CN104004932B - 一种铝屑在铝合金缸盖铸造中的应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝屑在铝合金缸盖铸造中的应用方法，包括筛选及预处理、平炉熔炼、塔式炉熔炼和浇铸四个步骤。通过增加预处理系统，将所述铝屑放入预处理系统中进行除水、除油、烘干处理。塔式炉熔炼过程中采用双涡轮旋转加入时直接浸入铝液中，减少烧损。经过生产实践验证目前此种铝合金缸盖的铸件的铝屑使用量可达到50%，并且完全可以达到盐雾试验金相的要求。有效地降低了生产成本，提高了产品的效益。
Description
技术领域
本发明涉及铝屑回收技术领域，具体地是涉及一种铝屑在铝合金缸盖铸造中的应用方法。
背景技术
为了满足客户对发动机缸盖性能的要求，同时为了降低熔炼成本，提高生产效益，各个厂家都在尝试对生产过程中产生的铝屑进行回收利用，并通过连续生产试验对缸盖成分、废品率进行了调整验证。但是由于铝合金缸盖要求具有较高的强度，是典型的薄壁复杂件，对渗漏要求较高。铝屑会使铝合金缸盖的收缩倾向增大，且会影响缸盖的渗漏，铝合金缸盖产品特性决定了熔炼工艺中不能大量使用铝屑，传统铝合金熔炼，因铝屑小，薄，氧化倾向性大，在熔炼时烧损严重，熔化后铝液中含渣量多，导致浇注出的铸件易产生渣孔、缩松；铝屑加入量最大量不超过10%。即如果直接把含铁杂质的铝屑进行回收，则会对产品质量产生很大影响；铝屑量不能过多，过多则易导致铸件缩松、泄漏；如果直接将铝屑放弃不用，不仅会对资源产生大量的浪费，还会对环境产生巨大的影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：现有技术中在铝合金缸盖铸造过程中没有对铝屑进行很好的回收利用，从而提供一种铝屑在铝合金缸盖铸造中具有较高使用量的应用方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种铝屑在铝合金缸盖铸造中的应用方法，包括如下步骤:
S1：筛选及预处理
筛选出铝屑和不含铁镶件的废铝并且分类存放，将所述铝屑放入预处理系统中进行除水、除油、烘干处理；
S2：平炉熔炼
将所述不含铁镶件的废铝以及所述铝屑投入所述平炉的熔化室中，加热至750-790℃后取样检测化学组分，将检测结果与标准配料进行对比，根据对比结果计算需要加入铝中间合金的比例，按照计算结果添加所述铝中间合金，搅拌均匀后静置形成初级铝液并倒入塔式炉中；
S3：塔式炉熔炼
S31：在所述初级铝液中加入AlTi4铝合金和镁锭，静置并升温到750-790℃后取样检测化学组分，化学组分与标准配料的化学组分一致后，转入转运包；化学组分与标准配料的化学组分不一致后，加入所述铝中间合金微调至化学组分与标准配料的化学组分一致；
S32：在所述转运包内启动旋转除气机，通入液氮，进行旋转除气精炼；
S33：进行合金去渣和检测、记录每一所述转运包的温度，检测合格后获得铝液温度不低于715℃的铸融铝液；
S4：浇铸
将所述铸融铝液浇注到铝合金缸盖制备模具中，制备成铝合金缸盖铸件。
优选地所述步骤S2具体包括：
检测所述初级铝液的化学成分，合格后经过除渣除气操作后转入转运包，经过所述转运包将所述初级铝液倒入所述塔式炉中，其中所述初级铝液的液面上漂浮的氧化物的厚度小于20 mm。
优选地所述步骤S32还包括加入AlSr10%变质剂，所述AlSr10%变质剂的加入量为（0.006%-0.01%）kg/100kg，加入时间在所述旋转除气精炼结束前2分钟。
优选地所述铝中间合金为AlSi20和/或AlCu50和/或AlMn10和/或A00中的一种或者多种。
优选地所述步骤S2中添加所述铝中间合金搅拌均匀后静置的时间为10分钟。
优选地所述步骤S32中的所述旋转除气精炼时间设定为10-12分钟。
优选地所述步骤S33还包括：
当检测后获得所述铝液温度在680℃到715℃区间时，将所述铝液倒入保温炉；
