一种废铝屑再生短流程成形方法
【技术领域】
[0001]本发明属于废铝肩再生成形加工技术领域，尤其是涉及采用大塑性变形方法对废铝肩进行回收再加工成形的方法，属于有色金属及其合金废料回收再成形方法，具体是一种废铝肩再生短流程成形方法。
技术背景
[0002]铝合金在加工过程中产生大量废肩。近年来，世界轮毂生产中心向中国转移，国内汽车轮毂产量高速增长。2014年国内汽车轮毂产量约为2.08亿件，按轿车铝合金轮毂10Kg/件，加工余量10%计算，2014年仅铝合金轮毂机械加工产生的铝肩就达20.8万吨。2015年上半年我国乘用车发动机产量约为976.3万台，按照发动机缸体毛坯30Kg/台，加工余量10%计算，2015年上半年仅发动机缸体机械加工产生的铝肩达3万吨。
[0003]目前，铝合金废料主要靠重熔法、真空蒸馏法及电解精炼法进行回收。真空蒸馏法和电解精炼法工艺复杂，工艺控制严格，成本高。重熔法回收铝废料主要采用回转炉、竖炉、反射炉、干燥式炉和感应电炉等方式回收再生。铝废肩在重熔过程中，氧化严重，损失量大，回收效率低。为了解决上述难题，国际上正积极探讨、开发更加合理科学的铝合金废料再生技术。直接回收再生能够有效避免重熔过程中的缺点，并且具有流程短，能耗低，废气排放少等优点，受到人们的广泛关注。直接再生法回收铝合金废肩减少了工序，提高了效率，降低了成本，具有节能环保的优点。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是提供一种废铝肩再生短流程成形方法，将经过预处理的废铝肩进行压缩-扩展大塑性变形，在变形过程中将废铝肩通过冶金结合使废料结合在一起，随后对其进行挤压成形，制备线材、型材和管材。
[0005]本发明为了实现上述目的采用以下技术方案:
一种废铝肩再生短流程成形方法:
第一步，将废铝肩放入破碎机，对废铝肩进行破碎，同时把废铝肩中较重的杂物甩出；第二步，将经过破碎机破碎处理的废铝肩放入烘干除杂装置中进行烘干除杂，去除废铝肩表面的油污和水等杂质;烘干除杂装置为倾斜的旋转炉，倾斜角为30-45°，旋转速度为l-10r/min，烘干除杂温度为100-500°C，烘干除杂时间为10-120min;
第三步，将经过烘干除杂后的废铝肩放入高压旋转压缩-扩展挤压筒内部，并对该挤压筒加热，加热温度为100-600°C，加热时间为10-100min。
[0006]第四步，开动旋转压力机，对高压旋转压缩-扩展挤压筒内的废铝肩进行压缩-扩展大塑性挤压，旋转压力机首先对废铝肩进行旋转剪切变形，在废铝肩进入高压旋转压缩-扩展挤压筒的压缩孔之前已被压缩为柱状铝块，废铝肩内部发生了较大的变形，随着旋转压力机的压力不断增加，被压成柱状的铝块进入高压旋转压缩-扩展挤压筒的压缩孔，铝块内部继续进行压缩变形，柱状的铝块直径进一步减小，直径减小的柱状铝块从压缩孔进入拓展腔，此时铝块的直径增加，在扩展腔出口安装成形模具，铝块利用成形模具进行成形；在成形过程中，高压旋转压缩-扩展挤压筒直径为20-400_，压缩孔直径为10-300mm，扩展孔直径为20-1000_;成形模具可以是线材，型材和管材等。
[0007]第五步，铝制品通过冷却系统进行在线冷却，冷却采用水冷方式，冷却水流量为1-20L/mino
[0008]本发明的有益效果为:
本发明首先对铝合金废料进行预处理，将废铝肩装入破碎机，对铝肩进行破碎，同时把铝肩中较重的杂物甩出，经过破碎的铝肩直接进入烘干装置进行烘干加热，使铝肩上的油污和水等杂物蒸发，从而制备纯净度较高的铝肩;然后对经过预处理的铝废肩进行压缩-扩展大塑性变形，实现从铝废肩直接加工成形;本发明优点如下:
(1)本发明实现了从废铝肩直接加工成铝合金制品，省去了传统技术中熔炼、铸锭等环节，具有流程短、能耗低、节能环保等优点。
