家电拉手用铝合金及其熔体的净化方法
【专利摘要】本发明涉及一种家电拉手用铝合金及其熔体的净化方法,其特征在于，其化学组分按重量百分比为Mg:1.0～1.12%、Si：0.16～0.22%、La+Ce：0.1～0.5%、Fe﹤0.25%、Cr:≤0.02%、Mn:≤0.02%、Zn≤0.03%、Cu≤0.02%、其它杂质元素单个含量≤0.02%、其它杂质元素总含量≤0.15%，余量为Al。本发明家电拉手用铝合金通过添加稀土元素La和Ce，能够改善铝合金型材的表面质量和提高铝合金的挤压速度；采用本发明家电拉手用铝合金生产的家电门拉手具有表面光滑，金属感强，绿色环保耐用，抗碰撞，耐腐蚀，强度高，良好的机械性能等优点。
【专利说明】家电拉手用铝合金及其熔体的净化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种铝合金加工领域，具体涉及一种电冰箱、冰柜、微波炉等家电拉手 用铝合金及其熔体的净化方法。
【背景技术】
[0002] 传统的电冰箱、冰柜、微波炉等家电门的拉手主要为单纯塑料组件、不锈钢或铜组 件、铝合金和塑料复合组件等，单纯塑料组件强度不够，容易老化，在高温下容易变形；不锈 钢或铜组件材料紧缺,制作成本高；铝合金和塑料复合组件需要连接或粘合剂强度较好，才 能保证使用寿命。
[0003] 铝及铝合金材料由于具有密度小、比强度高、比刚度高、弹性好、抗冲击性能良好、 耐腐蚀、耐磨、高导电、高导热、易表面着色、易加工、可回收再生等优良特性，广泛用于交通 运输、包装容器、建筑装饰、航空航天、机械电器、电子通讯、石油化工、家电制造等行业。在 家电门拉手中，由于铝合金拉手外观设计时尚、美观豪华，具有表面金属感强、涂层颜色丰 富多彩、造型流畅优美、款式多样、轻便灵巧、高档豪华和绿色环保耐用等特点，普遍受到人 们的欢迎。据统计，目前铝合金拉手在北美、欧洲等发达国家市场占有率，大约占整个家电 市场(主要为电冰箱、冰柜等)门拉手的85%。而在国内，铝合金拉手大约占整个家电市场(主 要为电冰箱、冰柜等）门拉手的50%左右。因此，作为绿色环保潮流的家电铝合金拉手产品 同样具有非常广阔的市场。
[0004] 铝合金拉手具有表面金属感强、髙强度、良好的机械性能、高抗压及耐疲劳的特 点，因此对铝合金冶金质量要求严格，不仅要对铝熔体中氧化膜、夹杂物含量进行严格控 制，而且要求氢含量越低越好。铝合金材料的冶金质量，如氢气含量、氧化膜、夹杂等缺陷一 直是困扰铝合金加工企业的老大难问题。由于铝合金在精炼后存在氢气、氧化膜、夹杂物等 有害物质，在铝合金铸件中易形成气孔、疏松、夹杂等缺陷，直接影响铝合金铸件的物理性 能、力学性能以及使用性能，导致铝合金铸件在后序的加工中出现表面粗糙、气泡、裂纹、表 面划伤等缺陷，因此在浇铸前必须对铝合金熔体进行净化。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种家电拉手用铝合金及其熔体 的净化方法，该方法通过从铝合金熔炼、精炼、净化等工艺控制，使得合金熔体含渣量降低 至0· 001%以下，满足家电拉手用铝合金加工质量要求。
