一种再生铝合金显微组织控制方法与流程

本发明主要属于再生金属技术领域，具体涉及一种再生铝合金显微组织控制方法。

背景技术

铝及铝合金以其优良的力学性能、加工性能、可循环利用等而被广泛用于各领域。铝及铝合金的产品制造产生的边角料、报废品以及完成使用期限的废品统称为废杂铝，包括工艺边角废料、报废飞机铝合金、报废汽车铝合金、废铝易拉罐、废旧铝合金门窗等。随着能源、资源和环境问题的日益突出，废杂铝的资源和环保价值日益提高，再生铝产业越来越得到全球的重视，再生铝产量保持稳定增长。据统计，我国再生铝合金产量由2001年的130万吨上升到2017年的690万吨。与原生铝相比，生产1吨再生铝可以节约95％的能源，同时可节水10.05吨，少用固体材料11吨，减排co20.8吨、so20.6吨，减排赤泥1.5吨。因此，再生铝合金具有良好的经济效益和环境效益。

我国再生铝合金产品面临降级使用、附加值不高等问题，如，每年有70万吨铝罐料被降级用于门窗铝合金、铸造铝合金、冶金还原剂等，资源价值大大下降。其原因是废杂铝来源广、杂质含量高、再生铝合金成分困难，进而影响合金的显微组织。因此，控制再生铝合金显微组织是获得高性能再生铝合金产品的重要措施。

为有效控制再生铝合金的显微组织，主要采用铝合金熔体精炼变质、加工变形等方法。中国专利cn103146924a公开了一种再生铝生产过程中多级除杂精炼方法，该方法从预处理过程的筛选，烘干预热，去除废杂铝表面的污垢、锈蚀、油脂，再到熔炼、精炼过程，除去废铝零件中的镶嵌件，使用稀土型变质剂，不但能提高铝熔体的力学性能，还能有效净化熔体的作用，同时采用精炼剂和惰性气体联合精炼的方法控制夹杂物和含氢量，使废杂铝逐步实现净化。但因使用的是纯氮气，熔体中氮气与铝发生反应生成氮化铝形成弥散的夹杂物；此外，未公开铝合金的显微组织控制方法，未涉及变形铝合金。中国专利cn106011479a公开了一种废铝高效节能再生精炼工艺，包括对回收过来的废铝进行初步分拣处、熔炼、扒渣、炒灰等工艺步骤，该发明改变传统废铝熔炼加工方法，采用一步法对废铝进行再利用，对铝渣进行研磨、精炼，降低铝渣中铝的含量。但该发明未公开铝合金熔体除气除杂、铝合金铸锭及型材的显微组织控制方法。中国专利cn101250653a公开了一种再生铝硅合金粗大晶粒细化的工艺，该发明采用组合齿轮搅拌器搅拌，能充分地将半固态铝硅合金液高速、均匀地搅拌，使粗大枝晶被打碎细化成正常组织，再生铝硅合金半固态浆料挤压，使再生铝硅合金晶粒在高压下更进一步细化。该发明未涉及铝合金变质处理、除气除杂、变形铝合金，铝硅合金在凝固过程中晶粒长大。

综上，再生铝合金生产过程，如何避免或减少氮化铝生成、高效除气除杂、变质处理，进而优化铝合金铸锭及型材的显微组织，均决定再生铝合金产品质量。

技术实现要素：

针对再生铝合金气体和夹杂物的含量高、显微组织不理想、产品品质低等问题，本发明提供一种再生铝合金显微组织控制方法，能够控制再生铝合金显微组织结构，消除气孔、夹杂等缺陷。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种再生铝合金显微组织控制方法，所述方法包括以下步骤：

(1)以废杂铝为原料，依次进行熔炼、扒渣、成分调整，获得具有目标铝合金成分的铝合金熔体；

(2)对步骤(1)获得的铝合金熔体进行精炼，在精炼过程中进行除气并添加变质剂，获得精炼后的再生铝合金熔体；其中，采用气泡浮游法去除铝合金熔体的气体，添加变质剂以实现晶粒细化；

