去除铝合金中杂质铁的方法技术

一种金属材料技术领域的去除铝合金中杂质铁的方法，包括如下步骤：将铝合金浇注成自耗电极棒，将自耗电极棒放入电渣炉内，加入渣料，进行电渣重熔；熔炼完成后，切断电源，冷却，得到铝合金，其中，所述渣料为下列组合物中的一种，所述组合物中的百分数均为重量百分数：５～１０％ＭｇＦ↓［２］＋４０～５０％ＭｇＣｌ↓［２］＋３０～４０％ＫＣｌ＋１０～２５％ＡｌＰ，５～１０％ＭｇＦ↓［２］＋４０～５０％ＭｇＣｌ↓［２］＋３０～４０％ＫＣｌ＋１０～２５％ＡｌＰＯ↓［４］，７０～９０％Ｎａ↓［３］ＡｌＦ↓［６］＋１０～３０％ＡｌＰ和７０～９０％Ｎａ↓［３］ＡｌＦ↓［６］＋１０～３０％ＡｌＰＯ↓［４］。本发明专利技术的方法有效地降低了铝合金中的杂质铁元素的含量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种金属材料
的去除杂质的方法，具体是一种。
技术介绍
近年来，随着铝合金用量的不断增加，对其性能的要求也越来越高。通常人们通过热处理、合金化等方法来提高铝材性能，但是这些方法所能够提高铝材性能的幅度有限，其主要原因是受到初始铝材的性能指标限制，因此进一步提高初始铝材的性能指标，除去有害杂质的影响也就成为一大难题。其中铝合金中的杂质元素铁无论是对铸造铝合金或变形铝合金，它的危害性都是众所周知的。铝合金中的铁元素主要来自于炼铝的工业过程，以及工业熔炼和铸造过程中的铁制工具，另外，废铝的回收利用也是铁元素污染的一个重要来源。这些铁元素常与铝合金中的其它元素生成Al3Fe、 Al5FeSi、 Al12Fe3Si、 Al9Fe2Si2等富铁相，这些相对铝基体有严重的割裂作用，从而大大降低了铝合金的性能。目前，用于主要有重力沉降法、离心去除法、电磁分离法等。不管是重力沉降法、离心去除法还是电磁分离法，都是通过向铝熔体中加入合金元素(Mn、 Cr等)形成熔点较高的富铁相，利用富铁相与铝熔体之间存在的密度差和电导率差，使富铁相在重力、离心力或电磁力的作用下与铝熔体分离、聚集从而除去。但这些方法的使用受临界铁含量、合金元素的加入量、处理温度、静置时间等因素的影响较大，工艺复杂，另外加入的合金元素本身也是一种杂质，如果过量也会大大降低合金的性能。因此，现有的除铁法已经不能适应工业发展的要求，急需一种有效的除铁方法来弥补这一缺陷，从根本上解决铝合金中杂质铁带来的问题。经对现有技术的文献检索发现，李天晓等在《上海交通大学学报》(2001年，第5期，第664 667页)上发表了 "电磁分离降低铝硅合金中铁含量"一文，该文中提出将Mn加入到铝熔体中，把富铁相由针状e相变成块状或汉字状的a相，然后利用电磁场分离的方法去除铝熔体中的初生富铁相，经过两次电磁分离处理后，Fe含量从1.13M降低到0.411)6。但该方法工艺复杂，去除效果不均匀，去除后的Fe含量依然很高，并且在除去Fe元素时又引入了对铝熔体有害的元素Mn。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种。本专利技术的方法有效地降低了铝合金中的杂质铁元素的含量。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术包括如下步骤将铝合金浇注成自耗电极棒，将自耗电极棒放入电渣炉内，加入渣料，进行电渣重熔；熔炼完成后，切断电源，冷却，得到铝合金；所述渣料为下列组合物中的一种5 10%MgF2+40 50%MgCl2+30 40%KCl+10 25%AlP，5 10%MgF2+40 50%MgCl2 +30 40%KC1+10 25%A1P04，70 90%Na3AlF6+10 30%AlP，70 90%Na3AlF6+10 30%AlP04;其中，组合物中的百分数均为重量百分数。所述渣料的加入量为自耗电极棒重量的5 15%。所述渣料，加入前需烘烤至无水分和结晶水。所述电渣重熔的电流为500 1000A，电压为40 60V。本专利技术在现有的常规电渣重熔平台基础上，采用新的渣料进行重熔，在铝合金熔化后通过熔融的渣池，铝熔体中的杂质铁元素与电渣液中的熔剂发生反应进入熔渣中，从而除去铝合金中的杂质铁。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果本专利技术的方法可使铝合金中的铁含量降低30% 50%，有效地降低了铝合金中的杂质铁元素；同时整个净化工艺操作简便，成本低廉，净化效率高，也不会引入其他有害的杂质元素。具体实施例方式下面对本专利技术的实施例作详细说明本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。