[0006] 本发明是这样实现的： 一种家电拉手用铝合金，其特征在于，其化学组分按重量百分比为：Mg: 1.0?1· 12%、 Si :0· 16 ?〇· 22%、La+Ce :0· 1 ?0. 5%、Fe < 0· 25%、Cr:彡 0· 02%、Mn:彡 0· 02%、Zn 彡 〇· 03%、 Cu < 0· 02%、其它杂质元素单个含量彡〇· 〇2%、其它杂质元素总含量彡0· 15%，余量为A1。
[0007] 本发明的家电拉手用铝合金熔体的净化方法，其特征在于：包括熔炼、精炼和净化 等步骤，过程如下： (1) 熔炼：将纯度达99. 70%及以上的铝锭及中间合金元素投入熔炼炉中进行熔炼，按 配比称重装炉后，采用热能效率和密闭性好的蓄热式喷嘴熔铝炉进行熔炼，在熔炼过程中 进行充气搅拌加速熔炼速度，按铝合金总量的〇. 1?〇. 2%均匀地往炉内投入打渣剂，铝液 温度达到690?730°C后，对铝液夹渣进行扒渣操作，直至无连片的浮渣，扒渣后取样进行 成分分析，然后调整合金成分，使其合金成分达到要求，铝液在熔炼炉内时间低于6h ; (2) 精炼：在线测量铝液温度并控制在690?730°C，采用精炼剂和氮气进行精炼，用喷 粉罐将精炼剂均匀鼓吹并至熔体里精炼，精炼时氮气压力为〇. 2?0. 4MPa，氮气纯度大于 98. 5%,精炼时间为25?30min，精炼过程中需要对铝液表面的浮渣进行清除，精炼完成后 将铝合金熔体静置，静置时间不低于lOmin ; (3) 净化：静置完成后，放炉，立即对铝熔体进行三级除渣，第一级级除渣采用的是过滤 布除渣，第二级除渣采用的是陶瓷过滤板除渣，经过两级过滤后的铝熔体再进入管式过滤 箱进行第三级过滤除渣，三级过滤除渣后的铝熔体可直接进行浇注。 以上所述的铝锭以及中间合金的含渣量为〇· 025-0. 05%、不含氢气、不含碱金属。
[0008] 以上所述的铝锭中一级回收铝的含量低于50%，一级回收铝为铝合金拉手加工过 程中的废铝、边角铝或者铝屑。
[0009] 以上所述的过滤布采用的是20目过滤布，陶瓷过滤板采用的是30?35ppi的陶 瓷过滤板。
[0010] 以上所述的打渣剂的成分和重量份数为：NaC130?50份、Na3AlF 6 20?35份、A1F3 15 ?30 份、Na2C03 10 ?20 份和 Mg2N32 ?5 份。
[0011] 本发明的突出的实质性特点和显著的进步是： 1、本发明家电拉手用铝合金通过添加稀土元素 La和Ce，能够显著改善铝合金型材的 表面质量和提高错合金的挤压速度。
[0012] 2、采用本发明家电拉手用铝合金生产的家电门拉手具有表面光滑，金属感强，绿 色环保耐用，抗碰撞，耐腐蚀，强度高，良好的机械性能等优点。
[0013] 3、本发明电拉手用铝合金熔体的净化方法通过三级过滤除渣，使得合金熔体含渣 量降低至0. 001%以下，去除了铝合金熔体中的氧化物、非金属夹杂物和其他有害金属杂 质，消除了铝合金铸棒中的疏松、气孔、夹渣等缺陷。
【具体实施方式】
[0014] 实施例1 按重量百分比为：Mg: 1. 0%、Si :0. 16%、La+Ce :0· 1%、Fe < 0. 25%、Cr: < 0· 02%、 Μη:彡0· 02%、Zn彡0. 03%、Cu < 0. 02%、其它杂质元素单个含量彡0. 02%、其它杂质元素总 含量< 0. 15%，余量为A1，进行配料，并按如下步骤进行熔炼净化： (1) 熔炼：将纯度达99. 70%及以上的铝锭及中间合金元素按上述配比称重后，投入熔 炼炉中进行熔炼，采用热能效率和密闭性好的蓄热式喷嘴熔铝炉进行熔炼，在熔炼过程中 进行充气搅拌加速熔炼速度，按铝合金总量的0. 