专利名称：一种铝合金超净化精炼方法
技术领域：
本发明涉及一种铝合金超净化精炼方法。
背景技术：
铝合金熔体净化技术是基于物理化学原理和相应的工艺措施，除掉液态金属中的 气体、夹杂物和有害元素，以便获得纯净金属熔体的工艺方法。铝合金熔体净化是保证材料 冶金质量的关键技术，是学术界和企业界广泛关注的问题，目前使用的方法是熔剂净化技 术和惰性气体净化技术，熔剂净化技术是通过向熔化的铝合金熔体中加入精炼剂，经过搅 拌、静置，实现去除氢和氧化夹杂物的效果，劳动强度大，环境污染严重；惰性气体净化技术 是通过在熔化的铝合金熔体中通过惰性气体，经过吹头旋转、静置，去除氢，除气效果随环 境影响较大。
发明内容
本发明目的就是克服上述已有技术的不足，提供一种降低铝合金中的氢、氧化夹 杂、有害合金元素含量的铝合金超净化精炼方法。本发明方法利用铝合金在液态熔渣中通过电流产生的焦尔热逐层熔化并形成熔 滴落入坩埚底部，熔化层和熔滴的比表面积大，在熔化和下降的过程中与熔渣发生充分的 冶金反应，通过熔渣去除熔化层和液滴中的氢、氧化夹杂和有害合金元素，并利用渣在铝合 金液表面形成保护层，防止二次污染，从而实现铝液的超净化。净化效果与熔渣成分、熔炼 速度、熔炼电流等因素有关。本发明方法是(1)将待熔化的两个铝合金毛坯安装到升降机构上，并分别接到熔化电源的正负 极上；(2)将非金属质坩埚置于铝合金毛坯正下方，放入熔渣，加热到工作温度 630-700°C，使熔渣呈液态；(3)启动升降机构使铝合金毛坯下降，使下端部伸入到液态熔渣中，浸没深度为 IOmm,打开冷却水；(4)保温一定时间，等接触铝合金毛坯的熔渣重新熔化后，打开熔化电源，电流为 250A-280A,电压为 8-9V ；(5)升降机构根据电压值变化自动送料，当电压值大于9V时，向下送料；当电压值 小于8V时停止送料；(6)当停止送料时，随着铝合金毛坯的不断熔化，电压值增加，升降机构自动调节 送料过程；(7)直至送料机构将所有铝合金毛坯送入熔化坩埚，当送料机构送到最底部，电压 高于9V时熔化结束，关闭熔化电源；(8)升起升降机构，将坩埚内的熔渣扒出，精炼好的铝合金液浇锭或直接浇注铸件。本发明适用于各种铝合金熔体的净化，精炼后的铝合金熔体含氢量、含渣量和有 害元素量明显降低，实现铸造用铝合金熔体的超净化处理。可直接将处理后的铝合金熔体 用于连续铸造、重力浇注和特种铸造，是一种高质量、低消耗、低污染、高效率的现代铝合金 熔体超净化方法。该方法能够显著地降低铝合金熔体中的氢含量、氧化夹杂含量，控制有害 合金成分，降低铝合金原料原有的杂质含量。与通常的熔化过程相比，还避免了在熔化过程 中的吸气和氧化。本发明采用在特定熔渣中通过电流，利用熔渣导电时产生的焦尔热逐层 熔化铝合金，一方面隔绝熔化时铝合金熔体与空气的接触，另一方面在熔化过程中使所有 的熔体与熔渣发生充分的冶金反应，达到去除氢、氧化物和有害合金元素的目的。具有熔化 与净化同时进行，熔化速度高、净化效果好、环境污染小的优点。应用熔渣导电产生的焦尔 热熔化金属；通过逐层熔化的铝合金熔体与熔渣充分接触进行冶金反应；利用熔渣覆盖在 熔体表面防止熔化时空气对液态金属的有害作用；根据熔渣中的电压自动控制铝合金毛坯 的下降速度，从而达到自动恒速熔化的效果。
图1为本发明工作过程示意图。图中1.熔化电源，2.控制器，3.支架，4.铝合金毛坯，5.熔渣，6.铝合金熔体，7 非金属坩埚，8.丝杠，9.调速电机，10.水冷电极，11.预热系统。