(3)将精炼后的再生铝合金熔体过滤，并浇铸成铝合金坯锭；其中，所述过滤用于去除夹杂物；

(4)对所述铝合金坯锭进行均匀化热处理；

(5)均匀化热处理后，对坯锭进行挤压或轧制或锻造，获得目标铝合金产品。

进一步地，步骤(1)具体为：以废杂铝为原料，在熔炼温度650～900℃，熔炼时间30～300min的条件下进行熔炼，将铝合金熔体表面的浮渣扒除，然后将铝合金熔体成分调整到目标铝合金成分，获得具有目标铝合金成分的铝合金熔体。

进一步地，步骤(2)具体为：对具有目标铝合金成分的铝合金熔体进行精炼，控制精炼温度700～900℃、精炼时间10～60min，在精炼过程中进行除气并添加变质剂，采用气泡浮游法去除铝合金熔体的气体，用于除气的气体为n2和ar的一种或混合气体，气流量为1～15l/min，压力为0.12～0.50mpa，采用的变质剂为al-ti-b、al-ti-c、al-ti-c-re的一种或一种以上(其中re代表的元素为rareearths)，所述变质剂添加量为0.5～3.5kg/t，精炼后的再生铝合金熔体的氢含量为0.02～0.26ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.4～0.7area％(area％即面积分数)。

进一步地，当用于除气的气体为n2和ar的混合气体时，n2和ar体积比为5:1～1:5。

进一步地，步骤(3)具体为：采用陶瓷过滤板去除铝合金熔体中的夹杂物，陶瓷过滤板的孔径为10～60目；经过滤后的铝合金熔体浇铸成铝合金坯锭，所述铝合金坯锭的铸态组织平均晶粒尺寸为25～50μm，第二相为10～100nm短棒状或椭圆状的粒子。

进一步地，步骤(4)中，均匀化热处理具体条件为：在350～500℃下均匀化热处理8～40h。

进一步地，步骤(5)中，当采用挤压方式时，挤压温度为室温～500℃，挤压比为4～40，挤压坯锭速度为0.1～5.0mm/s；通过挤压方式获得的目标铝合金产品的显微组织参数具体为：铝合金变形组织晶粒长径比为20:1～100:1，第二相为5～80nm短棒状或椭圆状的粒子。

进一步地，步骤(5)中，当采用轧制方式时，轧制温度为室温～500℃，压下量为5～50％；通过轧制方式获得的目标铝合金产品的显微组织参数具体为：铝合金变形组织晶粒长径比为10:1～100:1，第二相为5～80nm短棒状或椭圆状的粒子。

进一步地，步骤(5)中，当采用锻造方式时，锻造温度为室温～500℃，变形量为10～50％；通过锻造方式获得的目标铝合金产品的显微组织参数具体为：铝合金变形组织晶粒长径比为10:1～100:1，第二相为5～80nm短棒状或椭圆状的粒子。