当检测后获得所述铝液温度在680℃以下时，重复所述步骤S2和所述步骤S3。
优选地所述预处理系统包括投料斗、再燃炉、脱油机。
优选地所述铝合金缸盖铸件为AC4B铝合金缸盖铸件。
采用上述技术方案，本发明至少包括如下有益效果：
本发明所述的一种铝屑在铝合金缸盖铸造中的应用方法，增加预处理系统，将所述铝屑放入预处理系统中进行除水、除油、烘干处理。塔式炉熔炼过程中采用双涡轮旋转加入时直接浸入铝液中，减少烧损。经过生产实践验证目前此种铝合金缸盖的铸件的铝屑使用量可达到50%，并且完全可以达到盐雾试验金相的要求。有效地降低了生产成本，提高了产品的效益。
附图说明
图1为本发明所述的一种铝屑在铝合金缸盖铸造中的应用方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，为符合本发明所述的一种铝屑在铝合金缸盖铸造中的应用方法，包括如下步骤:
S1：筛选及预处理
筛选出铝屑和不含铁镶件的废铝并且分类存放，将所述铝屑放入预处理系统中进行除水、除油、烘干处理；
S2：平炉熔炼
将所述不含铁镶件的废铝以及所述铝屑投入所述平炉的熔化室中，加热至750-790℃后取样检测化学组分，将检测结果与标准配料进行对比，根据对比结果计算需要加入铝中间合金的比例，按照计算结果添加所述铝中间合金，搅拌均匀后静置形成初级铝液并倒入塔式炉中；
S3：塔式炉熔炼
S31：在所述初级铝液中加入AlTi4铝合金和镁锭，静置并升温到750-790℃后取样检测化学组分，化学组分与标准配料的化学组分一致后，转入转运包；化学组分与标准配料的化学组分不一致后，加入所述铝中间合金微调至化学组分与标准配料的化学组分一致；
S32：在所述转运包内启动旋转除气机，通入液氮，进行旋转除气精炼；
S33：进行合金去渣和检测、记录每一所述转运包的温度，检测合格后获得铝液温度不低于715℃的铸融铝液；
S4：浇铸
将所述铸融铝液浇注到铝合金缸盖制备模具中，制备成铝合金缸盖铸件。
每次试验生产，取试验件本体进行相关检测，确认所述铝合金缸盖铸件强度、硬度和金相是否符合标准，与成分调整前对比是否发生了变化并进行相关记录和统计。待该所述铝合金缸盖铸件在此成分配比下能够满足性能要求时，进行批量生产并跟踪检测结果，跟踪加工情况，确认成分调整后加工性是否发生变化，所述铝合金缸盖铸件渗漏率是否发生了变化，分析成分调整后对所述铝合金缸盖铸件在各方面特性上是否有的影响。所述标准配料的化学组分为制备所述铝合金缸盖铸件所需的铝液的标准配比，根据所述铝合金缸盖铸件的不同而进行相应的调整，由于所述标准配料的化学组分的设定为本领域技术人员常规技术手段，故本实施例对此不再赘述。
优选地所述步骤S2具体包括：
检测所述初级铝液的化学成分，合格后经过除渣除气操作后转入转运包，经过所述转运包将所述初级铝液倒入所述塔式炉中，其中所述初级铝液的液面上漂浮的氧化物的厚度小于20 mm。当所述初级铝液的液面上漂浮的氧化物的厚度超过20mm以上，必须清渣后再转入转运包，否则转入转运包后铝渣堆积在炉床，容易导致出铝口堵塞。
优选地所述步骤S32还包括加入AlSr10%变质剂，所述AlSr10%变质剂的加入量为（0.006%-0.01%）kg/100kg，加入时间在所述旋转除气精炼结束前2分钟。优选地所述铝中间合金为AlSi20和/或AlCu50和/或AlMn10和/或A00中的一种或者多种。优选地所述步骤S2中添加所述铝中间合金搅拌均匀后静置的时间为10分钟。优选地所述步骤S32中的所述旋转除气精炼时间设定为10-12分钟。本领域技术人员应当知晓，上述所述的技术方案均未优选地实施方式，并非对本实施例进行限制，任何显而易见的材质变化和数量以及时间的变化均在本实施例的保护范围之内。
优选地所述步骤S33还包括：
当检测后获得所述铝液温度在680℃到715℃区间时，将所述铝液倒入保温炉；
