CN102586605B - 含铝的镁合金废旧料的回收方法 - Google Patents

含铝的镁合金废旧料的回收方法 Download PDF

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Abstract

一种含铝的镁合金废旧料的回收方法,其包括如下步骤:(1)将经过预热的镁合金废旧料放入熔化炉中熔化,在镁合金熔体表面均匀撒上一层熔剂对其进行保护;(2)将上述熔体升温至730~750℃,通入N2与CO2的混合气体,通入气体的同时不断加入熔剂进行精炼除杂;(3)精炼结束后扒渣,通入SO2或SF6气体对熔体进行保护,调整合金成分后降温至660~670℃并静置一段时间,后升温至690~710℃进行保温浇铸。本发明的含铝的镁合金废旧料的回收方法,采用通入混合气体的同时不断加入熔剂的方式进行精炼、除气、变质一体处理,其简化了生产工艺,缩短了生产周期,且提高了镁合金废旧料的回收率及性能。

Description

含铝的镁合金废旧料的回收方法
【技术领域】
本发明涉及一种含铝的镁合金废旧料的回收方法,具体涉及一种精炼、除气、变质一体处理的镁合金废旧料的回收方法。
【背景技术】
镁合金具有密度低、比强度和比刚度高,且阻尼减震性、导热性、电磁屏蔽效果好等优点,广泛应用于汽车、计算机、电子通讯等行业。
目前较多的镁合金产品采用压铸工艺生产,而镁合金压铸件的材料使用率不高,一般只能达到30~50%,所以镁合金在生产中会产生大量的废旧料,镁合金废旧料的再生越来越引起人们的重视。
目前镁合金废旧料可通过真空蒸馏法或熔剂法进行回收。真空蒸馏法是基于镁合金中各元素蒸气压不同的原理进行真空提纯,然而该方法所用的设备成本较高,操作复杂,能耗大,且回收的产品为纯镁,需要再次合金化才能直接应用。
熔剂法适用于表面附着油污、脱模剂以及被腐蚀、污染的镁合金废料,但是由于熔剂易残留在金属液中,产生内部熔剂杂质,造成产品各方面性能的下降,所以很难生产出高品质的镁合金,且通常熔剂法的精炼工艺为:熔体熔化后先采用熔剂搅拌精炼,然后通入气体除气,最后再升温进行变质处理,该工艺比较复杂且工艺操作时间较长,而常用的变质处理方法如过热变质处理或用菱镁矿、大理石进行变质,都需将熔体升到较高的温度,由于镁合金在高温下氧化燃烧严重,从而降低了材料的回收率。
【发明内容】
有鉴于此,本发明的目的是提供一种含铝的镁合金废旧料的回收方法,其简化了生产工艺,缩短了生产周期,且提高了镁合金废旧料的回收率及性能。
为了达到上述目的,本发明的含铝的镁合金废旧料的回收方法,其包括如下步骤:
(1)将经过预热的镁合金废旧料放入熔化炉中熔化,在镁合金熔体表面均匀撒上一层熔剂对其进行保护;
(2)将上述熔体升温至730~750℃,通入N2与CO2的混合气体,通入气体的同时不断加入熔剂进行精炼除杂;
(3)精炼结束后扒渣,通入SO2或SF6气体对熔体进行保护,调整合金成分后降温至660~670℃并静置一段时间,后升温至690~710℃进行保温浇铸。
较佳的,上述步骤(1)及步骤(2)中熔剂的总重量为熔体重量的1~2%。
较佳的,上述步骤(1)及步骤(2)中的熔剂为RJ-2熔剂。
较佳的,上述RJ-2熔剂按重量分数表示包括:
氯化镁    38~46%
氯化钾    32~40%
氯化钡    5~8%
氟化钙    3~6%。
较佳的,上述步骤(2)中N2与CO2的混合气体的流量为2~10L/min。
较佳的,上述步骤(2)中CO2占混合气体的体积比为10~20%。
较佳的,上述步骤(2)中精炼的时间为15~30min。
较佳的,上述步骤(2)中通入N2与CO2的混合气体后有碳化铝产生。
较佳的,上述步骤(3)中静置的时间为20~30min。
相较于现有技术,本发明的含铝的镁合金废旧料的回收方法,采用边通气边撒熔剂的方式进行精炼、除气、变质一体处理,其简化了生产工艺,缩短了生产周期,且提高了镁合金废旧料的回收率及性能。
【附图说明】
图1绘示本发明的含铝的镁合金废旧料的回收方法的流程图。
【具体实施方式】
请参阅图1所示,其绘示本发明的含铝的镁合金废旧料的回收方法的流程图。
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
步骤101:将预热好的镁合金废旧料投入到熔化炉中熔化,称镁合金熔体重量1.5%的熔剂,并将该熔剂的一部分均匀撒在镁合金熔体表面对熔体进行保护,防止镁合金熔体的氧化燃烧,于本实施例中,该熔剂为RJ-2熔剂,该RJ-2熔剂按重量分数表示包括:
氯化镁(MgCl2)  38~46%
氯化钾(KCl)    32~40%
氯化钡(BaCl2)  5~8%