1%均匀地往炉内投入打渣剂，铝液温度达 到690?730°C后，对铝液夹渣进行扒渣操作，直至无连片的浮渣，扒渣后取样进行成分分 析，然后调整合金成分，使其合金成分达到要求，铝液在熔炼炉内时间低于6h ; (2) 精炼：在线测量铝液温度并控制在690?730°C，采用精炼剂和氮气进行精炼，用喷 粉罐将精炼剂均匀鼓吹并至熔体里精炼，精炼时氮气压力为〇· 2MPa，氮气纯度大于98· 5%， 精炼时间为2δ?30min，精炼过程中需要对铝液表面的浮渣进行清除，精炼完成后将铝合 金溶体静置，静置时间不低于lOmin ; (3)净化：静置完成后，放炉，立即对铝熔体进行三级除渣，第一级级除渣采用的是过滤 布除渣，第二级除渣采用的是陶瓷过滤板除渣，经过两级过滤后的铝熔体再进入管式过滤 箱进行第三级过滤除渣，三级过滤除渣后的铝熔体可直接进行浇注。 所述的铝锭中一级回收铝的含量为50%，一级回收铝为铝合金拉手加工过程中的废铝、 边角铝或者铝屑。
[0015] 所述的过滤布采用的是20目过滤布，陶瓷过滤板采用的是30ppi的陶瓷过滤板。
[0016] 所述的打渣剂的成分和重量份数为：NaC130份、Na3AlF6 20份、A1F3 15份、Na2C03 10份和Mg2N32份。
[0017] 实施例2 按重量百分比为：Mg: L 08%、Si :0· 18%、La+Ce :0· 2%、Fe < 0· 25%、Cr:彡 0· 02%、 Μη:彡0· 02%、Zn彡0· 03%、Cu彡0. 02%、其它杂质元素单个含量彡〇_ 02%、其它杂质元素总 含量<0· 15%，余量为A1，进行配料，并按如下步骤进行熔炼净化： (1) 熔炼：将纯度达99. 70%及以上的铝锭及中间合金元素按上述配比称重后，投入熔 炼炉中进行熔炼，采用热能效率和密闭性好的蓄热式喷嘴熔铝炉进行熔炼，在熔炼过程中 进行充气搅拌加速熔炼速度，按铝合金总量的〇· 15%均匀地往炉内投入打渣剂，铝液温度 达到690?730°C后，对铝液夹渣进行扒渣操作，直至无连片的浮渣，扒渣后取样进行成分 分析，然后调整合金成分，使其合金成分达到要求，铝液在熔炼炉内时间低于6h ; (2) 精炼：在线测量铝液温度并控制在690?730?，采用精炼剂和氮气进行精炼，用喷 粉罐将精炼剂均匀鼓吹并至熔体里精炼，精炼时氮气压力为〇. 3MPa，氮气纯度大于98. 5%， 精炼时间为25?30min，精炼过程中需要对铝液表面的浮渣进行清除，精炼完成后将铝合 金溶体静置，静置时间不低于lOmin ; (3) 净化：静置完成后，放炉，立即对铝熔体进行三级除渣，第一级级除渣采用的是过滤 布除渣，第二级除渣采用的是陶瓷过滤板除渣，经过两级过滤后的铝熔体再进入管式过滤 箱进行第三级过滤除渣，三级过滤除渣后的铝熔体可直接进行浇注。 所述的铝锭中一级回收铝的含量为40%，一级回收铝为铝合金拉手加工过程中的废铝、 边角铝或者铝屑。
[0018] 所述的过滤布采用的是20目过滤布，陶瓷过滤板采用的是32ppi的陶瓷过滤板。
[0019] 所述的打渣剂的成分和重量份数为：NaC140份、Na3AlF6 25份、A1F3 20份、Na2C03 15份和Mg2N33份。