本发明的有益技术效果：

(1)本发明所述方法通过全流程控制，实现了再生铸造铝合金和再生变形铝合金的显微组织精准控制；

(2)本发明所述方法中将采用ar、n2-ar混合气体除气，可以避免或减少氮化铝合成；

(3)本发明所述方法有效控制并降低了再生铝合金熔体的氢和夹杂物的含量；

(4)本发明所述方法有效控制并优化了再生铝合金铸态组织和再生铝合金变形组织；

(5)本发明所述方法实现了废杂铝高值化再利用。

附图说明

图1为本发明实施例中一种再生铝合金显微组织控制方法的工艺流程图。

图2为本发明实施例中再生2024坯锭铸态显微组织。

图3为本发明实施例中再生7075坯锭铸态显微组织。

图4为本发明实施例中再生2024坯锭棒材显微组织。

图5为本发明实施例中再生7075坯锭棒材显微组织。

图6为本发明实施例中再生7075坯锭板材显微组织。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

实施例1：

废杂铝经650℃熔炼300min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到2024铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度700℃，精炼时间60min。将n2和ar体积比为5:1的混合气体通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为1l/min，压力为0.12mpa；除气后的铝合金熔体中添加0.5kg/t的al-ti-b变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.02ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.4area％。经变质的铝合金熔体经孔径为10目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为50μm(见图2)，第二相为100nm短棒状或椭圆状的粒子。坯锭经350℃均匀化热处理40h后进行挤压，挤压温度为500℃，挤压比为4，挤压坯锭速度为0.1mm/s，铝合金变形组织晶粒长径比为20:1(见图4)，第二相为80nm短棒状或椭圆状的粒子。

其中，在本实施例中，铝及铝合金的产品制造产生的边角料、报废品以及完成使用期限的废品统称为废杂铝，包括工艺边角废料、报废飞机铝合金、报废汽车铝合金、废铝易拉罐、废旧铝合金门窗等。

实施例2：

废杂铝经700℃熔炼250min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到2024铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度750℃，精炼时间50min。将n2和ar体积比为2:1的混合气体通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为3l/min，压力为0.20mpa；除气后的铝合金熔体中添加1.0kg/t的al-ti-c变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.05ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.4area％。经变质的铝合金熔体经孔径为20目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为45μm，第二相为80nm短棒状或椭圆状的粒子。坯锭经450℃均匀化热处理24h后进行轧制，轧制温度为500℃，压下量为5％，铝合金变形组织晶粒长径比为10:1，第二相为70nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例3：

废杂铝经750℃熔炼200min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到2024铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度800℃，精炼时间40min。将n2和ar体积比为1:1的混合气体通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为6l/min，压力为0.25mpa；除气后的铝合金熔体中添加1.5kg/t的al-ti-b和al-ti-c的混合变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.10ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.5area％。经变质的铝合金熔体经孔径为30目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为40μm，第二相为60nm短棒状或椭圆状的粒子。坯锭经500℃均匀化热处理8h后进行锻造，锻造温度为500℃，变形量为10％，铝合金变形组织晶粒长径比为10:1，第二相为50nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例4：

废杂铝经800℃熔炼150min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到3a21铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度850℃，精炼时间30min。将n2和ar体积比为1:2的混合气体通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为9l/min，压力为0.30mpa；除气后的铝合金熔体中添加2.0kg/t的al-ti-b和al-ti-c-re的混合变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.15ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.6area％。经变质的铝合金熔体经孔径为40目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为35μm，第二相为40nm短棒状或椭圆状的粒子。坯锭经350℃均匀化热处理40h后进行挤压，挤压温度为450℃，挤压比为10，挤压坯锭速度为1.0mm/s，铝合金变形组织晶粒长径比为40:1，第二相为30nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例5：

废杂铝经850℃熔炼100min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到3a21铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度900℃，精炼时间10min。将n2和ar体积比为1:5的混合气体通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为12l/min，压力为0.40mpa；除气后的铝合金熔体中添加2.5kg/t的al-ti-b和al-ti-c-re的混合变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.20ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.7area％。经变质的铝合金熔体经孔径为50目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为30μm，第二相为20nm短棒状或椭圆状的粒子。坯锭经450℃均匀化热处理24h后进行轧制，轧制温度为450℃，压下量为10，铝合金变形组织晶粒长径比为40:1，第二相为10nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例6：

废杂铝经900℃熔炼30min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到3a21铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度700℃，精炼时间60min。将纯ar通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为15l/min，压力为0.50mpa；除气后的铝合金熔体中添加3.5kg/t的al-ti-b和al-ti-c-re的混合变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.26ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.7area％。经变质的铝合金熔体经孔径为60目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为25μm，第二相为10nm短棒状或椭圆状的粒子。坯锭经500℃均匀化热处理8h后进行锻造，锻造温度为450℃，变形量为20％，铝合金变形组织晶粒长径比为30:1，第二相为5nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例7：