[0009](2)本发明克服了传统铝肩回收过程中铝肩烧损高、效率低、污染严重等难题，有效增加了铝肩的利用率，节约了铝能源。
[0010](3)本发明制备的铝制品，致密度高，组织性能优良。
【附图说明】
[0011]图1为本发明一种废铝肩再生短流程成形方法示意图；
图中:1、废铝肩；2、破碎机;3、破碎机轮;4、烘干除杂装置;5、高压旋转压缩-扩展挤压筒;6、耐火砖;7、电阻丝;8、旋转压力机;9、挤压杆；10、压缩孔；11、扩展腔；12、成形模具；13、冷却系统。
【具体实施方式】
[0012]下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述:
一种废铝肩再生短流程成形方法，其流程如图1所示，
首先，将废铝肩1放入破碎机2，对废铝肩1进行破碎，同时把废铝肩1中较重的杂物甩出；所述的破碎机1主要包括破碎机外壳和外壳内的破碎机轮3，破碎机2对废铝肩1进行破碎，使废铝肩1尺寸均匀；
然后，将经过破碎机2破碎处理的废铝肩1放入烘干除杂装置4中进行烘干除杂，去除废铝肩1表面的油污和水等杂质;所述烘干除杂装置4为倾斜的旋转炉，倾斜角为30-45°，旋转速度为l-10r/min，烘干除杂温度为100-500°C，烘干除杂时间为10-120min;
接着，将经过烘干除杂后的废铝肩1放入高压旋转压缩-扩展挤压筒5内部，并对高压旋转压缩-扩展挤压筒5进行加热，加热采用耐火砖6和电热丝7的组合加热，加热温度为100-600°C，加热时间为 10-100min。
[0013]之后，开动旋转压力机8，对高压旋转压缩-扩展挤压筒5内的废铝肩1进行压缩-扩展大塑性挤压，旋转压力机8带动设置于高压旋转压缩-扩展挤压筒5中的挤压杆9对废铝肩1进行旋转剪切变形，在废铝肩1进入高压旋转压缩-扩展挤压筒5的压缩孔10之前已被压缩为柱状铝块，废铝肩1内部发生了较大的变形，随着旋转压力机8的压力不断增加，被压成柱状的铝块进入高压旋转压缩-扩展挤压筒5的压缩孔10，铝块内部继续进行压缩变形，柱状的铝块直径进一步减小，直径减小的柱状铝块从压缩孔10进入拓展腔11，此时铝块的直径增加，在扩展腔11出口安装成形模具12，铝块利用成形模具12进行成形;在成形过程中，高压旋转压缩-扩展挤压筒5的挤压筒直径为20-400mm，压缩孔10直径为10-300mm，扩展腔11直径为20-1000mm;成形模具12可以是线材，型材和管材等。
[0014]第五步，铝制品通过冷却系统13进行在线冷却，冷却采用水冷方式，冷却水流量为l_20L/mino
[0015]实施例1:
采用本方法制备A356铝合金线材步骤如下:
第一步，将废铝肩放入破碎机，对大块铝肩进行破碎，同时把铝肩中较重的杂物甩出；第二步，对经过破碎机破碎处理的废铝肩放入烘干除杂装置进行烘干除杂，去除废铝肩表面的油污和水等杂质，烘干除杂装置为倾斜的旋转炉，倾斜角为30°，旋转速度为5-6r/min，烘干除杂温度为100-200°C，烘干除杂时间为20-50min;
第三步，将经过烘干除杂后的铝肩放入高压旋转压缩-扩展挤压筒内部，并对该挤压筒进行加热，加热温度为300-400°C，加热时间为10_20min ；
第四步，开动压力机，对挤压筒内的铝肩进行压缩-扩展大塑性挤压成形;在成形过程中，挤压筒直径为100mm，压缩孔直径为50mm，扩展腔直径为100mm;采用线材成形模具；第五步，对制备的铝合金线材进行在线冷却，冷却水流量为10L/min。
[0016]实施例2:
采用本发明方法制备A356铝合金管材步骤如下:
第一步，将废铝肩放入破碎机，对大块铝肩进行破碎，同时把废铝肩中较重的杂物甩出；
