[發(fā)明專利]一種鋁合金鑄造沉浮式除氣方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111133822.3
• 申請(qǐng)日: 2021-09-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114058875A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王俊艷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 王俊艷
• 主分類號(hào): C22B21/06
• 分類號(hào): C22B21/06;C22B9/05
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• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種鋁合金鑄造沉浮式除氣方法，屬于鑄造技術(shù)領(lǐng)域，通過(guò)引入表面多孔隙結(jié)構(gòu)的除氣磁球，其微孔內(nèi)可以攜帶大量的惰性氣體，然后均勻投放至合金溶液內(nèi)，由于液壓的關(guān)系合金溶液進(jìn)入到微孔內(nèi)并擠出惰性氣體，惰性氣體在合金溶液內(nèi)形成大量的微小氣泡，其內(nèi)部的氫在分壓差的作用下擴(kuò)散進(jìn)入氣泡，并隨氣泡上浮并排出，達(dá)到除氣的目的，同時(shí)可以利用磁場(chǎng)作用迫使除氣磁球在合金溶液進(jìn)行大范圍的遷移，從而實(shí)現(xiàn)較為全面的覆蓋除氣以及局部的針對(duì)性排氣，并且形成的氣泡均勻且微小，相比于現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)噴吹法，本發(fā)明可以明顯提升除氣效率及效果，同時(shí)除氣磁球可以反復(fù)利用，有效優(yōu)化工序并降低成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鑄造技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種鋁合金鑄造沉浮式除氣方法。

背景技術(shù)

由于鋁的化學(xué)性質(zhì)比較活潑。在鋁合金的制備過(guò)程中，熔煉過(guò)程中易與水氣發(fā)生反應(yīng)，氧化并吸氫。鋁液中的氣體成分主要是氫氣(約占80％-90％)，其余是氮?dú)?、氧氣和一氧化碳等。溶解于鋁液中的氫約90％為原子狀態(tài)。氫在鋁合金中從液態(tài)到固態(tài)的飽和溶解度相差17倍。在凝固過(guò)程中，氫氣便傾向與從熔液中逸出，形成氣泡，常常導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生縮松、氣孔、縮孔等冶金鑄造缺陷，顯著地降低鑄造合金材料的抗拉應(yīng)力、彈塑性、延展性、應(yīng)力疲勞、熱裂敏感性等性能。

為了降低鋁熔體中過(guò)高的氣體含量對(duì)最終鑄錠質(zhì)量的影響，通常通過(guò)鋁合金熔液進(jìn)行除氣凈化處理。顯然，先進(jìn)的除氣技術(shù)對(duì)于保證鑄造鋁合金的質(zhì)量，提高其產(chǎn)品的最終使用性能具有非常重要的意義。旋轉(zhuǎn)噴吹法是一種吸附精煉除氣方法，其通過(guò)轉(zhuǎn)頭將惰性氣體(如氮?dú)?、氬氣?通入到鋁熔體內(nèi)部，熔體中的氫在分壓差的作用下擴(kuò)散進(jìn)入氣泡，并隨氣泡上浮并排出，達(dá)到除氣的目的。氣泡在上浮的過(guò)程中由于溶解作用帶走氫的同時(shí)，同時(shí)可以通過(guò)物理吸附作用吸附夾雜，從而除去夾雜物，除氣除雜兼得。相對(duì)于其他方法的單一凈化功效而言，旋轉(zhuǎn)噴吹可以同時(shí)除氫除雜，且對(duì)環(huán)境污染小，使得在工業(yè)應(yīng)用很廣泛。

旋轉(zhuǎn)噴吹法除氣效果取決于氣泡在熔體的分散均勻程度、氣泡的大小、氣泡在熔體中的滯留時(shí)間等。氣泡越小、越分散越均勻、上浮速度越慢，則除氫效率越好。另外，鋁合金熔體具有一定的黏度，氬氣泡析出需要克服一定的阻力，完全析出需要一定時(shí)間，需要靜置一段時(shí)間后除氣效果越好；然而靜置時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，因?yàn)殪o置時(shí)氣體與熔體反應(yīng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程。熔體中氣體隨惰性氣體析出，同時(shí)液態(tài)金屬吸收大氣中的水蒸氣并與之反應(yīng)，繼續(xù)形成氫，去氫凈化過(guò)程實(shí)際上由鋁液內(nèi)部去氫凈化過(guò)程和鋁液表面氧化-吸氫過(guò)程即污染過(guò)程所組成，隨著靜置時(shí)間增加，水蒸氣與鋁熔體的反應(yīng)，反應(yīng)所生成的氫通過(guò)吸附和擴(kuò)散溶入鋁熔體，導(dǎo)致鋁熔體中的吸氫量大于鋁熔體內(nèi)部去氫凈化量，導(dǎo)致鋁熔體的吸氫量增大，另外旋轉(zhuǎn)噴吹法產(chǎn)生的氣泡難以控制，很難覆蓋熔體實(shí)現(xiàn)高度除氣，導(dǎo)致除氣效果不佳，仍殘留氫于熔體內(nèi)，造成鋁合金的成型質(zhì)量較低。

發(fā)明內(nèi)容

1.要解決的技術(shù)問(wèn)題

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種鋁合金鑄造沉浮式除氣方法，通過(guò)引入表面多孔隙結(jié)構(gòu)的除氣磁球，其微孔內(nèi)可以攜帶大量的惰性氣體，然后均勻投放至合金溶液內(nèi)，由于液壓的關(guān)系合金溶液進(jìn)入到微孔內(nèi)并擠出惰性氣體，惰性氣體在合金溶液內(nèi)形成大量的微小氣泡，其內(nèi)部的氫在分壓差的作用下擴(kuò)散進(jìn)入氣泡，并隨氣泡上浮并排出，達(dá)到除氣的目的，同時(shí)可以利用磁場(chǎng)作用迫使除氣磁球在合金溶液進(jìn)行大范圍的遷移，從而實(shí)現(xiàn)較為全面的覆蓋除氣以及局部的針對(duì)性排氣，并且形成的氣泡均勻且微小，相比于現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)噴吹法，本發(fā)明可以明顯提升除氣效率及效果，同時(shí)除氣磁球可以反復(fù)利用，有效優(yōu)化工序并降低成本。

2.技術(shù)方案

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案。

一種鋁合金鑄造沉浮式除氣方法，包括以下步驟：

S1、將鋁合金材料加熱熔融呈合金溶液，然后轉(zhuǎn)入密閉容器內(nèi)靜置，并通過(guò)隔氣蓋板進(jìn)行封閉；

S2、向密閉容器內(nèi)持續(xù)充入惰性氣體，使得密閉容器內(nèi)的氣壓處于高壓狀態(tài)；