CN105219993A - T型铝合金牺牲阳极熔铸工艺 - Google Patents
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Abstract
一种T型铝合金牺牲阳极熔铸工艺,采用以下熔铸步骤:一:熔炼前准备:二:向电阻炉中加入电解原铝液形成铝合金溶液;三:对铝合金熔液进行喷吹、精炼;四:对铝合金熔液通入氩气进行脱气;然后,扒除其表面氧化浮渣;五:向铝合金熔液中加入低熔点合金元素,并用铝箔钟罩包覆压入;六:对铝合金熔液进行电磁搅拌,然后,再对铝合金熔液进行成分分析;七:将模具倾斜一设定角度放置,并将铝合金熔液向阳极模具中倾倒,直到铝合金熔液充满模具;八:将充满铝合金熔液的模具放置到设定时间并冷却后,取出T型牺牲阳极。从而完成阳极熔铸。本发明不仅能够有效地减少T型铝合金牺牲阳极的铸造缺陷;而且,大大降低了熔炼时间,提高了产品的成品率。
Description
技术领域
本发明涉及牺牲阳极熔铸工艺,尤其涉及一种用于T型铝合金牺牲阳极熔铸工艺。属于机械铸造领域。
背景技术
目前,铝合金牺牲阳极的熔炼工艺都是以纯度为99.85%的原铝锭、99.99%的锌锭等为原料,通过熔炼将金属锭加热到约750-780℃熔化,并经过熔化-加合金-静置-浇铸等工序,制得截面为梯形的牺牲阳极。由于此浇铸方式耗能较高、耗时较长、金属烧损比较严重。且由于在这种牺牲阳极生产过程中,炉料本身携带着大量的气体和杂质,因此,不仅铝合金熔液会不可避免的含有大量的氧化物夹杂和气体,使得金属流动性变差,而且,浇铸后的牺牲阳极还会产生大量的氧化物夹杂、气孔等铸造缺陷,这将使其溶解性能、电化学性能和外观质量受到影响。
除此之外,在使用过程中,由于海洋中金属保护初期需要较大的保护电流,而后期却只需要较小的电流,而现有的牺牲阳极前期保护电流不够,后期又容易过保护。为了解决上述问题,在不增加牺牲阳极数量的前提下,开发了一种T型铝合金牺牲阳极,即:在普通梯形牺牲阳极上增加了两翼,其可以在保护初期,两翼优先溶解,因而提供了大电流保护,并随着两翼逐渐溶解,牺牲阳极又恢复为普通阳极的形状,避免了后期的过保护。但是,由于T型牺牲阳极的两翼长且薄,若采用普通的水平浇铸方式浇铸,由于两翼部分优先冷却,因而容易造成补缩不良、容易产生大量长裂纹,因而导致浇铸失败。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点,而提供一种改进的T型铝合金牺牲阳极熔铸工艺,其不仅能够有效地改善T型铝合金牺牲阳极的电化学性能,减少T型铝合金牺牲阳极的铸造缺陷;而且,大大降低了熔炼时间,节约了能源,提高了产品的成品率。
本发明的目的是由以下技术方案实现的:
本发明(待权利要求确定后代入,由代理人完成)
本发明的有益效果:本发明由于采用上述技术方案,其不仅能够有效地改善T型铝合金牺牲阳极的电化学性能,减少T型铝合金牺牲阳极的铸造缺陷;而且,大大降低了熔炼时间,节约了能源,提高了产品的成品率。
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
附图说明
图1为本发明喷吹精炼结构示意图。
图2为本发明倾斜浇铸示意图。
图3为本发明工艺流程示意图。
图4为本发明T型牺牲阳极成品结构示意图。
图中主要标号说明:
1.导杆、2.吹头、3.铝合金熔液、4.氮气、氩气、5.电控箱、6.浇铸口、7.模具、8支架台。
具体实施方式
如图1—图4所示,本发明采用以下熔铸步骤:
第一步:熔炼前需做如下准备工作:
(1)对熔炼炉进行清炉和洗炉,其主要目的是避免杂质或其它物质污染铝合金熔体,进而影响阳极的品质。这一点在熔炼不同种类的牺牲阳极时,要特别注意;