除非特别说明，否则实施例中的百分数均为重量百分数。4实施例1将含铁量为0.43%的铝合金按照要求浇注成圆柱形自耗电极棒，直径为 0.4 0.7倍结晶器内径，长度为1.5 2倍结晶器高度；然后把铝合金自耗电极棒 放入电渣炉内，加入渣料10%MgF2+40%MgCl2+40%KCl+10%AlP，加入渣料的量为 自耗电极棒重量的5%;渣料加入前400'C烘烤不少于6小时，使其不含水分及 结晶水；在重熔电流为500 600A,电压为60V的条件下进行电渣重熔，铝合金自耗 电极棒逐渐熔化，金属熔滴在通过熔融的渣池过程中，高温熔体得到净化，最 后高温熔体进入到结晶器中的凝固区，在强制水冷的条件下进行凝固，熔炼完 成后，切断电源，电渣铝合金锭在结晶器内自然冷却。本实施例的效果精炼后，铝合金的铁含量降低到0. 30%。实施例2本实施例与实施例1区别之处在于，采用的渣料为5%MgF2+40%MgCl2 +35%KC1+20%A1P，加入渣料的量为自耗电极棒重量的10%;重熔电流为800 900A，电压为40V;其余步骤与实施例l相同。本实施例的效果精炼后，铝合金的铁含量降低到0. 23%。实施例3本实施例与实施例1区别之处在于，采用的渣料为5%MgF2+40%MgCl2 +30%KC1+25%A1P，加入渣料的量为自耗电极棒重量的15%;重熔电流为500 600A，电压为60V;其余步骤与实施例l相同。本实施例的效果精炼后，铝合金的铁含量降低到0. 28%。 实施例4本实施例与实施例1区别之处在于，采用的渣料为采用5%MgF2+50%MgCl2 +30%KC1+15%A1P，加入渣料的量为自耗电极棒重量的20%;重熔电流为500 600A，电压为60V;其余步骤与实施例l相同。本实施例的效果精炼后，铝合金的铁含量降低到0. 31%。实施例5本实施例与实施例1区别之处在于，采用的渣料为5%MgF2+40%MgCl2 +30%KCl+25% A1P0"加入渣料的量为自耗电极棒重量的5%;重熔电流为600 700A，电压为50V;其余步骤与实施例l相同。本实施例的效果精炼后，铝合金的铁含量降低到0. 28%。 实施例6本实施例与实施例5区别之处在于，采用的渣料为5%MgF2+40%MgCl2 +40%KC1+15%A1P04，加入渣料的量为自耗电极棒重量的10%;重熔电流为600 700A，电压为50V;其余步骤与实施例l相同。本实施例的效果精炼后，铝合金的铁含量降低到0. 21%。实施例7本实施例与实施例5区别之处在于，采用的渣料为10%MgF2+50%MgCl2 +30%KC1+10%A1P04，加入渣料的量为自耗电极棒重量的15%;重熔电流为800 900A，电压为45V;其余步骤与实施例l相同。本实施例的效果精炼后，铝合金的铁含量降低到0. 25%。实施例8本实施例与实施例1区别之处在于，铝合金的含铁量为0.40%;采用的渣料 为8(^Na3AlFe+2(mAlP;加入渣料的量为自耗电极棒重量的5%;重熔电流为900 IOOOA，电压为40V;其余步骤与实施例l相同。本实施例的效果精炼后，铝合金的铁含量降低到0.22%。实施例9本实施例与实施例8区别之处在于，采用的渣料为70%Na3AlF6+30%AlP; 加入渣料的量为自耗电极棒重量的10%;重熔电流为900 1000A，电压为40V; 其余步骤与实施例l相同。本实施例的效果精炼后，铝合金的铁含量降低到0. 26%。实施例10本实施例与实施例8区别之处在于，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种去除铝合金中杂质铁的方法，包括如下步骤：将铝合金浇注成自耗电极棒，将自耗电极棒放入电渣炉内，加入渣料，进行电渣重熔；熔炼完成后，切断电源，冷却，得到铝合金，其特征在于，　所述渣料为下列组合物中的一种：　５～１０％ＭｇＦ↓［２］＋４０～５０％ＭｇＣｌ↓［２］＋３０～４０％ＫＣｌ＋１０～２５％ＡｌＰ，　５～１０％ＭｇＦ↓［２］＋４０～５０％ＭｇＣｌ↓［２］＋３０～４０％ＫＣｌ＋１０～２５％ＡｌＰＯ↓［４］，　７０～９０％Ｎａ↓［３］ＡｌＦ↓［６］＋１０～３０％ＡｌＰ，　７０～９０％Ｎａ↓［３］ＡｌＦ↓［６］＋１０～３０％ＡｌＰＯ↓［４］；　所述组合物中的百分数均为重量百分数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊，陈冲，祝国梁，高建卫，疏达，孙宝德，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]