專利名稱：一種改進的鋁液精煉工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及熔煉工藝，特別涉及一種添加鋁合金回爐料的鋁液精煉工藝。
背景技術：
隨著鋁合金回爐料的回收利用，氧化夾雜物(Al2O3)嚴重影響鋁液純潔度，導致鑄件產生氣泡、氣孔、夾渣、縮松等缺陷，直接影響鋁及鋁合金材料的使用性能。因此，去除鋁液中的氣體和夾渣，改善鋁合金的熔煉工藝以提高鋁液的純潔度，是鋁及鋁合金熔體凈化處理的重要研究課題。除渣和除氣是鋁合金熔體凈化處理的兩個重點和難點。在凈化處理過程中所用的熔劑需裝入精煉筐中送入爐內熔體里進行除渣，這種傳統的熔劑在實際應用時造渣效果不佳且操作不方便，因而鋁熔體中的氧化夾渣除不盡，所形成的渣又不易與鋁熔體分離，而且渣中含有較多的鋁液，造成金屬浪費。低壓鑄造鋁合金輪轂由于形狀比較復雜，對鋁合金的利用率較低，產生了大量鋁合金回爐料，加之對外觀質量和機械性能要求比較高，因此對熔煉工藝要求更加嚴格。很多文獻中都提到了鋁合金熔煉方面的工藝，但大多數文獻是在實驗室條件下得到的結論，或者是澆注小鑄件的工藝。而對加入鋁合金回爐料后的熔煉工藝提及的很少，即使少數文章中提及的工藝也由于設備昂貴和成本高，在輪轂制造工廠的實際生產中難于實現。因此，在高回爐料比例的鋁合金輪轂制造過程中，更加需要改進精煉工藝。
發明內容
本發明的目的在于，通過改進添加鋁合金回爐料后鋁液的精煉工藝，解決低壓鑄造鋁合金輪轂的夾渣問題。本發明采用的技術方案如下本發明采用爐內精煉和澆包內精煉兩個步驟先將鋁合金錠在熔鋁爐中熔化，控制鋁液溫度在760-780°C之間，在高純氮氣或其他惰性氣體的保護下，將30-50wt%鋁屑加入到快速旋轉的鋁液內部，使用鋁合金復合精煉器對熔鋁爐內鋁液進行精煉除渣，常規清渣劑加入15-4^g/次，還原精煉劑加入速度為1-1. ^g/min，每次精煉5-35min，壓力控制在0. 01-0. 08MPa，每8小時精煉2_5次。爐內精煉的鋁液倒入澆包的過程中，在流槽內加入1-2. 5kg的常規清渣劑，同時采用澆包底部氮氣除氣，除氣時間為 5-8min。除氣 2. 5_4min 后，將 0. 020-0. 040wt%Al_Sr 中間合金和 0. 4-0. 5wt%Al_Ti_C 細化劑放入澆包。除氣結束后用專用工具扒渣。鋁屑采用噴吹方式加入到鋁液中，噴吹方向與水平面夾角為45° -90°。噴出鋁屑位置距離鋁液表面5-15cm。本發明與其他精煉工藝相比，其優點在于降低生產成本；提高輪轂的成品率；鋁屑在空氣中暴露時間短，熔煉周期時間可以降低8-10%，能耗降低6-10%，如果熔爐投料比控制得好，鋁灰形成可以下降10-1洲。
圖1為經還原精煉劑精煉后上述A356鋁合金鑄錠的低倍顯微組織。圖2經還原精煉劑精煉后上述A356鋁合金鑄錠的高倍顯微組織。圖3為添加30wt%鋁屑的A356鋁合金輪輻部位的顯微組織。圖4為還原精煉劑精煉后上述A356鋁合金輪輻部位的顯微組織。圖5為添加50wt%鋁屑的A356鋁合金輪輻部位的顯微組織。圖6為經還原精煉劑精煉后上述A356鋁合金輪輻部位的顯微組織。
