一种低碳再生非热处理铸造合金铝锭及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低碳再生非热处理铸造合金铝锭及其制备方法，属于百分之百废铝再生合金铝锭技术领域，该再生铸造合金铝锭的化学成分质量含量如下：Si6.0

【技术实现步骤摘要】
一种低碳再生非热处理铸造合金铝锭及其制备方法


[0001]本专利技术涉及百分之百再生合金铝锭
，特别是涉及一种低碳再生非热处理铸造合金铝锭及其制备方法。

技术介绍

[0002]在碳达峰和碳中和的“双碳”目标下，汽车行业轻量化的材料及工艺方案成为当下解决节能减排和提升电动车续航里程的热点技术路线。
[0003]特斯拉Model Y成功展现了一体压铸非热处理工艺所带来的生产效率提升、生产成本降低和生产周期缩短的显著优势。在特斯拉的引领下，以蔚小理为代表的造车新势力们积极布局一体化压铸非热处理工艺技术，有望引领汽车制造业新的工艺革命，而一体化压铸成型非热处理工艺首先要突破的技术壁垒就是新型铝合金材料的开发，这是一体化压铸成型非热处理工艺的基础。
[0004]2022年国家科技管理信息系统公共服务平台公布了44个国家重点研发计划重点专项2022年度项目申报指南征求意见稿。其中，“高性能制造技术与重大装备”重点专项中的“一体化承载式车身压铸成型工艺与装备”入选。研发内容为：新型免热处理高强高塑压铸铝合金材料抗拉强度≥270MPa，屈服强度≥135MPa，伸长率≥12％；完成铝合金压铸下车体开发，对应传统钢板冲焊件减重不少于10％。
[0005]再生铝工艺上，与原铝相比，再生铝只需要相当于5％的能量，只排放相当于5％的温室气体。根据《再生有色金属产业发展推进计划》，据测算，与原生铝生产相比，每吨再生铝相当于节能3443千克标准煤，节水22立方米，减少固体废物排放20吨。

