[發(fā)明專利]一種鋁合金熔煉凈化裝置及熔煉凈化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110216926.0
• 申請(qǐng)日: 2011-07-29
• 公開（公告）號(hào): CN102220525A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李念奎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱中飛新技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): C22C21/00
• 分類號(hào): C22C21/00;C22C1/03;C22B9/05;C22B9/02;C22B9/04
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 畢志銘

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋁合金熔煉裝置及利用所述裝置的熔煉方法。

背景技術(shù)

鋁合金熔煉凈化已成為現(xiàn)代高性能鋁合金的必要條件。鋁合金純度是指合金的雜質(zhì)(鋁合金中主要是Fe和Si)含量，鋁合金凈度是指合金的非金屬夾雜含量。

鋁合金中的夾雜主要是以鋁的氧化物為主的非金屬夾雜物。鋁極易氧化，在熔體表面可以形成致密的氧化膜，可以保護(hù)熔體。但是熔鑄時(shí)的不當(dāng)操作會(huì)將氧化物混入熔體中乃至鑄到鑄錠中，形成夾雜。夾雜是裂紋源，也是易腐蝕的區(qū)域，所以對(duì)合金的加工和使用性能影響極大。

氫也是一種雜質(zhì)，可以降低鋁合金的塑性，嚴(yán)重時(shí)可以產(chǎn)生疏松和氣孔，是嚴(yán)重的冶金缺陷。現(xiàn)代研究表明，氫大量附著在鋁氧化物上，所以從這個(gè)觀點(diǎn)出發(fā)，去除夾雜的同時(shí)也是有效除氫的過程。

由于鋁加工材的質(zhì)量問題大部分來自鑄錠，且鑄錠的冶金缺陷大部分在后來的加工熱處理中不能消除。因此，鑄錠的質(zhì)量成為產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。所以高質(zhì)量的產(chǎn)品必須有高質(zhì)量的錠坯。所以熔鑄過程中的雜質(zhì)和夾雜的控制成為鋁加工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

現(xiàn)有的鋁合金熔煉凈化裝置由多個(gè)凈化爐體構(gòu)成，導(dǎo)致現(xiàn)有的鋁合金熔煉凈化裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大以及現(xiàn)有的鋁合金熔煉凈化裝置僅采用一次過濾片，熔煉凈化純度低；現(xiàn)有的鋁合金熔煉凈化方法熔煉會(huì)將氧化物混入熔體中乃至鑄到鑄錠中，形成夾雜導(dǎo)致鋁合金易產(chǎn)生裂紋并且裂紋處易腐蝕，大大降低了鋁合金的使用性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有的鋁合金熔煉凈化裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大，熔煉凈化純度低以及現(xiàn)有的鋁合金熔煉凈化方法導(dǎo)致鋁合金易產(chǎn)生裂紋并且裂紋處易腐蝕的問題，進(jìn)而提供一種鋁合金熔煉凈化裝置及熔煉凈化方法。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是：

本發(fā)明所述的鋁合金熔煉凈化裝置包括導(dǎo)氣管、電機(jī)、軸承、爐蓋、鋼套、爐體、氬氣管、石墨轉(zhuǎn)子、坩堝、流槽、過濾箱、第一皮帶輪、第二皮帶輪、皮帶、多個(gè)加熱管、多個(gè)第一過濾陶瓷片和多個(gè)第二過濾陶瓷片，所述坩堝的底端面上開有放流口，所述爐蓋上開有導(dǎo)氣孔，所述導(dǎo)氣管的下端插裝在導(dǎo)氣孔上，所述坩堝的外壁內(nèi)嵌在爐體上，所述爐體上設(shè)置有多個(gè)加熱管，所述爐蓋蓋在爐體的上端面上，所述爐蓋的中心處加工有階梯孔，所述石墨轉(zhuǎn)子的上端穿過階梯孔通過軸承安裝在爐蓋上，所述石墨轉(zhuǎn)子沿軸向加工有中心通孔，所述氬氣管穿裝在石墨轉(zhuǎn)子的中心通孔內(nèi)，所述電機(jī)安裝在爐蓋的上端面上，所述電機(jī)的輸出軸上固套有第一皮帶輪，所述石墨轉(zhuǎn)子的上端固套有第二皮帶輪，所述第一皮帶輪與第二皮帶輪通過皮帶傳動(dòng)連接，所述坩堝的底部側(cè)壁上開有液體金屬過濾出口，所述坩堝通過液體金屬過濾出口與過濾箱的入口連通，所述流槽與過濾箱的出口連通，所述過濾箱內(nèi)設(shè)置有第一過濾腔和第二過濾腔，所述第一過濾腔與過濾箱的入口連通，所述第二過濾腔與過濾箱的出口連通，所述第一過濾腔的底部和第二過濾腔的底部相互連通，所述第一過濾腔內(nèi)由上至下設(shè)置有多個(gè)第一過濾陶瓷片，所述第二過濾腔內(nèi)由上至下設(shè)置有多個(gè)第二過濾陶瓷片，所述過濾箱的側(cè)壁上開有泄流孔。

本發(fā)明的鋁合金熔煉凈化方法是按著以下步驟實(shí)現(xiàn)的：

步驟一、用鋼鏟和鋼絲刷清洗坩堝內(nèi)表面，然后通過電熱管將爐體加熱到100～300℃；

步驟二、在坩堝內(nèi)表面噴涂一層含2～5％的氧化鋅水溶液，其中氧化鋅的濃度為10～20％，噴涂的所述氧化鋅水溶液充分干燥后，重復(fù)噴涂第二層所述的氧化鋅水溶液，依此類推，共噴涂3～4層氧化鋅水溶液；

步驟三、將爐溫升高至700～800℃，向坩堝內(nèi)加入原鋁和中間合金，原鋁和中間合金開始融化，當(dāng)原鋁和中間合金溶化變成鋁合金液體溫度達(dá)到660～750℃時(shí)，添加合金元素，然后安裝爐蓋，等待金屬溶化；

步驟四、當(dāng)金屬完全溶化后，啟動(dòng)電機(jī)，電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)石墨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，石墨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間為15～20分鐘；

步驟五、溫度達(dá)到700～800℃時(shí)，從氬氣管向溶化的鋁合金液體中通入氬氣，通入氬氣時(shí)間為20～40分鐘；

步驟六、將爐蓋移開，使用經(jīng)涂覆氮化硼的扒渣工具進(jìn)行扒渣；

步驟七、將抽真空用的爐蓋緊固在爐體的上端面上，對(duì)鋁合金液體靜置，靜置時(shí)間為10～15分鐘；

步驟八、采用真空泵對(duì)爐體抽真空，抽真空時(shí)間為20～30分鐘，真空度為10^-2Pa；

步驟九、打開液體金屬過濾出口，使液體金屬流入到過濾箱內(nèi)，液體金屬經(jīng)過第一過濾陶瓷片和第二過濾陶瓷片進(jìn)入流槽后流入結(jié)晶器；

步驟十、鑄造過程結(jié)束后打開泄流孔，將過濾箱中剩余的熔體排出；