废杂铝经650℃熔炼300min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到4032铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度750℃，精炼时间50min。将n2和ar体积比为5:1的混合气体通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为1l/min，压力为0.12mpa；除气后的铝合金熔体中添加0.5kg/t的al-ti-b变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.02ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.4area％。经变质的铝合金熔体经孔径为10目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为50μm，第二相为100nm短棒状或椭圆状的粒子。坯锭经350℃均匀化热处理40h后进行挤压，挤压温度为400℃，挤压比为20，挤压坯锭速度为2.0mm/s，铝合金变形组织晶粒长径比为60:1，第二相为80nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例8：

废杂铝经700℃熔炼250min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到4032铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度800℃，精炼时间40min。将n2和ar体积比为2:1的混合气体通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为3l/min，压力为0.20mpa；除气后的铝合金熔体中添加1.0kg/t的al-ti-c变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.05ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.4area％。经变质的铝合金熔体经孔径为20目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为45μm，第二相为80nm短棒状或椭圆状的粒子。坯锭经450℃均匀化热处理24h后进行轧制，轧制温度为400℃，压下量为20，铝合金变形组织晶粒长径比为60:1，第二相为70nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例9：

废杂铝经750℃熔炼200min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到4032铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度850℃，精炼时间30min。将n2和ar体积比为1:1的混合气体通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为6l/min，压力为0.25mpa；除气后的铝合金熔体中添加1.5kg/t的al-ti-b和al-ti-c的混合变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.10ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.5area％。经变质的铝合金熔体经孔径为30目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为40μm，第二相为60nm短棒状或椭圆状的粒子。坯锭经500℃均匀化热处理8h后进行锻造，锻造温度为400℃，变形量为30％，铝合金变形组织晶粒长径比为50:1，第二相为50nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例10：

废杂铝经800℃熔炼150min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到5052铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度900℃，精炼时间10min。将n2和ar体积比为1:2的混合气体通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为9l/min，压力为0.30mpa；除气后的铝合金熔体中添加2.0kg/t的al-ti-b和al-ti-c-re的混合变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.15ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.6area％。经变质的铝合金熔体经孔径为40目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为35μm，第二相为40nm短棒状或椭圆状的粒子。坯锭经350℃均匀化热处理40h后进行挤压，挤压温度为350℃，挤压比为30，挤压坯锭速度为3.0mm/s，铝合金变形组织晶粒长径比为80:1，第二相为30nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例11：

废杂铝经850℃熔炼100min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到5052铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度700℃，精炼时间60min。将n2和ar体积比为1:5的混合气体通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为12l/min，压力为0.40mpa；除气后的铝合金熔体中添加2.5kg/t的al-ti-b和al-ti-c-re的混合变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.22ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.7area％。经变质的铝合金熔体经孔径为50目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为30μm，第二相为20nm短棒状或椭圆状的粒子。坯锭经400℃均匀化热处理24h后进行锻造，锻造温度为350℃，变形量为30％，铝合金变形组织晶粒长径比为80:1，第二相为10nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例12：

废杂铝经900℃熔炼30min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到5052铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度750℃，精炼时间70min。将纯ar通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为15l/min，压力为0.50mpa；除气后的铝合金熔体中添加3.5kg/t的al-ti-b和al-ti-c-re的混合变质剂，细化晶粒。氢含量为0.24ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.7area％。经变质的铝合金熔体经孔径为60目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为25μm，第二相为10nm短棒状或椭圆状的粒子。坯锭经450℃均匀化热处理10h后进行锻造，锻造温度为350℃，变形量为40％，铝合金变形组织晶粒长径比为80:1，第二相为5nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例13：

废杂铝经650℃熔炼300min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到6063铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度800℃，精炼时间40min。将n2和ar体积比为5:1的混合气体通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为1l/min，压力为0.12mpa；除气后的铝合金熔体中添加0.5kg/t的al-ti-b变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.02ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.4area％。经变质的铝合金熔体经孔径为10目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为50μm，第二相为100nm短棒状或椭圆状的粒子。坯锭经350℃均匀化热处理40h后进行挤压，挤压温度为室温，挤压比为40，挤压坯锭速度为4.0mm/s，铝合金变形组织晶粒长径比为100:1，第二相为80nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例14：