具体实施例方式将待熔化的铝合金毛坯4安装到水冷电极10上，水冷电极10与熔化电源1的正负 极相连，在非金属坩埚7中放入熔渣5，通过预热系统11将坩埚7加热到工作温度670°C， 使熔渣呈液态；对于ZLSi7Cu2Mg铝合金材料，熔化电流为250A，电压的为8. 5V，熔渣采用 45% KCl+45% MgCl2+10% Na3AlF60控制器2给调速电机9发出启动信号，调速电机9转动带动丝杠8使支架3向下 移动，使铝合金毛坯下端部伸入到液态熔渣中，浸没深度为10mm。保温一定时间，等接触铝 合金毛坯的熔渣重新熔化后，打开熔化电源1 ；控制器根据电压值变化自动送料，当电压值 大于9V时，向下送料；当电压值小于8V时停止送料；当停止送料时，随着铝合金毛坯的不 断熔化，电压值增加，升降机构自动调节送料过程；直至送料机构将所有铝合金毛坯送入熔 化坩埚，当送料机构送到最底部，电压高于9V时熔化结束，关闭熔化电源；升起升降机构， 将坩埚内的熔渣扒出，精炼好的铝合金液浇锭或直接浇注铸件。应用本发明方法，使铝合金含氢量机械性能得到较大提高，相关的试验数据参见 下表
银合金溶抗拉强度\延伸率(%) 体含氢量 (Mpa)
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权利要求
一种铝合金超净化精炼方法，其特征是(1)将待熔化的两个铝合金毛坯安装到升降机构上，并分别接到熔化电源的正负极上；(2)将非金属质坩埚置于铝合金毛坯正下方，放入熔渣，预热到工作温度630-700℃，使熔渣呈液态；(3)启动升降机构使铝合金毛坯下降，使下端部伸入到液态熔渣中，浸没深度为10mm，打开冷却水；(4)保温一定时间，等接触铝合金毛坯的熔渣重新熔化后，打开熔化电源，电流为250A-280A，电压为8-9V；(5)升降机构根据电压值变化自动送料，当电压值大于9V时，向下送料；当电压值小于8V时停止送料；(6)当停止送料时，随着铝合金毛坯的不断熔化，电压值增加，升降机构自动调节送料过程；(7)直至送料机构将所有铝合金毛坯送入熔化坩埚，当送料机构送到最底部，电压高于9V时熔化结束，关闭熔化电源；(8)升起升降机构，将坩埚内的熔渣扒出，精炼好的铝合金液浇锭或直接浇注铸件。
2.如权利要求1所述的铝合金超净化精炼方法，其特征是对于ZLSi7Cu2Mg铝合金材 料，熔化电流为250A，电压的为8. 5V，熔渣采用45% KCl+45% MgCl2+10% Na3AlF6。
全文摘要
一种铝合金超净化精炼方法，目的是降低铝合金中的氢、氧化夹杂、有害合金元素含量；本发明将待熔化的两个铝合金毛坯安装到升降机构上，并分别接到熔化电源的正负极上；将非金属质坩埚置于铝合金毛坯正下方，放入熔渣，加热到工作温度630-700℃，使熔渣呈液态；启动升降机构使铝合金毛坯下降，使下端部伸入到液态熔渣中，浸没深度为10mm，打开冷却水；保温一定时间，等接触铝合金毛坯的熔渣重新熔化后，打开熔化电源，电流为250A-280A，电压为8-9V；升降机构根据电压值变化自动送料，当电压值大于9V时，向下送料；当电压值小于8V时停止送料；当停止送料时，随着铝合金毛坯的不断熔化，电压值增加，升降机构自动调节送料过程；直至送料机构将所有铝合金毛坯送入熔化坩埚，当送料机构送到最底部，电压高于9V时熔化结束，关闭熔化电源；升起升降机构，将坩埚内的熔渣扒出，精炼好的铝合金液浇锭或直接浇注铸件。
文档编号C22C21/02GK101886184SQ20101020618
公开日2010年11月17日 申请日期2010年6月23日 优先权日2010年6月23日
发明者侯击波, 党惊知, 张文达, 毛红奎, 高尚忠 申请人:中北大学