一种铝锭熔化用精炼除气工艺

技术领域

本发明涉及铝锭加工工艺领域，具体为一种铝锭熔化用精炼除气工艺。

背景技术

铝是世界上产量和用量都仅次于钢铁的有色金属。铝的密度只有2.7103g/cm3，约为钢、铜或黄铜密度的1/3左右。由于铝的材质轻，因此常用于制造汽车、火车、地铁、船舶、飞机、火箭、飞船等陆海空交通工具，以减轻自重增加装载量，在我们日常工业上的原料叫铝锭，按国家标准(GB/T1196-2008)应叫“重熔用铝锭”，不过大家叫惯了“铝锭”，它是用氧化铝-冰晶石通过电解法生产出来的。铝锭进入工业应用之后有两大类：铸造铝合金和变形铝合金，铸造铝及铝合金是以铸造方法生产铝的铸件。

现有技术中，铝锭熔化工艺还存在较多缺点，其中，存在如下缺点：存在气孔，因为浇铸温度过高，铝液中含气较多，铸件表面气孔多，导致表面发暗，更甚至发生热裂纹。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种铝锭熔化用精炼除气工艺，解决了浇铸温度过高，铝液中含气较多，铸件表面气孔多，导致表面发暗，严重会发生热裂纹的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种铝锭熔化用精炼除气工艺，包括以下步骤：

洗炉，烘炉，烘炉温度为500℃，加入铝锭进行熔化，保持温度为700℃条件下熔化，取样化验成分，不符合要求情况下，加料调整，升温至730℃，精炼除气，取样化验，不符合要求情况下，加料调整，化汤到转液包除气。

优选的，所述方法中，具体包括以下步骤：

S1、将原料铝锭熔化，保持温度为700℃，加入占铝液重量百分比为0.1-0.15％的打渣剂除渣，所述打渣剂包括以下重量份的原料：氯化铝：25-35份，氯化钾：20-30份，氯化锌：2-5份，氟硅酸钠：2-10份，六氟合铝酸钠：12-20份；

S2、取样后用原子吸收法做快速分析，发现化学元素有偏析后，及时加料调整，升温至730℃，精炼除气，通入惰性气体并放入转子使铝液转动，转子转速为430-500r/min，加入占铝液重量百分比为0.1-0.15％的精炼剂，保持通入惰性气体，惰性气体的流量为40-60L/min，气体压力为0.5-0.7MPa，取出转子停止通气；

S3、再次取样后用原子吸收法做快速分析，发现化学元素有偏析后，及时加料调整，重复步骤S2所述方法。

优选的，所述铝锭的重量百分比为：Si：13-15％，Fe：0.4-0.4％，Mg：0.01-0.38％，Mn：0.01-0.05％，Cu：0.01-0.4％，Zn：0001-0.01％，Ba：0.01-0.1％，Zn：0.01-0.1％，Ti：0.01-0.1％，B：0.01-0.1％，Pb：0.01-0.1％，In：0.01-0.1％，Ge：0.01-0.1％，Ce：2-5％，La：0.8-1.4％，Nd：0.4-0.7％，Pr：0.1-0.15％，余量为铝和不可避免的杂质。

优选的，所述洗炉工序中，先清炉，洗炉，用氧化锌涂抹工具、模具。

优选的，加入铝锭进行熔化时，通过氩气除气机除去浇注液中的气体和杂质，时间为20-35min。

优选的，加料调整时，不断搅拌铝液，采用电磁搅拌棒搅拌20-45min。

优选的，所述化汤到转液包除气包括：将铝锭熔化为铝液，将溶解后的高温铝液转移至保温炉中，通过在旋转的石墨搅拌器中通入氮气或氩气搅拌，除气后铝液温度为700℃。

优选的，所述加料调整步骤中，用富铈稀土作为加料，所述富铈稀土的重量百分比为：Ce：65％，La：20％，Nd：10％，Si：1％，Pr：3％，Fe：少于0.3％，S：少于0.2％，余量为灰份。

