[發明專利]鋁合金真空靜置除氣熔煉裝置

無效

• 申請號: 201110453194.7
• 申請日: 2011-12-29
• 公開（公告）號: CN102560160A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 廖恒成;楊健
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C22C1/00
• 分類號: C22C1/00;C22C21/00;C22B9/04
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

一技術領域

本發明涉及一種鋁合金真空靜置除氣熔煉裝置。

二背景技術

鋁合金具有密度小、比強度高、易成形等優點，廣泛應用于航空航天，交通運輸，機械等領域。在鋁合金生產過程中，尤其在鋁錠制備、鑄件制造過程中會產生大量的孔洞缺陷，造成鋁錠或鋁合金鑄件性能，特別是力學性能，大幅下降甚至報廢，導致成品率低、能源浪費大。研究表明，導致鋁合金孔洞的主要原因是熔體中氫及氧化夾雜的存在。氫在固態鋁中的溶解度很小，而在液態鋁中的溶解度很大，使得凝固過程中氫在固液界面前沿大量聚集，不能完全逸出，夾雜形核并長大形成孔洞缺陷。

傳統的熔體凈化主要是依靠精煉劑的吸附凈化達到除氣和除雜目的。精煉工藝為向熔體中加入精煉劑，如C₂Cl₆、JDLF-1等，但效率低；或者通過旋轉噴吹惰性氣體、氮氣，但是效果不夠穩定，通入的氣泡尺寸大或產生合泡時效果不好，通入的氣體除濕不夠反而會增加孔洞缺陷，尤其通入氮氣時，溫度控制不當會與鋁熔體發生反應，反而污染熔體。

三發明內容

為克服傳統的熔體凈化中效率低及效果不穩定等缺陷，本發明提供了一種鋁合金真空靜置除氣熔煉裝置，通過基于亨利定律的非吸附凈化方法進行真空靜置除氣，實現了鋁合金熔煉與除氣一體化的裝置設計。

本鋁合金真空靜置除氣熔煉裝置，包括主要由主爐體和與主爐體相配合的真空罩構成的熔煉爐本體，在熔煉爐本體上設有抽氣管且抽氣管的一端位于真空罩內，在抽氣管的另一端上連接有冷卻管，且抽氣管的另一端通過真空快卸法蘭與冷卻管的一端連接，冷卻管的另一端連接有抽真空泵。

所述主爐體與真空罩之間通過真空法蘭和活結螺栓連接，主爐體內部緊貼爐壁的為耐火棉，耐火棉環裹內側為爐膛，所述爐膛上方通過爐膛蓋密封，主爐體底部鋪設耐火磚，所述真空罩上設有真空把手和真空計。所述主爐體上焊接有真空電極引入機構，所述真空電極引入機構由不銹鋼的法蘭、O型密封圈和聚四氟乙烯的法蘭端蓋組成，不銹鋼法蘭通過不銹鋼管焊接到主爐體爐殼上，所述聚四氟乙烯法蘭端蓋上加工有帶沉孔的通孔，帶有凸臺和螺紋的紫銅電極棒插入通孔，通過螺母緊固，在紫銅電極棒的凸臺與聚四氟乙烯法蘭端蓋的沉孔面上形成密封。所述冷卻管呈螺旋狀，浸入放有冷卻液的冷卻槽中。所述抽真空泵為機械真空泵。

本鋁合金真空靜置除氣熔煉裝置，還包括控制電源，所述控制電源通過真空電極引入機構與主爐體內的加熱元件相連。

本發明是一種集鋁合金熔煉與除氣于一體的熔煉裝置，通過在熔煉爐本體上設有抽氣管，并將抽氣管的一端置于真空罩內，另一端通過真空快卸法蘭與冷卻管的一端連接，冷卻管的另一端連接有抽真空泵的技術措施，實現了在熔煉同時在鋁合金熔體表面抽真空，降低氫分壓，降低了氫氣在鋁合金熔體中的溶解度從而實現了除氫功能，大量氫氣泡上浮也可以帶走非金屬夾雜物，使鋁熔體凈化。本發明是一種具有很強的除氫效率，結構簡單，便于操作，無污染，適用于易形成孔洞的、或氣密性要求較高的鋁合金鑄件的熔體制備。

四附圖說明

圖1鋁合金的熔煉及真空靜置除氣裝置結構圖。

圖2真空電極引入機構結構圖。

圖3近共晶鋁硅鎂合金φ60mm鑄錠橫截面：六氯乙烷精煉。

圖4近共晶鋁硅鎂合金φ60mm鑄錠橫截面：六氯乙烷精煉同時進行真空靜置處理。

圖中：

1.熔煉爐本體??2.主爐體??3.真空電極引入機構??4.控制電源??5.真空法蘭??6.活結螺栓??7.真空罩??8.真空罩把手??9.爐膛蓋??10.真空計??11.O型密封圈??12.抽氣管13.真空快卸法蘭??14.冷卻管??15.抽真空閥??16.破真空閥??17.橡膠軟管??18.抽真空泵??19.冷卻槽??20.耐火棉??21.耐火磚??22.爐膛??23.紫銅電極棒??24.聚四氟乙烯法蘭端蓋??25.不銹鋼法蘭??26.O型密封圈??27.螺栓??28.不銹鋼管

五具體實施方式

圖1所示，本鋁合金真空靜置除氣熔煉裝置，包括主要由主爐體2和與主爐體2相配合的真空罩7構成的熔煉爐本體1，在熔煉爐本體1上設有抽氣管12且抽氣管12的一端位于真空罩7內，在抽氣管12的另一端上連接有冷卻管14，且抽氣管12的另一端通過真空快卸法蘭13與冷卻管14的一端連接，冷卻管14的另一端通過橡膠軟管17與抽真空泵18連接，橡膠軟管17上分別設有抽真空閥15和破真空閥16。