氟化钙(CaF2)   3~6%;
步骤102:将镁合金熔体升温至740℃后,通入N2与CO2的混合气体进行精炼,混合气体中N2与CO2的体积比为9∶1,气体流量为3L/min,通气过程中不断加入步骤101中剩余的熔剂进行精炼除杂,精炼时间为25min,其中通气后镁合金熔体会产生自上而下的翻滚,从而产生搅拌效果,此时配合熔剂的加入,有效的发挥了熔剂的保护作用和去除氧化夹杂物的效果,提高了熔体的精炼效果,且通入气体能带出镁合金熔体中的气体,降低镁合金熔体中的气体含量,由于镁合金废旧料中铝的存在,CO2气体的通入使镁合金熔体中产生大量的细小而难熔的碳化铝(Al4C3)质点,该碳化铝质点呈悬浮状态并在凝固过程中充当形核基底,达到变质效果,其中反应原理为:
CO2+2Mg=2MgO+C
3C+4Al=Al4C3
步骤103:精炼结束后扒渣,通入SO2或SF6气体对熔体进行保护,根据需要调整合金成分,然后降温至660℃并静置25min后,升温至700℃保温,浇铸出炉。
实施例2
步骤201:将预热好的镁合金废旧料投入到熔化炉中熔化,称镁合金熔体重量1%的熔剂,并将该熔剂一部分均匀撒在镁合金熔体表面对熔体进行保护,防止镁合金熔体的氧化燃烧,于本实施例中,该熔剂为RJ-2熔剂,该RJ-2熔剂按重量分数表示包括:
氯化镁(MgCl2)  38~46%
氯化钾(KCl)    32~40%
氯化钡(BaCl2)  5~8%
氟化钙(CaF2)   3~6%;
步骤202:将镁合金熔体升温至730℃后,通入N2与CO2的混合气体进行精炼,混合气体中N2与CO2的体积比为9∶1,气体流量为8L/min,通气过程中不断加入步骤201中剩余的熔剂进行精炼除杂,精炼时间为20min,其中通气后镁合金熔体会产生自上而下的翻滚,从而产生搅拌效果,此时配合熔剂的加入,有效的发挥了熔剂的保护作用和去除氧化夹杂物的效果,提高了熔体的精炼效果,且通入气体能带出镁合金熔体中的气体,降低镁合金熔体中的气体含量,由于镁合金废旧料中铝的存在,CO2气体的通入使镁合金熔体中产生大量的细小而难熔的碳化铝(Al4C3)质点,该碳化铝质点呈悬浮状态并在凝固过程中充当形核基底,达到变质效果,其中反应原理为:
CO2+2Mg=2MgO+C
3C+4Al=Al4C3
步骤203:精炼结束后扒渣,通入SO2或SF6气体对熔体进行保护,根据需要调整合金成分,然后降温至670℃并静置20min后,升温至710℃保温,浇铸出炉。
实施例3
步骤301:将预热好的镁合金废旧料投入到熔化炉中熔化,称镁合金熔体重量2%的熔剂,并将该熔剂一部分均匀撒在镁合金熔体表面对熔体进行保护,防止镁合金熔体的氧化燃烧,于本实施例中,该熔剂为RJ-2熔剂,该RJ-2熔剂按重量分数表示包括:
氯化镁(MgCl2)  38~46%
氯化钾(KCl)    32~40%
氯化钡(BaCl2)  5~8%
氟化钙(CaF2)   3~6%;
步骤302:将镁合金熔体升温至750℃后,通入N2与CO2的混合气体进行精炼,混合气体中N2与CO2的体积比为8∶2,气体流量为5L/min,通气过程中不断加入步骤301中剩余的熔剂进行精炼除杂,精炼时间为30min,其中通气后镁合金熔体会产生自上而下的翻滚,从而产生搅拌效果,此时配合熔剂的加入,有效的发挥了熔剂的保护作用和去除氧化夹杂物的效果,提高了熔体的精炼效果,且通入气体能带出镁合金熔体中的气体,降低镁合金熔体中的气体含量,由于镁合金废旧料中铝的存在,CO2气体的通入使镁合金熔体中产生大量的细小而难熔的碳化铝(Al4C3)质点,该碳化铝质点呈悬浮状态并在凝固过程中充当形核基底,达到变质效果,其中反应原理为:
CO2+2Mg=2MgO+C
3C+4Al=Al4C3
步骤303:精炼结束后扒渣,通入SO2或SF6气体对熔体进行保护,根据需要调整合金成分,然后降温至670℃并静置30min后,升温至690℃保温,浇铸出炉。
相较于现有技术,本发明的含铝的镁合金废旧料的回收方法,具有如下优点:
1、采用通入混合气体的同时不断加入熔剂的方式进行精炼、除气、变质一体处理,简化了生产工艺,缩短了生产周期,提高了生产效率,且在精炼、除气、变质一体处理中无多余的有害气体产生,避免了对人及环境的危害;
2、通入的CO2气体带来变质效果,提升了材料的性能,且避免了通常变质处理的高温阶段,有效的减少了镁合金的氧化燃烧,提升了材料的回收率;
3、本发明的前期的熔剂保护及精炼处理,发挥了熔剂的保护及高效净化熔体的效果,而精炼后保温及浇铸阶段采用SO2或SF6气体对熔体进行保护,整个过程中减少了熔剂的用量,且有效的避免了熔剂对熔体的污染,从而生产出洁净高性能的镁合金,该处理后的镁合金可当原料直接使用。