当检测后获得所述铝液温度在680℃以下时，重复所述步骤S2和所述步骤S3。
优选地所述预处理系统包括但不限于投料斗、再燃炉、脱油机。优选地所述铝合金缸盖铸件为AC4B铝合金缸盖铸件，其本体抗拉强度≥235MPa，硬度要求方面，其顶面硬度要求为90—110 HB，底面硬度要求为95—115 HB，上下面硬度不超过10HB。经过生产实践所述AC4B铝合金发动机缸盖铸件中的铝屑加入量达50%，并且可以达到性能、盐雾试验金相的要求。
本实施例所述的一种铝屑在铝合金缸盖铸造中的应用方法，增加预处理系统，将所述铝屑放入预处理系统中进行除水、除油、烘干处理。塔式炉熔炼过程中采用双涡轮旋转加入时直接浸入铝液中，减少烧损。经过生产实践验证目前此种铝合金缸盖的铸件的铝屑使用量可达到50%，并且完全可以达到盐雾试验金相的要求。有效地降低了生产成本，提高了产品的效益。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (7)
1.一种铝屑在铝合金缸盖铸造中的应用方法，其特征在于，包括如下步骤:
S1：筛选及预处理
筛选出铝屑和不含铁镶件的废铝并且分类存放，将所述铝屑放入预处理系统中进行除水、除油、烘干处理；
S2：平炉熔炼
将所述不含铁镶件的废铝以及所述铝屑投入所述平炉的熔化室中，加热至750-790℃后取样检测化学组分，将检测结果与标准配料进行对比，根据对比结果计算需要加入铝中间合金的比例，按照计算结果添加所述铝中间合金，搅拌均匀后静置形成初级铝液并倒入塔式炉中；
S3：塔式炉熔炼
S31：在所述初级铝液中加入AlTi4铝合金和镁锭，静置并升温到750-790℃后取样检测化学组分，化学组分与标准配料的化学组分一致后，转入转运包；化学组分与标准配料的化学组分不一致后，加入所述铝中间合金微调至化学组分与标准配料的化学组分一致；
S32：在所述转运包内启动旋转除气机，通入液氮，进行双涡轮旋转除气精炼，在所述旋转除气精炼结束前2分钟加入AlSr10％变质剂，所述AlSr10％变质剂的加入量为(0.006％-0.01％)kg/100kg；
S33：进行合金去渣和检测、记录每一所述转运包的温度，检测合格后获得铝液温度不低于715℃的铸融铝液；
当检测后获得所述铝液温度在680℃到715℃区间时，将所述铝液倒入保温炉；
当检测后获得所述铝液温度在680℃以下时，重复所述步骤S2和所述步骤S3；
S4：浇铸
将所述铸融铝液浇注到铝合金缸盖制备模具中，制备成铝合金缸盖铸件，该铝合金缸盖铸件的本体抗拉强度≥235MPa，顶面硬度为90—110HB，底面硬度为95—115HB，上下面硬度差不超过10HB。
2.如权利要求1所述的铝屑在铝合金缸盖铸造中的应用方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
检测所述初级铝液的化学成分，合格后经过除渣除气操作后转入转运包，经过所述转运包将所述初级铝液倒入所述塔式炉中，其中所述初级铝液的液面上漂浮的氧化物的厚度小于20mm。
3.如权利要求1或2所述的铝屑在铝合金缸盖铸造中的应用方法，其特征在于：所述铝中间合金为AlSi20和/或AlCu50和/或AlMn10和/或A00中的一种或者多种。
4.如权利要求3所述的铝屑在铝合金缸盖铸造中的应用方法，其特征在于：所述步骤S2中添加所述铝中间合金搅拌均匀后静置的时间为10分钟。
5.如权利要求1所述的铝屑在铝合金缸盖铸造中的应用方法，其特征在于：所述步骤S32中的所述旋转除气精炼时间设定为10-12分钟。
6.如权利要求1所述的铝屑在铝合金缸盖铸造中的应用方法，其特征在于：所述预处理系统包括投料斗、再燃炉、脱油机。
7.如权利要求1所述的铝屑在铝合金缸盖铸造中的应用方法，其特征在于：所述铝合金缸盖铸件为AC4B铝合金缸盖铸件。
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