本发明提供了一种铝锭熔化用精炼除气工艺。具备以下有益效果：

1、本发明通过采用烘炉温度为500℃，加入铝锭进行熔化，保持温度为700℃条件下熔化，取样化验成分，不符合要求情况下，加料调整，升温至730℃，精炼除气，取样化验，不符合要求情况下，加料调整，化汤到转液包除气的工艺步骤，使得铝锭熔化时，具有较低的气孔率，解决了浇铸温度过高，铝液中含气较多，铸件表面气孔多，导致表面发暗，严峻时发生热裂纹的问题。

2、本发明通过使富铈稀土的重量百分比为：Ce：65％，La：20％，Nd：10％，Si：1％，Pr：3％，Fe：少于0.3％，S：少于0.2％，余量为灰份，添加富铈稀土在铝液中经搅拌扩散后，与氢原子化合形成稳定的氢化物，在铝液中呈微小质点分布，减少凝固时氢的析出，使铝液内的组织间隙减少。

3、本发明通过优化调整铝锭的配方，生产的精炼铝液，使铝锭中组织细化，增加铝合金的塑性和韧性，由压铸工艺制备的铝合金产品致密性高，提高铝合金的机械强度，加工性能和耐腐蚀性能强度和硬度也有所提高。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

本发明实施例提供一种铝锭熔化用精炼除气工艺，包括以下步骤：

洗炉，烘炉，烘炉温度为500℃，加入铝锭进行熔化，保持温度为700℃条件下熔化，取样化验成分，不符合要求情况下，加料调整，升温至730℃，精炼除气，取样化验，不符合要求情况下，加料调整，化汤到转液包除气。

通过选取烘炉温度为500℃，保持温度为700℃条件下熔化，第一次加料调整后，升温至730℃，使得铝锭熔化时，具有较低的气孔率，解决了浇铸温度过高，铝液中含气较多，铸件表面气孔多，导致表面发暗，严峻时发生热裂纹的问题。

实施例二：

本发明实施例提供一种铝锭熔化用精炼除气工艺，包括以下步骤：

S1、将原料铝锭熔化，保持温度为700℃，加入占铝液重量百分比为0.1-0.15％的打渣剂除渣，打渣剂包括以下重量份的原料：氯化铝：35份，氯化钾：30份，氯化锌：5份，氟硅酸钠：10份，六氟合铝酸钠：20份；除渣的效果是保证铝液的质量。

S2、取样后用原子吸收法做快速分析，发现化学元素有偏析后，及时加料调整，升温至730℃，精炼除气，通入惰性气体并放入转子使铝液转动，转子转速为430r/min，加入占铝液重量百分比为0.15％的精炼剂，保持通入惰性气体，惰性气体的流量为60L/min，气体压力为0.7MPa，取出转子停止通气；除气的效果是保证铝液的质量。

S3、再次取样后用原子吸收法做快速分析，发现化学元素有偏析后，及时加料调整，重复步骤S2方法。避免铝液中含气较多，降低铝合金铸件表面气孔率，避免表面发暗，防止发生热裂纹。

铝锭的重量百分比为：Si：13-15％，Fe：0.4-0.4％，Mg：0.01-0.38％，Mn：0.01-0.05％，Cu：0.01-0.4％，Zn：0001-0.01％，Ba：0.01-0.1％，Zn：0.01-0.1％，Ti：0.01-0.1％，B：0.01-0.1％，Pb：0.01-0.1％，In：0.01-0.1％，Ge：0.01-0.1％，Ce：2-5％，La：0.8-1.4％，Nd：0.4-0.7％，Pr：0.1-0.15％，余量为铝和不可避免的杂质。使铝锭中组织细化，增加铝合金的塑性和韧性，强化铝合金材料使用适应性，提高铝合金的机械强度、加工性能和耐腐蚀性能。

