专利名称：：废铝回收制备稀土铝硅合金的方法及其稀土铝硅合金的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种铝硅合金，尤其是涉及一种废铅回收制备稀土铝硅合金的方法及其稀土铝硅合金。主要应用于汽车、摩托车配件、出口机械配件等4亍业。
背景技术：
：近年来中国铝加工业迅皿展，铝硅合金以其优异的性能被广泛运用于国民经济的各个行业，目前铝硅合金的生产主要有两种方法(一)原生铝熔炼配制合金；(二)废旧铝合金回收再利用。废铝再生利用能耗低，能耗只有原生铝生产的5%，回收实得率高，可以多次回收利用。而且再生铝生产投资小，收益期短，比原生铝配制生产铝珪合金具有很大的成本和能效优势。近十几年来，我国铝再生行业M迅猛，其中仅旧易拉罐回收利用率达60%以上，2001年我国废旧铝合金净进口量达到360.019万吨。但是，目前我国铝回收技术落后，主要存在以下问题1、分选、配料和熔炼工艺简单，成分检测和质量控制手段尚不完善，有的企业仅以铝a面质量与断口形貌来判断产品是否合格，生产冶金质量不稳定，相当部分企业只能生产X^H氐附加值的铸造铉合金，如副牌ZL102等。2、废铝回收工艺能耗大，废紹再生过程中产生的有害气体和废渣的朝,放带来的环境问题。因此，如何改良废旧铝合金的再生技术，降^^铅回收的能M环境污染，制备一种具有良好合金性能及稳定性的铝硅合金，对解决原生紹资源匮乏的问题，具有重要意义。
发明内容本发明的主要目的在于提供一种能耗低、且环保性好的废铝回收制备稀土铝硅^^的方法。为实现本发明的主要目的，所采取的技术方案为，一种废铝回收制备稀土铝硅合金的方法，其特征在于，包括将废铝经预处理后分铸成废铝锭，然后按纯铝20-25%:废43锭75~80%比例，在硅、铜合金、稀土合金的存在下，7007卩0"C熔炼7-8小时，浇注成铝珪合金。本发明的进一步设置为废铝预处理包括度料分类堆放-手工挑拣归类~细致磁选~初步检测分析等工序。具体地，按照废料的大小、形状确定工艺过程如下A.大件和切片按成分分类—去除其它金属及嵌件—烘烧去油污油漆；B.粉状物与废碎料分类—干燥去水—磁选、风选、抛物分选—焙烧；C.易拉罐等切碎—焙烧除漆—压块。分铸工序包括将经过预处理后的废料按分类进行铸造成废铝分铸锭。优选地，所述的熔炼工序中开炉点火前先清炉、洗炉，以免其它元素及杂质带入其中；用氧4匕锌i^抹工具、才Ur以免4^^^入；投料投料前，先用温火烘烤至ioox:左右，以緩冲温差，并使氧化锌完全溶融覆盖。投料比例按(Al、A0、A00)纯铝20~25%,度铅^#锭75~80%,按工艺要求分两次加入，第一次下料50%,然后升温至700-720"C，保温23小时；将金属^>入铝液中至完全熔化；把纯铜加工ACu40中间合金加入铝液中，再进行第二次下料50%;然后加入稀土合金。本发明所述稀土合金按下述重量百分比组成配料铝(A1)87-90，稀土元素(RE)10-13，分次按20m入铝，升温至700-72(TC熔化，把RE金属块压入铝液2/3以下，保温在700-720C下让其自然熔化10分钟，搅拌均匀，静止10~15分钟后浇注而成。稀土元素(RE)的组成Ce:52~57、La:36—41、Pr:5~8、Gd:2~3。优选在熔炼过程中，加入适量的除渣剂，用氮气^T在铝液中i^f亍多次全方位搅拌透彻，并除去灰渣。优选在熔炼过程中，进行第一炉前分析在第一次搅拌后^^羊用原子吸收法做快速分析，一般应在15分钟完成。如发现化学元素有偏析应及时作补充调整后再作第二次分析。浇注浇注前，应清渣扒渣，并在搅拌后撇去浮渣，静止15分钟后浇注，浇注时铝液温度保持680~700匸左右。优选地，还包括后处理工序，即对浇注的成品做化学成分分析、金相、物理*，并打印包装，过磅入库。本发明的另一目的在于提供一种采用上述工艺制备的、具有良好^^性能及稳定性的稀土铝硅合金，包括按重量百分比的下述组成.-Si:8-5、Cu:3.5、REO.15—0.25、Mg:0.10、Mn:0.4—0.45、Ni:0.4~0.45、Zn:0.25、Sn:0.15~0.25、Fe:1.0~1.30，余量为铝及<0.5的杂质。所述RE的重量百分比组成为Ce:52~57、La:36-41、Pr:5—8、Gd:2-3以下结合附图和具体实施例对本发明的目的、方案和效果作进一步说明。图1为本-发明铝^^合金的生产工艺滋4呈图；图2为本发明稀土合金的生产工艺琉艰图。