(2)喷涂涂料及预热模具7时,在模具7表面喷涂一层涂料,以方便后面取出模具7中的T型牺牲阳极,然后,再将喷涂完涂料的模具7预热到300~400℃备用;
(3)准备覆盖剂和精炼剂,并将所有覆盖剂和精炼剂在250~300℃下烘烤3~5h,配制后干燥存放,且使用前在150℃下保温2h;
(4)配料计算:配料计算是一个重要的环节,这直接关系到阳极的成分含量,一般要先确定在熔炼温度下各个元素的烧损率,再根据具体需求,选择元素的上下限进行计算;
第二步:将铝合金熔炼成铝合金熔液;
(1)打开电阻炉电源,将炉温升温到740℃~750℃,再向电阻炉中加入电解原铝液;
(2)加入锌锭形成铝合金熔液3,再加入占铝合金熔液3重量0.3~0.8%的覆盖剂,将铝合金溶液3表面均匀覆盖,且不能露出铝合金溶液3;还可以与锌锭同时加入高熔点合金铝硅合金或铝钛合金,其加入量按照铝硅合金中的硅占铝合金溶液3总量的0.01~0.5%,铝钛合金中的钛占铝合金溶液3总重量的0.2~5%计算;且锌锭的加入量为铝合金溶液3重量的2~8%。
第三步:对铝合金熔液进行喷吹、精炼;
(1)在经过电控箱5控温,使铝合金液温度约为710-720℃后,开始喷吹精炼。将通着氩气的石墨管导杆1插入配好的铝锌合金之中,待完全插入后,通过吹头2向铝合金溶液中用氩气、氮气4喷入事先准备好的高效无污染精炼剂;
(2)喷吹5min之后取出石墨管;采用高效无污染精炼剂对铝合金溶液3进行喷吹,不仅能够大幅度减少了铝合金溶液中的氧化夹杂,而且,还减少了牺牲阳极中的气孔率和铸造缺陷;
在现有的牺牲阳极上增加两翼能够增加初期反应面积,从而,增加初期保护电流。同时,多出的两翼还会发生尖端效应,这样,既能增大初期的保护电流,又能将两翼优先溶解掉,到达反应后期后,由于两翼的消失,反应面积减少且尖端效应消失,保护电流减弱,从而,达到海洋金属构件保护后期需要减小保护电流的目的。
(3)精炼时的温度为710℃~720℃,精炼剂的用量占炉料总量的0.3%~0.6%,精炼时间为:5—10min后得到精炼的铝合金熔液;
第四步:向铝合金熔液3通入氩气进行脱气,脱气时间为7~15min,脱出铝合金熔液中的氢气及氧化物夹杂;将脱气后的铝合金熔液静置5~20min,然后,用扒渣工具扒除铝合金熔液表面的氧化浮渣;
第五步:扒渣后向铝合金熔液中加入低熔点合金元素,该低熔点金属元素以高纯铝箔包覆的形式用钟罩压入,压入时间为1~2min。
第六步:在低熔点合金元素压入后,对铝合金熔液进行电磁搅拌5~25min,然后,再对铝合金熔液进行成分分析,若发现铝合金熔液成分不合格,则应马上进行成分的补加或冲淡工作,并重新进行精炼,若铝合金熔液成分合格,则进行下一步浇铸。
第七步:将预热好的模具7在支架台8上固定,并倾斜一设定角度放置,待铝合金溶液3冷却到到设定温度后,将铝合金熔液以均匀的浇注速度通过浇铸口6向铁质阳极模具7中倾倒浇涛,直到铝合金溶液3充满模具7。其中,该设定角度为:15°—25°范围;该设定温度为:650~680℃。
第八步:将充满铝合金溶液3的模具7放置到设定时间后,待合金初步凝固后水平放置模具7,冷却到设定时间后,取出T型牺牲阳极,并趁热去除冒口,从而完成阳极熔铸。其中,模具7放置的设定时间为:4~5min,冷却的设定时间为:20~30min。
上述的覆盖剂成分按重量分数为:50%氯化钠+50%氯化钾或者(40~50%)氯化钠+(25~35%)氯化钾+(25~35%)冰晶石。
上述的低熔点金属元素是铟、镉、锡或镁中的一种或两种,其加入量是铝重量的0.01~0.1%。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种T型铝合金牺牲阳极熔铸工艺,其特征在于:采用以下熔铸步骤:
第一步:做好熔炼前的准备工作:
第二步:向电阻炉中加入电解原铝液、锌锭形成铝合金溶液;
第三步:对铝合金熔液进行喷吹、精炼;
第四步:向铝合金熔液通入氩气进行脱气,以脱出铝合金熔液中的氢气及氧化物夹杂;然后,扒除铝合金熔液表面的氧化浮渣;
第五步:向铝合金熔液中加入低熔点合金元素,该低熔点金属元素以高纯铝箔包覆的形式用钟罩压入;
第六步:对铝合金熔液进行电磁搅拌,然后,再对铝合金液进行成分分析,若发现铝合金熔液成分不合格,则应马上进行成分的补加或冲淡工作,并重新进行精炼,若铝合金熔液成分合格,则进行下一步浇铸;
第七步:将预热好的模具在支架台上固定,并倾斜一设定角度放置,待铝合金熔液冷却到设定温度后,将铝合金熔液以均匀的浇注速度向阳极模具中倾倒浇铸,直到铝合金熔液充满模具;
第八步:将充满铝合金熔液的模具放置到设定时间后,待合金初步凝固后水平放置模具,冷却到设定时间后,取出T型牺牲阳极,并趁热去除冒口,从而完成阳极熔铸。
2.根据权利要求1所述的T型铝合金牺牲阳极熔铸工艺,其特征在于:所述第一步中,熔炼前的具体准备工作:
(1)对熔炼炉进行清炉和洗炉,以避免杂质或其它物质污染铝合金熔体,进而影响阳极的品质;
(2)喷涂涂料及预热模具时,在模具表面喷涂一层涂料,以方便后面取出模具中的T型牺牲阳极,然后,再将喷涂完涂料的模具预热到300~400℃备用;
(3)准备覆盖剂和精炼剂,并将所有覆盖剂和精炼剂在250~300℃下烘烤3~5h,配制后干燥存放,且在使用前于150℃下保温2h;
(4)配料计算:先确定在熔炼温度下各个元素的烧损率,再根据具体需求,选择元素的上下限进行计算;
3.根据权利要求1所述的T型铝合金牺牲阳极熔铸工艺,其特征在于:所述第二步:对铝合金进行熔炼的具体步骤:
(1)打开电阻炉电源,升温到740℃~750℃,再向电阻炉中加入电解原铝液;
(2)加入锌锭形成铝合金溶液,再加入占铝合金溶液重量0.3~0.8%的覆盖剂,将铝合金溶液表面均匀覆盖,且不能露出铝合金熔液;还可以与锌锭同时加入高熔点合金铝硅合金或铝钛合金,与锌锭同时加入高熔点合金铝硅合金或铝钛合金的加入量,按照铝硅合金中的硅占铝合金液总量的0.01~0.5%,铝钛合金中的钛占铝合金溶液总重量的0.2~5%计算;且锌锭的加入量为铝合金溶液重量的2~8%。
4.根据权利要求1所述的T型铝合金牺牲阳极熔铸工艺,其特征在于:所述第三步中,铝合金熔液喷吹、精炼的具体步骤;
(1)将通着氩气的石墨管插入配好的铝锌合金熔液之中,待完全插入后,向合金液中喷入事先准备好的精炼剂;
(2)喷吹后取出石墨管;
(3)精炼时的温度为710℃~720℃,精炼剂的用量占炉料总量的0.3%~0.6%,精炼时间为5—10min。
5.根据权利要求1所述的T型铝合金牺牲阳极熔铸工艺,其特征在于:所述第四步中,脱气的时间为:7~15min;将脱气后的铝合金熔液静置5~20min后,再扒除铝合金熔液表面的氧化浮渣。
6.根据权利要求1所述的T型铝合金牺牲阳极熔铸工艺,其特征在于:所述第五步中,钟罩压入的时间为:1~2min。
7.根据权利要求1所述的T型铝合金牺牲阳极熔铸工艺,其特征在于:所述第六步中,对铝合金熔液进行电磁搅拌的时间为:5~25min。
8.根据权利要求1所述的T型铝合金牺牲阳极熔铸工艺,其特征在于:所述第七步中,模具倾斜的设定角度为:15°—25°范围;铝合金溶液的浇铸温度为:650~680℃。
9.根据权利要求1所述的T型铝合金牺牲阳极熔铸工艺,其特征在于:所述第八步中,模具放置的设定时间为:4~5min,冷却的设定时间为:20~30min。
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