废杂铝经700℃熔炼250min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到6063铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度850℃，精炼时间30min。将n2和ar体积比为2:1的混合气体通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为3l/min，压力为0.20mpa；除气后的铝合金熔体中添加1.0kg/t的al-ti-c变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.05ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.4area％。经变质的铝合金熔体经孔径为20目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为45μm，第二相为80nm短棒状或椭圆状的粒子。坯锭经400℃均匀化热处理24h后进行轧制，轧制温度为室温，压下量为40，铝合金变形组织晶粒长径比为90:1，第二相为70nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例15：

废杂铝经750℃熔炼200min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到6063铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度900℃，精炼时间20min。将n2和ar体积比为1:1的混合气体通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为6l/min，压力为0.25mpa；除气后的铝合金熔体中添加1.5kg/t的al-ti-b和al-ti-c的混合变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.10ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.5area％。经变质的铝合金熔体经孔径为30目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为40μm，第二相为60nm短棒状或椭圆状的粒子。坯锭经450℃均匀化热处理10h后进行锻造，锻造温度为室温，变形量为50％，铝合金变形组织晶粒长径比为100:1，第二相为50nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例16：

废杂铝经800℃熔炼150min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到7075铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度700℃，精炼时间60min。将n2和ar体积比为1:2的混合气体通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为9l/min，压力为0.30mpa；除气后的铝合金熔体中添加2.0kg/t的al-ti-b和al-ti-c-re的混合变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.15ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.6area％。经变质的铝合金熔体经孔径为40目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为35μm(见图3)，第二相为40nm短棒状或椭圆状的粒子。坯锭经350℃均匀化热处理40h后进行挤压，挤压温度为430℃，挤压比为40，挤压坯锭速度为5.0mm/s，铝合金变形组织晶粒长径比为80:1(见图5)，第二相为30nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例17：

废杂铝经850℃熔炼100min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到7075铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度750℃，精炼时间50min。将n2和ar体积比为1:5的混合气体通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为12l/min，压力为0.40mpa；除气后的铝合金熔体中添加2.5kg/t的al-ti-b和al-ti-c-re的混合变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.18ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.7area％。经变质的铝合金熔体经孔径为50目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为35μm，第二相为20nm短棒状或椭圆状的粒子。坯锭经400℃均匀化热处理24h后进行轧制，轧制温度为430℃，压下量为50，铝合金变形组织晶粒长径比为100:1，第二相为10nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例18：

废杂铝经800℃熔炼150min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到7075铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度700℃，精炼时间60min。将n2和ar体积比为1:2的混合气体通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为9l/min，压力为0.30mpa；除气后的铝合金熔体中添加2.0kg/t的al-ti-b和al-ti-c-re的混合变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.15ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.6area％。经变质的铝合金熔体经孔径为40目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为35μm(见图3)，第二相为40nm短棒状或椭圆状的粒子。坯锭经400℃均匀化热处理24h后进行挤压，挤压温度为400℃，挤压比为20，挤压坯锭速度为2.0mm/s，铝合金变形组织晶粒长径比为50:1(见图6)，第二相为30nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例19：

废杂铝经900℃熔炼30min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到7075铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度850℃，精炼时间30min。将纯ar通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为15l/min，压力为0.50mpa；除气后的铝合金熔体中添加3.5kg/t的al-ti-b和al-ti-c-re的混合变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.20ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.7area％。经变质的铝合金熔体经孔径为60目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为25μm，第二相为10nm短棒状或椭圆状的粒子。坯锭经450℃均匀化热处理10h后进行锻造，锻造温度为430℃，变形量为10％，铝合金变形组织晶粒长径比为20:1，第二相为5nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例20：

废杂铝经650℃熔炼300min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到zl102铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度900℃，精炼时间10min。将n2和ar体积比为5:1的混合气体通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为1l/min，压力为0.12mpa；除气后的铝合金熔体中添加0.5kg/t的al-ti-b变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.02ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.4area％。经变质的铝合金熔体经孔径为10目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为50μm，第二相为100nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例21：