务体实施方式如图i所示，本发明铝硅合金的生产工艺包括1、废铝预处理将废料经分类堆放~手工挑拣归类~细致磁选~初步检测分析等工序后备用。具体地，按照废料的大小、形状确定工艺过程如下A.大件和切片，按成分分类—去除其它金属及嵌件—烘烧去油污油漆；B.粉状物与废碎料，分类—干燥去水—磁选、风选、抛物M—焙烧；C.易拉罐等，切碎—焙烧除漆—压块。预处理的目的是^a铝^^^金成分分类、去水、去油污油漆、去其他金属杂质，预处理时严控水分，防止砂土、氧化夹杂、有机物质的带入，M住废料的归类M。同时，通过分类筛i^的废料，经初步检测分析其组^，选择本发明的配料组分，以控制最^金成分。2、分铸将经过预处理后的废料旨类进行铸造成废铝^#锭。采取分类检测、分类铸锭的优点是有利于合金组分的控制，合金的成分较为稳、定。3、熔炼①开炉点火前先清炉、洗炉，以免其它元素及杂质带入其中；②用氧化锌涂抹工具，模具以克铁质渗入；③投料投料前，先用温火烘烤至100iC左右，以緩冲温差，并使氧化锌完全熔融覆盖；^:料比例按(A1、AO、AOO)纯铝20~25%，废铝分铸锭75~80%，按工艺要求分两次加入，第一次下料50%，待加硅、铜中间合金后完成第二次下料50%;采用分次下料的好处是避免了一次下料造成的耗热大、烧损大的缺点，有利于控制温度及合金纽成，且第一次下料熔化后，第二次加入的铝熔化时间短，耗热小。(D熔化为了节约成本，减少消耗，提高产品质量，熔炼过程中少用大火，多用温火，温度控制在700-720TC，以10-屯~15吨/炉计每炉成品下线时间一般应保持在7-8小时，其中第一次投料时升温到700-720"C,保温2-3小时；熔炼过程中应进行搅拌除气，并清渣套V查。⑤加硅炒硅将金属硅加工成鸡蛋大小状加入铝液中至完全熔化；⑥加铜中间合金把纯铜加工AlCu40中间《、^r加入铝液中，铜中间合金加入时间可选择在第一次投料后，或于第二次投料时^投入；⑦加稀土合金由于直接加入稀土元素，熔合性差，影响产品性能，且稀土元素易烧损挥发，因此，本发明釆取先把稀土金属加工成A1RE10-13中间合金的形式再加入，加入前须干燥、预热，加入时应均勻抛洒在铝液中，待10-15分钟熔化后，加入适量的除渣剂，用氮气枪在铝液中全方位搅拌透彻，除去灰渣。这样，熔合性好，使产品的現复、抗拉强度以及流动性都得到了提高。本发明所述稀土合金的制备工艺如图2所示a,选料配料选择纯铝U00.AO)及高品位稀土金属(CLPG)，按下述重量百分比组成配料铝(Al)87-90稀土元素(RE)10-13稀土元素(RE)的组成如表l所示表l稀土元素组成表<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>b、铸造先用氧化锌涂抹工具、模具以免M渗入；下料前须干燥预热至IOO"C左右，以緩冲温差，防止炸炉；分次按80%、20%投入铝，升温至700720"C炫化，RE加入时需用钟罩(专用工具)把RE金属块压入铝液2/3以下，保温在700~720X:下让其自然熔化10分钟，然后用专用伊具全方位搅拌均匀，^止10~15分钟后浇注，浇注时铝液温度为680700t:左右。⑧炉前分析在第一次搅拌后取样用原子吸收法做快速分析，一般应在15分钟完成。⑨调整、再分析发现化学元素有偏析应及时作补充调整后再作第二次分析，以免影响产品质量。4、浇注浇注前，应清渣扒渣，并在搅拌后撇去浮渣，静止10~15分钟后浇注，浇注时铝液温度保持680~700"左右。5、后处理对浇注的成品做化学成分^^析.金相、物理试验，并打印包装，过磅入库。结合表2~表4所示，本发明制备的铝硅合金(代号ZLDA380RE)与现有的A380铝合金比较，其组成成分、产品性能均有较大的提高。表2>现有^380合金化学元素成分表％<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表3、本发明制备的ZLDA380RE合金化学元素成份表。/0<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表4、A380与ZLDA380RE力学性能对比表<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>由表2~表4可以看出1、本发明采用低铁类稀土金属由Ce、La、Pr、Gd、Pe<0.2主要成分组成，加入稀土金属(中间合金)后可大量减少化工熔剂的使用量，既降低了成本，又提高了产品质量(提高了产品的硬度、表面光洁度、抗拉强度以及流动性)，还大幅消减废气的排放量，有益于操作工人的身体俛泉，改善周边环境，真正做到了绿色环保生产。