具體實施例方式實施例1。將鋁合金錠在熔鋁爐中熔化，鋁液溫度為770°C，在高純氮氣或其他惰性氣體的保護下，將30wt%鋁屑加入到快速旋轉的鋁液內部，鋁屑采用噴吹方式加入到鋁液中，噴吹方向與水平面夾角為45° -90°。噴出鋁屑位置距離鋁液表面5-15cm。使用鋁合金復合精煉器對熔鋁爐內鋁液進行精煉除渣，常規清渣劑加入30kg/ 次，還原精煉劑加入速度為lkg/min，每次精煉30min，壓力控制在0. 06MPa,每8個小時精煉2次。爐內精煉的鋁液倒入澆包的過程中，在流槽內加入1. 5kg的常規清渣劑，同時采用澆包底部氮氣除氣，除氣時間為8min。除氣^iin后，將0.02wt%Al-Sr中間合金和 0.5wt%Al-Ti-C細化劑放入澆包。除氣結束后用專用工具扒渣。最后取樣測氫及化學成分分析。合格的鋁液供給低壓鑄造機使用。實施例2。將鋁合金錠在熔鋁爐中熔化，鋁液溫度為770°C，在高純氮氣或其他惰性氣體的保護下，將40襯％鋁屑加入到快速旋轉的鋁液內部，使用鋁合金復合精煉器對熔鋁爐內鋁液進行精煉除渣，常規清渣劑加入次，還原精煉劑加入速度為1. 5kg/min,每次精煉 35min，壓力控制在0. 06MPa，每8個小時精煉3次。爐內精煉的鋁液倒入澆包的過程中，在流槽內加入^g的常規清渣劑，同時采用澆包底部氮氣除氣，除氣時間為8min。除氣^iin 后，將0. 02wt%Al-Sr中間合金和0. 5wt%Al-Ti-C細化劑放入澆包。除氣結束后用專用工具扒渣。最后取樣測氫及化學成分分析。合格的鋁液供給低壓鑄造機使用。實施例3。將鋁合金錠在熔鋁爐中熔化，鋁液溫度為770°C，在高純氮氣或其他惰性氣體的保護下，將50wt%鋁屑加入到快速旋轉的鋁液內部，使用鋁合金復合精煉器對熔鋁爐內鋁液進行精煉除渣，常規清渣劑加入次，還原精煉劑加入速度為1. 5kg/min,每次精煉 35min，壓力控制在0. 06MPa，每8個小時精煉5次。爐內精煉的鋁液倒入澆包的過程中，在流槽內加入2. 5kg的常規清渣劑，同時采用澆包底部氮氣除氣，除氣時間為8min。除氣^iin 后，將0. 025wt%Al-Sr中間合金和0. 5wt%Al-Ti-C細化劑放入澆包。除氣結束后用專用工具扒渣。最后取樣測氫及化學成分分析。合格的鋁液供給低壓鑄造機使用。從圖1、圖2可以看出經還原精煉劑精煉后A356鋁合金鑄錠組織均勻細小，變質充分，無夾渣及其它缺陷。從圖3、圖5可以看出添加鋁屑的A356鋁合金輪輻部位顯微組織，氧化鋁夾渣物分布在縮松處。
從圖4、圖6可以看出還原精煉劑精煉后A356鋁合金輪輻部位的顯微組織，氧化鋁夾夾渣已被還原分解。以上3個實施例生產的鋁合金輪轂輪輻部位的延伸率見表1。表1鋁合金輪轂延伸率對比
權利要求
1.一種改進的鋁液精煉工藝，其特征在于采用爐內精煉和澆包內精煉兩個步驟(a) 先將鋁合金錠在熔鋁爐中熔化，控制鋁液溫度在760-780°C之間，在高純氮氣或其他惰性氣體的保護下，將30-50wt%鋁屑加入到快速旋轉的鋁液內部，使用鋁合金復合精煉器對熔鋁爐內鋁液進行精煉除渣，常規清渣劑加入15-4^g/次，還原精煉劑加入速度為1-1. 5kg/ min,每次精煉5-35min，壓力控制在0. 01-0. 08MPa,每8小時精煉2-5次；(b)爐內精煉的鋁液倒入澆包的過程中，在流槽內加入1-2. 5kg的常規清渣劑，同時采用澆包底部透氣磚除氣，除氣時間為5-8min,除氣2. 5_4min后，將0. 020-0. 040wt%Al_Sr中間合金和 0. 4-0. 5wt%Al-Ti-C細化劑放入澆包，除氣結束后用專用工具扒渣。