废杂铝经700℃熔炼250min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到zl102铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度700℃，精炼时间60min。将n2和ar体积比为2:1的混合气体通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为3l/min，压力为0.20mpa；除气后的铝合金熔体中添加1.0kg/t的al-ti-c变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.05ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.4area％。经变质的铝合金熔体经孔径为20目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为45μm，第二相为80nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例22：

废杂铝经750℃熔炼200min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到zl102铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度750℃，精炼时间50min。将n2和ar体积比为1:1的混合气体通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为6l/min，压力为0.25mpa；除气后的铝合金熔体中添加1.5kg/t的al-ti-b和al-ti-c的混合变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.10ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.5area％。经变质的铝合金熔体经孔径为30目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为40μm，第二相为60nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例23：

废杂铝经800℃熔炼150min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到zl103铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度800℃，精炼时间40min。将n2和ar体积比为1:2的混合气体通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为9l/min，压力为0.30mpa；除气后的铝合金熔体中添加2.0kg/t的al-ti-b和al-ti-c-re的混合变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.15ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.6area％。经变质的铝合金熔体经孔径为40目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为35μm，第二相为40nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例24：

废杂铝经850℃熔炼100min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到zl103铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度850℃，精炼时间30min。将n2和ar体积比为1:5的混合气体通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为12l/min，压力为0.40mpa；除气后的铝合金熔体中添加2.5kg/t的al-ti-b和al-ti-c-re的混合变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.23ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.7area％。经变质的铝合金熔体经孔径为50目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为30μm，第二相为20nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例25：

废杂铝经900℃熔炼30min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到zl103铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度900℃，精炼时间20min。将纯ar通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为15l/min，压力为0.50mpa；除气后的铝合金熔体中添加3.5kg/t的al-ti-b和al-ti-c-re的混合变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.25ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.7area％。经变质的铝合金熔体经孔径为60目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为25μm，第二相为10nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例26：

废杂铝经650℃熔炼300min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到zl107铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度700℃，精炼时间60min。将n2和ar体积比为5:1的混合气体通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为1l/min，压力为0.12mpa；除气后的铝合金熔体中添加0.5kg/t的al-ti-b变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.02ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.4area％。经变质的铝合金熔体经孔径为10目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为50μm，第二相为100nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例27：

废杂铝经700℃熔炼250min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到zl107铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度750℃，精炼时间50min。将n2和ar体积比为2:1的混合气体通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为3l/min，压力为0.20mpa；除气后的铝合金熔体中添加1.0kg/t的al-ti-c变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.05ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.4area％。经变质的铝合金熔体经孔径为20目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为45μm，第二相为80nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例28：

废杂铝经750℃熔炼200min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到zl107铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度800℃，精炼时间40min。将n2和ar体积比为1:1的混合气体通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为6l/min，压力为0.25mpa；除气后的铝合金熔体中添加1.5kg/t的al-ti-b和al-ti-c的混合变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.10ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.5area％。经变质的铝合金熔体经孔径为30目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为40μm，第二相为60nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例29：

废杂铝经800℃熔炼150min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到zl110铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度850℃，精炼时间30min。将n2和ar体积比为1:2的混合气体通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为9l/min，压力为0.30mpa；除气后的铝合金熔体中添加2.0kg/t的al-ti-b和al-ti-c-re的混合变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.15ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.6area％。经变质的铝合金熔体经孔径为40目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为35μm，第二相为40nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例30：

废杂铝经850℃熔炼100min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到zl110铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度900℃，精炼时间10min。将n2和ar体积比为1:5的混合气体通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为12l/min，压力为0.40mpa；除气后的铝合金熔体中添加2.5kg/t的al-ti-b和al-ti-c-re的混合变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.18ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.7area％。经变质的铝合金熔体经孔径为50目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为30μm，第二相为20nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例31：

