[發(fā)明專利]一種鋁合金熔體凈化方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710835226.7
• 申請(qǐng)日: 2017-09-15
• 公開（公告）號(hào): CN107805723A
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁春才;梁健;梁祥友
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西平果鋁合金精密鑄件有限公司
• 主分類號(hào): C22B21/06
• 分類號(hào): C22B21/06;C22B9/10;C22B9/05;C22B9/02
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44223
• 代理人: 梁月釗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋁合金加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋁合金熔體凈化方法。

背景技術(shù)

鋁及其合金具有一系列優(yōu)異特性，在金屬材料的應(yīng)用中鋁材僅次于鋼鐵而居第二位。目前，全世界的鋁消費(fèi)量(原鋁和再生鋁)已經(jīng)超過了3600萬噸，而鋁材的消費(fèi)量達(dá)到2600萬噸以上，其中用于交通運(yùn)輸(包括鐵道車輛、汽車、摩托車、自行車、汽艇、快艇等)的鋁材約占36％以上，用于建筑工業(yè)的鋁材約占21％左右，用于包裝工業(yè)的鋁材約占20％左右。隨著科學(xué)技術(shù)尤其是高技術(shù)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，對(duì)鋁及其合金制品的質(zhì)量要求越來越高。氣體(氫)和夾雜物(AL₂O₃等)等冶金缺陷的存在，直接或間接地影響到鋁材的強(qiáng)度、塑性變形性能及最終使用性能。因此，要獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品，必須在鑄成鑄件或加工材所用鑄錠前設(shè)法消除這些冶金缺陷，以提高熔體的純凈度水平。鋁熔體凈化處理技術(shù)是提高熔體純凈度的關(guān)鍵，已成為世界各國冶金、熔鑄工作者十分關(guān)注的課題。

鋁合金材料的冶金質(zhì)量，如氫氣含量、氧化膜、夾雜等缺陷一直是困擾鋁加工企業(yè)的難題。由于鋁合金在精煉后存在氫氣、氧化膜、夾雜物等有害物質(zhì)，在鋁合金鑄件中易形成氣孔、疏松、夾雜等缺陷，直接影響鋁合金鑄件的物理性能、力學(xué)性能以及使用性能，因此必須在澆鑄前除去這些有害物質(zhì)。而目前鋁熔體在線除氫凈化方法主要依據(jù)氣泡浮游理論，即在鋁熔體中吹入大量氣泡，利用氫在鋁熔體和氣泡中的分壓差使鋁熔體中的氫不斷擴(kuò)散進(jìn)入氣泡中，并隨著氣泡上浮到熔體表面而逸出，從而達(dá)到除氫目的。國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定航空用鋁合金中氫含量要<0.10ml/100gAl。美國鋁業(yè)公司的Alcoa469方法可以將熔體中H含量控制在0.08-0.15ml/100gAl；美國聯(lián)合碳化物公司開發(fā)的旋轉(zhuǎn)噴嘴惰性氣體浮游法(SNIF)可以將熔體中H含量控制在0.08-0.12ml/100gAl水平上。而目前國內(nèi)用Ar凈化技術(shù)所得到的鋁熔體中氫含量都在≥0.08ml/100gAl的水平上，如果天氣潮濕以及生產(chǎn)過程中工藝發(fā)生波動(dòng)，氫含量就有可能高于0.10ml/100gAl。但是隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，航空航天領(lǐng)域?qū)τ诓牧闲阅芴岢隽烁叩囊螅辖鹬袣浜扛窃降驮胶谩?/p>

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鋁合金熔體凈化方法，利用該高效率凈化方法凈化的鋁合金熔體氫含量低，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)鋁合金鑄錠中的疏松、氣孔、夾渣等問題。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種鋁合金熔體凈化方法，包括以下步驟：

S1：將坩堝熔爐內(nèi)的鋁合金原料加熱至720-740℃制成熔體；

S2：打開活動(dòng)旋轉(zhuǎn)臂的開關(guān)，使旋轉(zhuǎn)臂在鋁合金熔體中勻速旋轉(zhuǎn)攪拌，同時(shí)通入N₂、Cl₂混合氣體和精煉劑，混合氣體和精煉劑分別通過旋轉(zhuǎn)臂的噴氣球和噴氣管均勻的噴入鋁合金熔體中，同時(shí)對(duì)鋁合金熔體表面的浮渣進(jìn)行清除；

S3：將鋁合金熔體冶煉15-20min后，靜置一段時(shí)間，再將熔體加熱至720-740℃，并向熔體中通入N₂和Ar的混合氣體進(jìn)行排氣；

S4：排氣完成后，再一次扒渣，靜置一段時(shí)間后，進(jìn)行過濾，將微粒雜質(zhì)除去；

S5：過濾完成后，鋁合金熔體即可進(jìn)行澆注。

優(yōu)選地，所述步驟S2中N₂、Cl₂混合氣體的比例為N₂：Cl₂＝1-2:0.05。

優(yōu)選地，所述步驟S2精煉劑包括以下組份：KCl、NaCl、KNO₃、A1F₃、MgF₂、Na₃A1F₆、Na₂SiF₆、FNd、F₃La。

優(yōu)選地，所述步驟S2中N₂流量為2.5-3.5m³/t，分壓為0.2-0.3MPa，精煉劑的用量為1.5-1.9kg/t。

優(yōu)選地，所述步驟S2中旋轉(zhuǎn)臂圍繞中心軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度為15-30度，噴氣管的轉(zhuǎn)速為60-80r/min，噴氣球的轉(zhuǎn)速為300-400r/min。

更優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)臂圍繞中心軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度為25度，噴氣管的轉(zhuǎn)速為65r/min，噴氣球的轉(zhuǎn)速為330r/min。