[發明專利]一種高強韌的鑄造鋁硅合金及其廢鋁再生方法

有效

• 申請號: 201910606416.0
• 申請日: 2019-07-05
• 公開（公告）號: CN110343883B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 王順成;宋東福;黃惠蘭;康躍華;陳峰
• 申請（專利權）人: 廣東省材料與加工研究所
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22F1/043;C22C21/04
• 代理公司: 廣東世紀專利事務所有限公司 44216
• 代理人: 何燦

本發明涉及一種高強韌的鑄造鋁硅合金及其廢鋁再生方法，該方法依次包括以下步驟：配制和熔煉廢鋁、熔體細化變質處理、爐內噴吹精煉除氣除雜處理、鑄造成型、固溶處理和人工時效。本發明通過優化設計廢鋁的配比和對鋁合金熔體進行細化變質處理，消除粗大α?Al樹枝晶、針片狀共晶Si相和富Fe相對鑄造鋁硅合金強度和塑性的危害，提高鑄造鋁硅合金的強度和塑性。本發明以廢鋁為主要原材料直接再生高強韌的鑄造鋁硅合金，實現鋁、硅、鎂、銅等金屬資源的循環利用，提高了廢鋁的使用價值，降低了鑄造鋁硅合金的生產成本，鑄造鋁硅合金具有強度高、塑性好以及良好的耐磨和耐熱性能。

技術領域

本發明屬于鋁合金制備技術領域，具體涉及一種高強韌的鑄造鋁硅合金及其廢鋁再生方法。

背景技術

鑄造鋁硅合金是以硅為主要合金元素的鑄造鋁合金，是目前鑄造領域用量最大、品種最多的鑄造鋁合金，具有良好的鑄造性能、機械加工性能和耐磨性能，廣泛應用于汽車、摩托車、電子電器、機械裝備等領域。隨著汽車、摩托車等交通運輸工具輕量化的發展，對高強韌鑄造鋁硅合金的需求日益增長。

目前高強韌鑄造鋁硅合金主要以純鋁為主要原材料，在熔煉過程中再加入硅、鎂、銅、鋅、錳、鉻、鎳等合金元素來制備。眾所周知，純鋁是由氧化鋁電解得到，而氧化鋁的電解屬于高能耗行業，需要消耗大量的電力，再加上鋁礦資源的開采、氧化鋁的生產以及硅、鎂、銅、鋅、錳、鉻、鎳等合金元素的生產，導致現有方法生產鑄造鋁硅合金，需要消耗大量的電力，而我國電力主要是煤電，而煤電生產過程又要排放大量的二氧化碳、粉塵和固體廢棄物，造成嚴重的環境污染。

我國是鋁及鋁合金生產和消費大國，每年需要消耗大量的鋁及鋁合金，同時又會源源不斷的產生大量的廢鋁，如各種鋁及鋁合金產品制造過程中產生的大量料頭、邊角料、切屑等工藝廢料，以及建筑、汽車、摩托車、電子電器、包裝等領域報廢后回收的鋁及鋁合金鑄件、管材、棒材、型材和板帶箔材等。

利用廢鋁來再生鋁合金，實現鋁資源的綠色循環利用，不僅可以降低鋁合金的生產成本，還可以減少鋁礦資源和煤碳資源的消耗，減少二氧化碳、粉塵和固體廢棄物的排放。但目前我國大部分的廢鋁主要用于再生一些低附加值的五金制品用鑄造鋁合金，廢鋁中含有的硅、鎂、銅、鋅、錳、鉻、鎳等寶貴金屬元素并沒有得到有效利用，造成許多寶貴金屬元素的巨大浪費。因此，利用廢鋁來直接再生高附加值的高性能鑄造鋁合金，對于提高廢鋁的使用價值、降低鑄造鋁合金的生產成本、節約寶貴的金屬資源都具有十分重要的意義。

發明內容

針對上述存在問題和不足，本發明的目的在于提供一種高強韌的鑄造鋁硅合金及其廢鋁再生方法，以廢鋁為主要原材料，通過優化設計廢鋁的組成和細化變質處理，直接再生高強韌的鑄造鋁硅合金，提高廢鋁的使用價值，降低鑄造鋁硅合金的生產成本，節約寶貴的金屬資源。

本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明提供了一種高強韌鑄造鋁硅合金的廢鋁再生方法，所述方法包括以下步驟：

(1)選取鋁硅合金廢料、鋁鎂合金廢料、鋁銅合金廢料、鋁鋅合金廢料、鋁錳合金廢料、鋁鈦碳合金、鋁鍶合金和鋁硼合金作為原材料，將鋁硅合金廢料、鋁鎂合金廢料、鋁銅合金廢料、鋁鋅合金廢料和鋁錳合金廢料在750～760℃加熱熔化成鋁合金液；

(2)在鋁合金液中加入鋁鈦碳合金、鋁鍶合金和鋁硼合金進行細化變質處理；

(3)用惰性氣體和精煉劑對鋁合金液噴吹精煉進行除氣除雜處理，扒渣后再靜置一段時間；

(4)將除氣除雜處理后的鋁合金液在710～720℃條件下鑄造成鋁硅合金；

(5)將鑄造鋁硅合金在505～515℃加熱3～4小時后淬水，進行固溶處理；

(6)將固溶處理后的鑄造鋁硅合金后在115～125℃加熱1～2小時，然后繼續升溫至155～165℃加熱2～3小時進行時效處理，隨爐冷卻后得到高強韌鑄造鋁硅合金；