废杂铝经900℃熔炼30min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到zl110铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度700℃，精炼时间60min。将纯ar通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为15l/min，压力为0.50mpa；除气后的铝合金熔体中添加3.5kg/t的al-ti-b和al-ti-c-re的混合变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.20ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.7area％。经变质的铝合金熔体经孔径为60目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为25μm，第二相为10nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例32：

废杂铝经650℃熔炼300min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到zl104铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度750℃，精炼时间50min。将n2和ar体积比为5:1的混合气体通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为1l/min，压力为0.12mpa；除气后的铝合金熔体中添加0.5kg/t的al-ti-b变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.02ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.4area％。经变质的铝合金熔体经孔径为10目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为50μm，第二相为100nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例33：

废杂铝经700℃熔炼250min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到zl104铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度800℃，精炼时间40min。将n2和ar体积比为2:1的混合气体通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为3l/min，压力为0.20mpa；除气后的铝合金熔体中添加1.0kg/t的al-ti-c变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.05ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.4area％。经变质的铝合金熔体经孔径为20目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为45μm，第二相为80nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例34：

废杂铝经750℃熔炼200min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到zl104铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度850℃，精炼时间30min。将n2和ar体积比为1:1的混合气体通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为6l/min，压力为0.25mpa；除气后的铝合金熔体中添加1.5kg/t的al-ti-b和al-ti-c的混合变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.10ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.5area％。经变质的铝合金熔体经孔径为30目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为40μm，第二相为60nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例35：

废杂铝经800℃熔炼150min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到zl305铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度900℃，精炼时间20min。将n2和ar体积比为1:2的混合气体通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为9l/min，压力为0.30mpa；除气后的铝合金熔体中添加2.0kg/t的al-ti-b和al-ti-c-re的混合变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.15ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.6area％。经变质的铝合金熔体经孔径为40目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为35μm，第二相为40nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例36：

废杂铝经850℃熔炼100min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到zl305铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度850℃，精炼时间30min。将n2和ar体积比为1:5的混合气体通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为12l/min，压力为0.40mpa；除气后的铝合金熔体中添加2.5kg/t的al-ti-b和al-ti-c-re的混合变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.18ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.7area％。经变质的铝合金熔体经孔径为50目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为30μm，第二相为20nm短棒状或椭圆状的粒子。

实施例37：

废杂铝经900℃熔炼30min得到铝合金熔体，扒除其表面的浮渣，然后对铝合金熔体在线成分调整到zl305铝合金成分，再进行精炼。精炼包括除气和变质，精炼温度800℃，精炼时间40min。将纯ar通入铝合金熔体中，通过气泡浮游法去除熔体中的气体，气流量为15l/min，压力为0.50mpa；除气后的铝合金熔体中添加35kg/t的al-ti-b和al-ti-c-re的混合变质剂，细化晶粒。精炼后氢含量为0.20ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.7area％。经变质的铝合金熔体经孔径为60目的陶瓷过滤板过滤去除夹杂物后浇铸成坯锭，其平均晶粒尺寸为25μm，第二相为10nm短棒状或椭圆状的粒子。

综上，本发明提供了一种以废杂铝为原料制备的铝合金显微组织控制方法，包括铝合金熔体气体和夹杂物的去除、晶粒细化、变形组织控制的方法。采用气泡浮游法去除铝合金熔体的气体、过滤法去除铝合金熔体的夹杂物、添加变质剂细化铝合金铸锭组织、挤压或轧制或锻造控制铝合金型材组织，达到具有良好显微组织的铝合金产品。本发明所述方法除气除杂效果好，精炼后氢含量为0.02～0.26ml/100gal，在金相视场中夹杂物为0.4～0.7area％；铝合金铸态组织平均晶粒尺寸为25～50μm，第二相为10～100nm短棒状或椭圆状的粒子；铝合金变形组织晶粒长径比为10:1～100:1，第二相为5～80nm短棒状或椭圆状的粒子。本发明能够控制再生铝合金显微组织结构，消除气孔、夹杂等缺陷。