洗炉工序中，先清炉，洗炉，用氧化锌涂抹工具、模具。避免炉壁的铁进入铝液。

加入铝锭进行熔化时，通过氩气除气机除去浇注液中的气体和杂质，时间为35min。加料调整时，不断搅拌铝液，采用电磁搅拌棒搅拌45min，搅拌和除气的效果是保证铝液的质量。

化汤到转液包除气包括：将铝锭熔化为铝液，将溶解后的高温铝液转移至保温炉中，通过在旋转的石墨搅拌器中通入氮气或氩气搅拌，除气后铝液温度为700℃。搅拌和除气的效果是保证铝液的质量，避免铝液中含气较多，影响铝合金铸件的质量。

加料调整步骤中，用富铈稀土作为加料，富铈稀土的重量百分比为：Ce：65％，La：20％，Nd：10％，Si：1％，Pr：3％，Fe：少于0.3％，S：少于0.2％，余量为灰份。富铈稀土在铝液中经搅拌扩散后，与氢原子化合形成稳定的氢化物，在铝液中呈微小质点分布，减少凝固时氢的析出，使铝液内的组织间隙减少。

实施例三：

本发明实施例提供一种铝锭熔化用精炼除气工艺，包括以下步骤：

S1、将原料铝锭熔化，保持温度为700℃，加入占铝液重量百分比为0.1-0.15％的打渣剂除渣，打渣剂包括以下重量份的原料：氯化铝：25份，氯化钾：20份，氯化锌：2份，氟硅酸钠：2份，六氟合铝酸钠：12份；除渣的效果是保证铝液的质量。

S2、取样后用原子吸收法做快速分析，发现化学元素有偏析后，及时加料调整，升温至730℃，精炼除气，通入惰性气体并放入转子使铝液转动，转子转速为430r/min，加入占铝液重量百分比为0.1％的精炼剂，保持通入惰性气体，惰性气体的流量为40L/min，气体压力为0.5MPa，取出转子停止通气；除气的效果是保证铝液的质量。

S3、再次取样后用原子吸收法做快速分析，发现化学元素有偏析后，及时加料调整，重复步骤S2方法。避免铝液中含气较多，降低铝合金铸件表面气孔率，避免表面发暗，防止发生热裂纹。

铝锭的重量百分比为：Si：13-15％，Fe：0.4-0.4％，Mg：0.01-0.38％，Mn：0.01-0.05％，Cu：0.01-0.4％，Zn：0001-0.01％，Ba：0.01-0.1％，Zn：0.01-0.1％，Ti：0.01-0.1％，B：0.01-0.1％，Pb：0.01-0.1％，In：0.01-0.1％，Ge：0.01-0.1％，Ce：2-5％，La：0.8-1.4％，Nd：0.4-0.7％，Pr：0.1-0.15％，余量为铝和不可避免的杂质。使铝锭中组织细化，增加铝合金的塑性和韧性，强化铝合金材料使用适应性，提高铝合金的机械强度、加工性能和耐腐蚀性能。

洗炉工序中，先清炉，洗炉，用氧化锌涂抹工具、模具。避免炉壁的铁进入铝液。

加入铝锭进行熔化时，通过氩气除气机除去浇注液中的气体和杂质，时间为20min。加料调整时，不断搅拌铝液，采用电磁搅拌棒搅拌45min，搅拌和除气的效果是保证铝液的质量。

化汤到转液包除气包括：将铝锭熔化为铝液，将溶解后的高温铝液转移至保温炉中，通过在旋转的石墨搅拌器中通入氮气或氩气搅拌，除气后铝液温度为700℃。搅拌和除气的效果是保证铝液的质量，避免铝液中含气较多，影响铝合金铸件的质量。

加料调整步骤中，用富铈稀土作为加料，富铈稀土的重量百分比为：Ce：65％，La：20％，Nd：10％，Si：1％，Pr：3％，Fe：少于0.3％，S：少于0.2％，余量为灰份。富铈稀土在铝液中经搅拌扩散后，与氢原子化合形成稳定的氢化物，在铝液中呈微小质点分布，减少凝固时氢的析出，使铝液内的组织间隙减少。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。