[0020] 实施例3 按重量百分比为：Mg: 1. 1%、Si :0· 20%、La+Ce :0· 35%、Fe < 0. 25%、Cr:彡 0· 02%、 Μη:彡0· 02%、Zn彡0. 03%、Cu彡0. 02%、其它杂质元素单个含量彡0. 02%、其它杂质元素总 含量< 0. 15%，余量为A1，进行配料，并按如下步骤进行熔炼净化： (1)溶炼：将纯度达99. 70%及以上的错徒及中间合金元素按上述配比称重后，投入烙 炼炉中进行熔炼，采用热能效率和密闭性好的蓄热式喷嘴熔铝炉进行熔炼，在熔炼过程中 进行充气搅拌加速熔炼速度，按铝合金总量的〇· 18%均勻地往炉内投入打渣剂，铝液温度 达到690?730Γ后，对铝液夹渣进行扒渣操作，直至无连片的浮渣，扒渣后取样进行成分 分析，然后调整合金成分，使其合金成分达到要求，铝液在熔炼炉内时间低于6h ; (2) 精炼：在线测量铝液温度并控制在690?730°C，采用精炼剂和氮气进行精炼，用喷 粉罐将精炼剂均匀鼓吹并至熔体里精炼，精炼时氮气压力为〇· 4MPa，氮气纯度大于98. 5%， 精炼时间为25?30min，精炼过程中需要对铝液表面的浮渣进行清除，精炼完成后将铝合 金熔体静置，静置时间不低于lOmin ; (3) 净化：静置完成后，放炉，立即对铝熔体进行三级除渣，第一级级除渣采用的是过滤 布除渣，第二级除渣采用的是陶瓷过滤板除渣，经过两级过滤后的铝熔体再进入管式过滤 箱进行第三级过滤除渣，三级过滤除渣后的铝熔体可直接进行浇注。 所述的铝锭中一级回收铝的含量为30%，一级回收铝为铝合金拉手加工过程中的废铝、 边角铝或者铝屑。
[0021] 所述的过滤布采用的是20目过滤布,陶瓷过滤板采用的是34ppi的陶瓷过滤板。 [0022] 所述的打渣剂的成分和重量份数为：NaC145份、Na 3AlF6 30份、A1F3 25份、Na2C03 18份和Mg2N34份。
[0023] 实施例4 按重量百分比为：Mg: 1. 12%、Si : 0. 22%、La+Ce : 0. 5%、Fe < 0. 25%、Cr:彡 0· 02%、 Μη:彡0· 02%、Zn彡0· 03%、Cu彡0. 02%、其它杂质元素单个含量彡〇. 02%、其它杂质元素总 含量< 0. 15%，余量为A1，进行配料，并按如下步骤进行熔炼净化： (1) 熔炼：将纯度达99. 70%及以上的铝锭及中间合金元素按上述配比称重后，投入熔 炼炉中进行熔炼，采用热能效率和密闭性好的蓄热式喷嘴熔铝炉进行熔炼，在熔炼过程中 进行充气搅拌加速熔炼速度，按铝合金总量的〇. 2%均匀地往炉内投入打渣剂，铝液温度达 到690?730°C后，对铝液夹渣进行扒渣操作，直至无连片的浮渣，扒渣后取样进行成分分 析，然后调整合金成分，使其合金成分达到要求，铝液在熔炼炉内时间低于6h ; (2) 精炼：在线测量铝液温度并控制在690?730°C，采用精炼剂和氮气进行精炼，用喷 粉罐将精炼剂均匀鼓吹并至熔体里精炼，精炼时氮气压力为〇· 4MPa，氮气纯度大于98· 5%， 精炼时间为25?30min，精炼过程中需要对铝液表面的浮渣进行清除，精炼完成后将铝合 金熔体静置，静置时间不低于lOmin ; (3) 净化：静置完成后，放炉，立即对铝熔体进行三级除渣，第一级级除渣采用的是过滤 布除渣，第二级除渣采用的是陶瓷过滤板除渣，经过两级过滤后的铝熔体再进入管式过滤 箱进行第三级过滤除渣，三级过滤除渣后的铝熔体可直接进行浇注。 所述的铝锭中一级回收铝的含量为20%，一级回收铝为铝合金拉手加工过程中的废铝、 边角铝或者铝屑。
