纯度铝和Al-Si中间合金融合；S6：加入纯度为99％或99％以上的锌、Mn剂、Ti剂和精炼剂；S7：将S5和S6中所有金属融合；S8：将S7得到的铝合金熔体静置后转入流槽进行铸轧；在S3过程中，熔炼炉设定温度为720—800℃，并使用电磁搅拌进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电磁搅拌的铝合金熔炼、除杂方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：熔炼炉预处理；/nS2：向预处理后的熔炼炉加入纯度为99.8％以上的高纯度铝；/nS3：对熔炼炉进行加热；/nS4：加入Al-Si中间合金；/nS5：将高纯度铝和Al-Si中间合金融合；/nS6：加入纯度为99％或99％以上的锌、Mn剂、Ti剂和精炼剂；/nS7：将S5和S6中所有金属融合；/nS8：将S7得到的铝合金熔体静置后转入流槽进行铸轧；/n在S3过程中，熔炼炉设定温度为720—800℃，并使用电磁搅拌进行融合，感应器(线圈)工作参数为：采用正弦交流电(50Hz)，视在功率230KVA，频率为4.5-5.5Hz，工作电流200A，搅拌15—25min，S7过程中成分均匀的合金金属熔体之后，静置时间10—30min，再进行S8过程。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于电磁搅拌的铝合金熔炼、除杂方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：熔炼炉预处理；
S2：向预处理后的熔炼炉加入纯度为99.8％以上的高纯度铝；
S3：对熔炼炉进行加热；
S4：加入Al-Si中间合金；
S5：将高纯度铝和Al-Si中间合金融合；
S6：加入纯度为99％或99％以上的锌、Mn剂、Ti剂和精炼剂；
S7：将S5和S6中所有金属融合；
S8：将S7得到的铝合金熔体静置后转入流槽进行铸轧；
在S3过程中，熔炼炉设定温度为720—800℃，并使用电磁搅拌进行融合，感应器(线圈)工作参数为：采用正弦交流电(50Hz)，视在功率230KVA，频率为4.5-5.5Hz，工作电流200A，搅拌15—25min，S7过程中成分均匀的合金金属熔体之后，静置时间10—30min，再进行S8过程。


2.根据权利要求1所述的铝合金熔炼、除杂方法，其特征在于，所述S1过程中熔炼炉预处理包括以下步骤：
M1：对熔炼炉进行扒渣；
M2：刷入KCl+MgCl2配置的熔炼涂料；
M3：将熔...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄元春，雒晓宇，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43