技术实现思路

>[0006]为了解决上述现有技术中的不足，本专利技术的目的在于提供一种低碳再生非热处理铸造合金铝锭及其制备方法，制备的合金铝锭适合新能源轻量化大型复杂结构件一体铸造和低压铸造和挤压铸造等的高强高塑再生合金铝锭，能够赋能新能源汽车实现双碳目标。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案为：
[0008]提供了一种低碳再生非热处理铸造合金铝锭，该再生铸造合金铝锭的化学成分质量含量如下：Si6.0
‑
9.5％、Fe＜0.6％、Cu0.1
‑
0.8％、Mn0.1
‑
0.8％、Mg0.15
‑
0.65％、Zn＜0.35％、Ti0.05
‑
0.35％、Sr0.005
‑
0.05％、V＜0.07％、Zr＜0.05％、其它单项＜0.03％，余量为Al。
[0009]一种低碳再生非热处理铸造合金铝锭的制备方法，包括以下步骤：
[0010]步骤(1)：合成计算：将废铝等原料和产品成分输入模拟计算系统，计算好原料的使用重量；
[0011]步骤(2)：原料预处理：将废铝进行破碎等干净分选，充分除水除杂；
[0012]步骤(3)：原料熔化：使用低氮高速蓄热式熔化炉进行熔化；
[0013]步骤(4)：熔体净化：将步骤(3)得到的熔体转至静置保温炉中，开启电磁搅拌，加
入所需金属元素等进行合金化、净化、细化、均匀化；
[0014]步骤(5)：成品浇注：将净化后的熔体浇注到铸锭线，采用水模浸泡并开启在线除气和在线过滤系统，即得再生合金铝锭。
[0015]进一步的，所述废铝原料为易拉罐、型材、汽车轮毂、铝线等。
[0016]进一步的，熔化温度为680℃。
[0017]进一步的，熔硅温度为760℃，熔硅时间为120min，合金化温度为750℃。
[0018]进一步的，向熔体中通入氩气除气，温度控制在720℃，除气时间控制在30min以上；之后静置，静置温度为710℃，静置时间为30min。
[0019]进一步的，浇注温度为700℃。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0021]本专利技术示例的低碳再生非热处理铸造合金铝锭的制备方法，节能减排和降本增效和铸造性能等综合性能较高，是非常适合新能源汽车轻量化大型复杂结构件一体铸造和低压铸造和挤压铸造等的高强高塑再生合金铝锭，能够赋能新能源汽车实现双碳目标，且结果表明，该方法制备的合金在铸造非热处理状态：抗拉强度大于300Mpa，屈服强度大于180Mpa，延伸率大于11％。
具体实施方式
[0022]下面结合实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。
[0023]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0024]实施例：
[0025]低碳再生非热处理铸造合金铝锭的制备：
[0026]步骤(1)：根据原料和产品化学成分标准合成计算所需的原料重量。
[0027]原料1：破碎易拉罐，其化学成分为：Si＜0.6、Fe＜0.8、Cu0.05
‑
0.25、Mn0.8
‑
1.4、Mg0.8
‑
1.7、Zn＜0.25、Ti＜0.06；
[0028]原料2：汽车轮毂，其化学成分为：Si6.5
‑
7.5、Fe＜0.12、Cu＜0.1、Mn＜0.05、Mg0.3
‑
0.45、Zn＜0.05、Ti＜0.2；
[0029]原料3：光亮铝线(纯铝)。
[0030]废铝质量配料比例：汽车轮毂60％；破碎易拉罐30％；光亮铝线10％。
[0031]步骤(2)：将废铝进行破碎等干净分选，充分除水除杂。
[0032]步骤(3)：预处理后投入低氮高速蓄热式熔化炉，加热到680℃熔化后再用高效无氟无钠绿色除渣剂进行除渣。
[0033]步骤(4)：将步骤(3)得到的熔体转入静置保温炉中，开启电磁搅拌，加入通氧441金属硅、金属锰、铝钒中间以及铝锆中间等所需金属进行熔解，熔硅温度为760℃，熔硅时间为120min，合金化温度为750℃。
[0034]步骤(5)：喷吹精炼搅拌扒渣，然后添加铝锶中间，向熔体中通入氩气除气，温度控制在720℃，除气时间控制在30min以上，直至成分和断口和针孔度达到要求为止，静置前添加铝钛碳。静置温度710℃，静置时间30min。
[0035]步骤(6)：将净化后的熔体浇注到铸锭线，浇注温度控制在700℃，浇铸过程中取力学拉伸试棒和针孔试片等，即可得到低碳再生非热处理铸造合金铝锭。
[0036]通过上述方法制备的低碳再生非热处理铸造合金铝锭，合金铝锭成分质量的百分比为：Si8.64、Cu0.15、Mn0.40、Mg0.35、Fe0.39、Ti0.086、Zn0.07、Sr0.021、V0.007、Zr0.008，余量为Al。
[0037]取400公斤低碳再生非热处理铸造合金铝锭到铸件工厂，按照国标GB/T13822
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2017标准做压铸铝合金A型拉伸试样，拉伸测试结果如表1所示。
[0038]表1拉伸测试结果
[0039]批次抗拉强本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低碳再生非热处理铸造合金铝锭，其特征在于，该再生铸造合金铝锭的化学成分质量含量如下：Si6.0
‑
9.5％、Fe＜0.6％、Cu0.1
‑
0.8％、Mn0.1
‑
0.8％、Mg0.15
‑
0.65％、Zn＜0.35％、Ti0.05
‑
0.35％、Sr0.005
‑
0.05％、V＜0.07％、Zr＜0.05％、其它单项＜0.03％，余量为Al。2.一种权利要求1所述的低碳再生非热处理铸造合金铝锭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)：合成计算：将废铝等原料和产品成分输入模拟计算系统，计算好原料的使用重量；步骤(2)：原料预处理：将废铝进行破碎等干净分选，充分除水除杂；步骤(3)：原料熔化：使用低氮高速蓄热式熔化炉进行熔化；步骤(4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：于红晓，
申请(专利权)人：碳匠供应链山东有限公司，
类型：发明
国别省市：