第二步，对经过破碎机破碎处理的废铝肩放入烘干除杂装置进行烘干除杂，主要是去除废铝肩表面的油污和水等杂质；烘干除杂装置为倾斜的旋转炉，倾斜角为40°，旋转速度为8-10r/min，烘干除杂温度为100-200°C，烘干除杂时间为20-50min;
第三步，将经过烘干除杂后的铝肩放入高压旋转压缩-扩展挤压中内部，并对挤压筒进行加热，加热温度为400-450°C，加热时间为20-40min ；
第四步，开动压力机，对挤压筒内的铝肩进行压缩-扩展大塑性挤压成形;在成形过程中，挤压筒直径为60mm，压缩孔直径为50mm，扩展腔直径为60mm;采用管材成形模具；
第五步，对制品进行在线冷却，冷却水流量为20L/min。
[0017]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种废铝肩再生短流程成形方法，其特征在于:包括如下步骤: 第一步，将废铝肩放入破碎机，对废铝肩进行破碎，同时把废铝肩中较重的杂物甩出； 第二步，将经过破碎机破碎处理的废铝肩放入烘干除杂装置中进行烘干除杂，去除废铝肩表面的油污和水等杂质； 第三步，将经过烘干除杂后的废铝肩放入高压旋转压缩-扩展挤压筒内部，并对高压旋转压缩-扩展挤压筒进行加热； 第四步，开动旋转压力机，对高压旋转压缩-扩展挤压筒内的废铝肩进行压缩-扩展大塑性挤压，旋转压力机首先对废铝肩进行旋转剪切变形，在废铝肩进入高压旋转压缩-扩展挤压筒的压缩孔之前已被压缩为柱状铝块，随着旋转压力机的压力不断增加，被压成柱状的铝块进入高压旋转压缩-扩展挤压筒的压缩孔，柱状的铝块直径进一步减小，直径减小的柱状铝块从压缩孔进入拓展腔，在扩展腔出口安装成形模具，铝块利用成形模具进行成形； 第五步，对成形的铝制品进行在线冷却。2.根据权利要求1所述的一种废铝肩再生短流程成形方法，其特征在于:所述第二步中的烘干除杂装置为倾斜的旋转炉，倾斜角为30-45°，旋转速度为l-10r/min，烘干除杂的温度为100-500°C，烘干除杂时间为10-120min。3.根据权利要求1所述的一种废铝肩再生短流程成形方法，其特征在于:所述第三步中的高压旋转压缩-扩展挤压筒加热温度为100-600°C，加热时间为10-100min。4.根据权利要求1所述的一种废铝肩再生短流程成形方法，其特征在于:所述第四步中所述挤压成形过程中，高压旋转压缩-扩展挤压筒直径为20-400mm，压缩孔直径为10-300mm，扩展孔直径为20_1000mm ；所述成形模具可以是线材，型材和管材模具。5.根据权利要求1所述的一种废铝肩再生短流程成形方法，其特征在于:所述第五步中的在线冷却采用水冷却，所述冷却水流量为l_20L/min。
【专利摘要】本发明提供一种废铝屑再生短流程成形方法，首先将废铝屑放入破碎机，对废铝屑进行破碎，并把废铝屑中较重的杂物甩出；然后，对经过破碎机破碎处理的废铝屑进行烘干除杂，去除铝屑表面的油污和水等杂质；接着，将经过烘干除杂后的废铝屑放入高压旋转压缩-扩展挤压筒内部，并对该挤压筒进行加热；之后，开动旋转压力机，对挤压筒内的废铝屑进行旋转压缩-扩展大塑性挤压成形；最后对制品进行冷却；本发明实现了从废铝屑直接加工成铝合金制品，克服了传统废铝屑回收过程中铝屑烧损高、效率低、污染严重等难题，省去了传统技术中熔炼、铸锭等环节，具有流程短，节能环保等优点。
【IPC分类】C22B7/00, C22B21/00
【公开号】CN105483390
【申请号】CN201610057672
【发明人】赵占勇, 张文达, 白培康, 党惊知, 任霁萍
【申请人】中北大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月28日