[0024] 所述的过滤布采用的是20目过滤布，陶瓷过滤板采用的是35ppi的陶瓷过滤板。
[0025] 所述的打渣剂的成分和重量份数为：NaC150份、Na3AlF635份、A1F 3 30份、Na2C03 20 份和Mg2N35份。
[0026] 本发明铝合金熔体除气前后含渣量的对比
【权利要求】
1. 一种家电拉手用铝合金，其特征在于，其化学组分按重量百分比为：Mg:1.0? 1. 12%、Si :0· 16 ?0· 22%、La+Ce :0· 1 ?0· 5%、Fe < 0· 25%、Cr:彡 0· 02%、Μη:彡 0· 02%、 Ζη < 0. 03%、Cu < 0. 02%、其它杂质元素单个含量< 0. 02%、其它杂质元素总含量< 0. 15%， 余量为A1。
2. 权利要求1所述的一种家电拉手用铝合金熔体的净化方法，其特征在于：包括熔炼、 精炼和净化等步骤，过程如下： (1) 熔炼：将纯度达99. 70%及以上的铝锭及中间合金元素投入熔炼炉中进行熔炼，按 配比称重装炉后，采用热能效率和密闭性好的蓄热式喷嘴熔铝炉进行熔炼，在熔炼过程中 进行充气搅拌加速熔炼速度，按铝合金总量的〇. 1?〇. 2%均匀地往炉内投入打渣剂，铝液 温度达到690?730°C后，对铝液夹渣进行扒渣操作，直至无连片的浮渣，扒渣后取样进行 成分分析，然后调整合金成分，使其合金成分达到要求，铝液在熔炼炉内时间低于6h ; (2) 精炼：在线测量铝液温度并控制在690?730°C，采用精炼剂和氮气进行精炼，用喷 粉罐将精炼剂均匀鼓吹并至熔体里精炼，精炼时氮气压力为〇. 2?0. 4MPa，氮气纯度大于 98. 5%，精炼时间为25?30min，精炼过程中需要对铝液表面的浮渣进行清除，精炼完成后 将铝合金熔体静置，静置时间不低于l〇min ; (3) 净化：静置完成后，放炉，立即对铝熔体进行三级除渣，第一级级除渣采用的是过滤 布除渣，第二级除渣采用的是陶瓷过滤板除渣，经过两级过滤后的铝熔体再进入管式过滤 箱进行第三级过滤除渣，三级过滤除渣后的铝熔体可直接进行浇注。
3. 根据权利要求2所述的家电拉手用铝合金熔体的净化方法，其特征在于：所述的铝 锭以及中间合金的含渔量为〇. 025-0. 05%、不含氢气、不含碱金属。
4. 根据权利要求2所述的家电拉手用铝合金熔体的净化方法，其特征在于：所述的铝 锭中一级回收铝的含量低于50%，一级回收铝为铝合金拉手加工过程中的废铝、边角铝或者 铝屑。
5. 根据权利要求2所述的家电拉手用铝合金熔体的净化方法，其特征在于：所述的过 滤布采用的是20目过滤布，陶瓷过滤板采用的是30?35ppi的陶瓷过滤板。
6. 根据权利要求2所述的家电拉手用铝合金熔体的净化方法，其特征在于：所述的打 渣剂的成分和重量份数为：NaC130?50份、Na 3AlF6 20?35份、A1F3 15?30份、Na2C03 10?20份和Mg2N32?5份。
【文档编号】C22C1/06GK104233019SQ201410451477
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月8日 优先权日:2014年9月8日
【发明者】周雄多, 何小梅, 雷素萍, 李永弟 申请人:南南铝业股份有限公司