2、本主要原材料以废铝为主，纯铝为辅，通过对熔炼前后的工艺流^ii行改革创新，首先对采购回厂的度铝进行分类堆放、逐件磁选、分类检测、分类铸成锭，再次进行检测分析，然后才能ii^生产流程，并根据逐次分析的数据加入一定比例的纯铝，以保证合金的高品质，还加入适量的其他元素和稀土金属，生产出来的产品各项指标均达到和超过了同类牌号产品合金锭。这样，一方面提高了对废旧物资的再生利用，对国民经济、节能降耗，优化环境有着特殊的意义，另一方面避免了过去全部用废铝为主要原材料生产企业，能耗高，烧损大，检测手段不到位，产品质量难以保障，纟,满足用户对材质的要求，经常出现各类质量问题。3、在所有铝>^金产品中，4失含量始^^被视为有害物质，因此，本发明工艺中，原辅材料均采用了低铁要求，成品设计时把l.3-2.0%铁含量降低为1.0~1.3%，包，土金属，我们也采用低铁类稀土，把国标1.0降低0.2%^4失量，从而保证了产品的质量。权利要求1、一种废铝回收制备稀土铝硅合金的方法，其特征在于，包括将废铝经预处理后分铸成废铝锭，然后按纯铝20～25％:废铝锭75～80％比例，在硅、铜中间合金、稀土合金的存在下，700～720℃熔炼7～8小时，浇注成铝硅合金。2、如4又利要求1所述的一种废铝回收制^^稀土铝珪合金的方法，其特征在于预处理包括废料分类堆放~手工挑拣归类~细致磁选~初步检测分析工序。3、如4又利要求1所述的一种废铝回收制备稀土铝硅合金的方法，其特征在于分涛工序包括将经过预处理后的废料按分类进行铸造成废铝分铸锭。4、如权利要求1所述的一种废铝回收制备稀土铝硅合金的方法，其特征在于所述的熔炼工序中，开炉点火前先清炉、洗炉，并用氧化锌涂抹工具、#莫具。5、如权利要求1所述的一种废铝回收制备稀土铝硅合金的方法，其特征在于所述的熔炼工序中，投料顺序为，按纯铝20-25%、废铝分铸锭75~80%比例配料，第一次下料50%，然后升温至700-720"C，保温2~3小时；将金属^入铝液中至完全溶化，把铜中间合4r加入铝液中，ii行第二次下料50、然后加7v稀土^^金。6、如权利要求1或5所述的一种废铝回收制备稀土铝硅合金的方法，其特征在于所述稀土合金按下述重量百分比配料铝87-90、稀土元素10~13，分次按80X、20%^铝，升温至700-7201C熔化，将稀土元素压入铝液2/3以下，保温在700-720"C下自然熔化，搅拌均匀，静止10-15分钟后浇注而成。7、如权利要求6所述的一种废铝回收制备稀土铝硅合金的方法，其特征在于稀土元素的重量百分比组成为Ce:f52-57.La:36~41、Pr:5~8、Gd:2-3。8、如权利要求1所述的一种废铝回收制备稀土铝硅合金的方法，其特征在于熔炼过程中，用氮气枪在铝液中进行多次全方位搅拌透彻，并在第一次搅拌后取样用原子吸收法做快速分析，发现化学元素有偏析后及时作补充调整后再作第二次分析。9、一种采用权利要求l所述方法制备的一种稀土铝硅合金，其特征在于，包括按重量百分比的下iii且成Si:8-5、Cu:3.5、REO.15~0.25、Mg:0.10、Mn:0.4—0.45、Ni:0.4—0.45、Zn:0.25、Sn:0.15-0.25、Fe:1.0-1,30，余量为A1及〈0.5的其他杂质。10、如权利要求9所述的一种稀土铝硅合金，其特征在于所述RE的重量百分比组成为Ce:52-57、La:36~41、Pr:5-8全文摘要本发明公开了一种废铝回收制备稀土铝硅合金的方法及其稀土铝硅合金，属于合金制备
技术领域：
，包括将废铝经预处理后分铸成废铝锭，然后按纯铝20～25％废铝锭75～80％比例，在硅、铜中间合金、稀土合金的存在下，700～720℃熔炼7～8小时，浇注成铝硅合金。本发明原材料以废铝为主，纯铝为辅，通过对熔炼前后的工艺流程进行改革创新，还加入适量的其他元素和稀土金属，一方面提高了对废旧物资的再生利用，另一方面大量减少化工熔剂的使用量，降低了成本，提高了产品质量，还大幅消减废气的排放量，有益于绿色环保生产。文档编号C22B7/00GK101381814SQ20081012112公开日2009年3月11日申请日期2008年9月28日优先权日2008年9月28日发明者丁慧芳,姚仁祥,张国俊,朱竞红,邵小英申请人:姚仁祥