Claims (7)

1.一种含铝的镁合金废旧料的回收方法,其特征在于,该含铝的镁合金废旧料的回收方法包括如下步骤:
(1)将经过预热的镁合金废旧料放入熔化炉中熔化,在镁合金熔体表面均匀撒上一层熔剂对其进行保护;
(2)将上述熔体升温至730~750℃,通入N2与CO2的混合气体,通入气体的同时不断加入熔剂进行精炼除杂,其中CO2占混合气体的体积比为10~20%;
(3)精炼结束后扒渣,通入SO2或SF6气体对熔体进行保护,调整合金成分后降温至660~670℃并静置一段时间,后升温至690~710℃进行保温浇铸。
2.根据权利要求1所述的含铝的镁合金废旧料的回收方法,其特征在于,上述步骤(1)及步骤(2)中熔剂的总重量为熔体重量的1~2%。
3.根据权利要求1所述的含铝的镁合金废旧料的回收方法,其特征在于,上述步骤(1)及步骤(2)中的熔剂为RJ-2熔剂。
4.根据权利要求1所述的含铝的镁合金废旧料的回收方法,其特征在于,上述步骤(2)中N2与CO2的混合气体的流量在2~10L/min。
5.根据权利要求1所述的含铝的镁合金废旧料的回收方法,其特征在于,上述步骤(2)中精炼的时间在15~30min。
6.根据权利要求1所述的含铝的镁合金废旧料的回收方法,其特征在于,上述步骤(2)中通入N2与CO2的混合气体后有碳化铝产生。
7.根据权利要求1所述的含铝的镁合金废旧料的回收方法,其特征在于,上述步骤(3)中静置的时间在20~30min。
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