[發明專利]一種再生鋁合金富鐵相變質的方法

有效

• 申請號: 201710453340.3
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN107385257B
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 白培康;張文達;馮英豪;劉斌;任霽萍
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: C22C1/06
• 分類號: C22C1/06;C22C21/00
• 代理公司: 太原高欣科創專利代理事務所(普通合伙) 14109
• 代理人: 冷錦超;吳立

本發明公開一種再生鋁合金富鐵相變質的方法，采用的技術方案為：將再生鋁合金爐料熔化，并升溫至740?800℃；將含W中間合金壓入到熔體中，加入熔體中的W量占熔體質量0.05?0.3wt%，隨即強烈攪拌10?30min；攪拌完畢后于730?760℃時加入精煉劑，攪拌除氣精煉并扒渣；保溫靜止5?10min，出爐澆鑄；利用本方法可以改善富鐵相的形態，消除針狀并細化骨骼狀或漢字狀富鐵相，從而改善再生鋁合金組織，提高再生鋁合金的力學性能和工藝性能，從而顯著提高鋁合金的再生回收率。

技術領域

本發明屬于有色金屬再生回收熔體處理技術領域，具體涉及一種再生鋁合金富鐵相變質的方法。

背景技術

廢鋁回收生產過程中存在一個重要的問題：廢鋁的每一次重復利用過程幾乎都需要重熔，重熔的過程會造成不同程度的增鐵，雜質鐵難被凈化去除，使得Fe元素在鋁中富集，因而在廢鋁的循環利用過程中不斷積累達到很高的含量。

鐵在鋁中固溶度非常低，富鐵相更容易以針狀形式的β（Al₅FeSi）出現在鋁合金組織中，該相在三維上呈粗大片狀，既硬又脆，形成應力集中源，嚴重割裂鋁基體，降低鋁合金的機械性能。鐵雜質的存在也會破壞鋁表面氧化鋁薄膜的連續性，在鋁合金表面形成小陽極大陰極從而降低鋁合金耐腐蝕性，并使得鋁合金陽極氧化后的表面質量變差。

目前消除鋁合金中鐵元素危害的措施主要集中在以下兩個方面：一是降低鋁液當中的鐵含量。現有的除鐵技術有重力沉降法、離心分離法、電磁分離法、過濾法，這些方法能部分去除熔體中的富鐵相，但物理降低鋁合金中鐵含量的效率低效果差；二是對鋁合金中的富鐵相進行變質處理。使對合金性能危害大的富鐵相β相轉變為危害較小的塊狀或漢字狀的α（Al₈Fe₂Si）相，這種變質方法通常是添加中和變質元素抑制β鐵相的形成。Mn是常用的中和元素，另外一些相對較少使用的元素有Be、Sr、Cr、Co、Ti、Mg、RE等，這些元素的加入都會像Fe一樣對鋁合金的性能產生影響；另一種是通過熱處理來改善富鐵相的形態，但是單獨通過熱處理及對于尺寸較大的塊狀富鐵相，變質效果有限。

專利公開號為CN 1940101A提出了一種鋁合金除鐵熔劑，該熔劑由氯化鈉、氯化鉀、冰晶石、氟化鈉及氧化硼/硼酸鈉組成，它的除鐵原理是除鐵劑中的硼化物會與熔體中的鐵元素反應形成密度較大的硼化鐵而沉淀下來，從而降低鋁合金中的鐵含量。但是熔劑的粘度大，易粘坩堝，影響坩堝的使用。申請號201310094143.9的發明專利提出了一種新型的含硼化合物的鋁合金除鐵熔劑，其由氯化鈉、氯化鉀、冰晶石、氟化鈉及硼酸/碳化硼組成，其原理是與熔體中的鐵元素形成硼鐵化合物并進入熔渣中。

申請號201310725322.8的發明專利提出了一種對鋁合金熔體進行降鐵處理的方法，其方法步驟為：制取氣態硫、制取反應凈化氣體和將凈化氣體吹入到鋁熔體中降鐵處理。原理是利用氣態硫與鋁合金熔體中的鐵元素發生反應，生成高熔點硫化鐵化合物，吸附在氣泡的表面,隨著氣泡上浮而去除,從而能有效降低鋁合金中鐵含量。

申請號201610924812.4發明專利一種再生鋁中富鐵相的變質劑及變質方法，變質劑是由Mn劑和B劑組成，方法為變質劑由Mn劑和B劑組成。變質方法是:先將部分再生鋁加熱成熔體，接著加入Mn劑，待Mn劑熔化后，加入剩余的再生鋁，然后加入B劑，待B劑熔化后，精煉，并靜置一段時間后澆注，得到變質處理后的再生鋁。

總之，為了提高再生鋁合金的品質，實現其高值化利用，滿足現代優質鋁合金鑄件對高性能的需求，有必要開發一種高效的再生鋁合金富鐵相變質工藝。

發明內容

本發明的目的是為了針對現有技術的不足，提供一種再生鋁合金富鐵相變質的方法。利用本方法可以顯著改善富鐵相的形態，消除針狀并細化骨骼狀或漢字狀富鐵相，實現富鐵相顆粒化轉變，從而改善再生鋁合金組織，提高再生鋁合金的力學性能和工藝性能。

為實現此目的，本發明的技術方案如下：