2.根據權利要求1所述一種改進的鋁液精煉工藝，其特征在于鋁屑采用噴吹方式加入到鋁液中，噴吹方向與水平面夾角為45° -90°，噴出鋁屑位置距離鋁液表面5-15cm。
3.按照權利要求1所述的一種改進的鋁液精煉工藝，其特征在于將鋁合金錠在熔鋁爐中熔化，鋁液溫度為770°C，在高純氮氣或其他惰性氣體的保護下，將30wt%鋁屑加入到快速旋轉的鋁液內部，使用鋁合金復合精煉器對熔鋁爐內鋁液進行精煉除渣，常規清渣劑加入30kg/次，還原精煉劑加入速度為lkg/min，每次精煉30min，壓力控制在0. 06MPa,每 8小時精煉2次；爐內精煉的鋁液倒入澆包的過程中，在流槽內加入1. 5kg的常規清渣劑， 同時采用澆包底部氮氣除氣，除氣時間為8min，除氣^iin后，將0. 02wt%Al-Sr中間合金和 0. 5wt%Al-Ti-C細化劑放入澆包，除氣結束后用專用工具扒渣。
4.按照權利要求1所述的一種改進的鋁液精煉工藝，其特征在于將鋁合金錠在熔鋁爐中熔化，鋁液溫度為770°C，在高純氮氣或其他惰性氣體的保護下，將40wt%鋁屑加入到快速旋轉的鋁液內部，使用鋁合金復合精煉器對熔鋁爐內鋁液進行精煉除渣，常規清渣劑加入次，還原精煉劑加入速度為1. 5kg/min,每次精煉35min，壓力控制在0. 06MPa, 每8小時精煉3次；爐內精煉的鋁液倒入澆包的過程中，在流槽內加入2kg的常規清渣劑， 同時采用澆包底部氮氣除氣，除氣時間為8min，除氣^iin后，將0. 02wt%Al-Sr中間合金和 0. 5wt%Al-Ti-C細化劑放入澆包，除氣結束后用專用工具扒渣。
5.按照權利要求1所述的一種改進的鋁液精煉工藝，其特征在于將鋁合金錠在熔鋁爐中熔化，鋁液溫度為770°C，在高純氮氣或其他惰性氣體的保護下，將50wt%鋁屑加入到快速旋轉的鋁液內部，使用鋁合金復合精煉器對熔鋁爐內鋁液進行精煉除渣，常規清渣劑加入次，還原精煉劑加入速度為1. ^g/min，每次精煉35min，壓力控制在0. 06MPa,每 8小時精煉5次，爐內精煉的鋁液倒入澆包的過程中，在流槽內加入2. 5kg的常規清渣劑，同時采用澆包底部氮氣除氣，除氣時間為8min，除氣^iin后，將0. 025wt%Al-Sr中間合金和 0. 5wt%Al-Ti-C細化劑放入澆包，除氣結束后用專用工具扒渣。
全文摘要
本發明公開了一種改進的鋁液精煉工藝，采用爐內精煉和澆包內精煉兩個步驟。先將鋁合金錠在熔鋁爐中熔化，控制鋁液溫度在760-780℃之間，在高純氮氣或其他惰性氣體的保護下，將30-50wt%鋁屑加入到快速旋轉的鋁液內部，使用鋁合金復合精煉器對熔鋁爐內鋁液進行精煉除渣，常規清渣劑加入15-45kg/次，還原精煉劑加入速度為1-1.5kg/min，每次精煉5-35min，壓力控制在0.01-0.08MPa，每8個小時精煉2-5次。爐內精煉的鋁液倒入澆包的過程中，在流槽內加入1-2.5kg的常規清渣劑，在澆包底部放置0.020-0.040wt%Al-Sr中間合金和0.4-0.5wt%Al-Ti-C細化劑，同時采用澆包底部透氣磚除氣，除氣時間為5-8min。除氣結束后用專用工具扒渣。
文檔編號C22C1/06GK102251135SQ20111022273
公開日2011年11月23日 申請日期2011年8月5日 優先權日2011年8月5日
發明者吳群虎, 朱志華, 李昌海, 王立生, 白幫偉, 秦鵬, 羅旭東 申請人:中信戴卡輪轂制造股份有限公司