CN106435293B - 制备铝硅镁合金的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制备铝硅镁合金的方法，该方法包括：(1)将装有含硅铝液的熔炼炉温度提升至720～750摄氏度；(2)将装有镁锭的添加笼供给至熔炼炉的炉膛预热，同时开启熔炼炉炉底的电磁搅拌；(3)将经过预热的装有镁锭的添加笼浸没至含硅铝液中，以便使添加笼中的镁锭熔解，得到铝硅镁熔液；(4)将铝硅镁熔液进行冷却处理，以便得到铝硅镁合金。采用本方法可以显著减少制备铝硅镁合金工艺中金属镁的损耗，从而在保证铝硅镁合金产品品质的同时有效降低生产成本。

Description

制备铝硅镁合金的方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体而言，本发明涉及一种制备铝硅镁合金的方法。

背景技术

在制备铝硅镁合金的过程中，由于金属镁自身的物料特性，导致其在添加时与空气接触易燃烧，从而造成镁的烧损。此外，添加时温度过高、过早添加或添加后摆放时间过长都会造成金属镁的损耗。A356.2合金是一种典型的铝硅镁系三元合金，是一种具有优秀综合性能的铸造铝合金，是汽车铸造铝轮毂的首选。我国每年需要消耗120万吨以上的A356.2铝硅镁合金产品，在生产中每年约需要金属镁4000吨，而金属镁添加后的实收率仅为94％，金属镁的损耗约240吨。

因此，制备铝硅镁合金的方法仍有待进一步研究。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出制备铝硅镁合金的方法。采用本方法可以显著减少制备铝硅镁合金工艺中金属镁的损耗，从而在保证铝硅镁合金产品品质的同时有效降低生产成本。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备铝硅镁合金的制备方法。根据本发明的实施例，该方法包括：

(1)将装有含硅铝液的熔炼炉温度提升至720～750摄氏度；

(2)将装有镁锭的添加笼供给至所述熔炼炉的炉膛预热，同时开启所述熔炼炉炉底的电磁搅拌；

(3)将经过预热的装有镁锭的添加笼浸没至所述含硅铝液中，以便使所述添加笼中的镁锭熔解，得到铝硅镁熔液；

(4)将所述铝硅镁熔液进行冷却处理，以便得到铝硅镁合金。

由此，根据本发明实施例的制备铝硅镁合金的方法通过在熔炼炉温度为720～750摄氏度时将装有镁锭的添加笼供给至所述熔炼炉的炉膛进行预热，进而将经过预热的装有镁锭的添加笼浸没至所述含硅铝液中并不断移动所述添加笼，可以有效减少金属镁与空气的接触并加快镁锭的熔解，从而在保证铝硅镁合金产品品质的同时显著减少金属镁的损耗，经检测，镁的实收率在97％以上。

另外，根据本发明上述实施例的制备铝硅镁合金的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述含硅铝液中硅与金属铝的质量比为(6.0～12.0)：100。由此，可以显著提高制备得到的铝硅镁合金产品的品质。

在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述装有镁锭的添加笼是通过叉车供给至所述熔炼炉的。由此，可以降低铝硅镁合金制备过程中人力的消耗。

在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，将装有镁锭的添加笼供给至所述熔炼炉的炉膛预热5～10分钟。由此，可以显著降低制备铝硅镁合金过程中金属镁的损耗。

在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，所述经过预热的装有镁锭的添加笼的温度为80～150摄氏度。由此，可以进一步降低制备铝硅镁合金过程中金属镁的损耗。

在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，所述镁锭与所述含硅铝液的质量比为(0.2～0.5)：100。由此，可以显著提高制备得到的铝硅镁合金产品的品质。

在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，将经过预热的装有镁锭的添加笼浸没至所述含硅铝液中后并不断移动所述添加笼。由此，可以显著减少镁锭与空气的接触，从而进一步降低制备铝硅镁合金过程中金属镁的损耗。

在本发明的一些实施例中，所述添加笼由螺纹钢制成。由此，可以显著提高添加笼的耐用性。

在本发明的一些实施例中，所述螺纹钢外表面具有防腐涂层。由此，可以进一步提高添加笼的耐用性。

在本发明的一些实施例中，所述防腐涂层为滑石粉与硅溶胶混合涂层。由此，可以进一步提高添加笼的耐用性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的制备铝硅镁合金的方法流程示意图；

图2是根据本发明一个实施例的制备铝硅镁合金的方法中采用的镁锭添加装置的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备铝硅镁合金的方法。下面参考图1和图2对根据本发明实施例的制备铝硅镁合金的方法进行详细描述。根据本发明的实施例，该方法包括：

S100：将熔炼炉升温

在该步骤中，将装有硅铝物料的熔炼炉升温，使炉内硅铝物料充分熔解，以便得到含硅铝液，然后将装有含硅铝液的熔炼炉温度提升至720～750摄氏度。发明人通过大量实验意外地发现，在该温度下加入金属镁有利于镁的充分熔解，温度过高会增加能耗，而温度过低则不利于铝渣分离，进而在后续扒渣处理时增加铝合金液的流失。

根据本发明的一个实施例，含硅铝液中硅与金属铝的质量比并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，含硅铝液中硅与金属铝的质量比可以为(6.0～12.0)：100，发明人发现，采用该质量比的硅与金属铝可以显著提高后续制备得到的铝硅镁合金产品的品质。

根据本发明的一个具体实施例，在熔炼炉温度达到720～750摄氏度后，停止加热，使熔炼炉温度保持在该范围内，由此，可以进一步降低制备铝硅镁合金过程中金属镁的损耗。

S200：将镁锭预热

在该步骤中，将镁锭供给至熔炼炉的炉膛进行预热处理，同时开启熔炼炉炉底的电磁搅拌。

根据本发明的一个实施例，将镁锭供给至熔炼炉的炉膛的方式并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，参考图2，镁锭是在装入添加笼3后通过叉车1供给至熔炼炉炉膛的，其中，叉车1通过伸长杆2与添加笼3相连。发明人通过大量实验意外地发现，通过使用添加笼可以在将镁锭浸入含硅铝液之前将镁锭在熔炼炉炉膛中进行预热处理，可以显著提高后续熔解过程中镁锭的熔解效率，并且镁锭添加笼可以在添加镁锭后循环使用，由此可以降低添加笼的使用成本，同时通过在熔炼炉炉底进行电磁搅拌，可以避免密度较低的镁液浮至含硅铝液表面与空气接触而烧损；此外，通过叉车将添加笼供给至熔炼炉的炉膛，可以显著降低工人的劳动强度。

根据本发明的再一个实施例，预热处理的时间并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，预热处理的时间可以为5～10分钟。发明人通过大量实验意外地发现，预热时间过短不利于添加笼和镁锭表层水气的蒸发，使得到的合金铝液含氢量增加，影响后续产品品质；预热时间过长则影响后续工序进度，并增加热能损失。

S300：将装有镁锭的添加笼浸没至含硅铝液

在该步骤中，将经过预热的装有镁锭的添加笼浸没至含硅铝液中，以便使添加笼中的镁锭熔解，得到铝硅镁熔液。

根据本发明的一个实施例，经过预热的装有镁锭的添加笼的温度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，经过预热的装有镁锭的添加笼的温度可以为80～150摄氏度，发明人通过大量实验意外地发现，将装有镁锭的添加笼预热至该温度，可以进一步减少后续制备铝硅镁合金过程中金属镁的损耗，经检测，镁的实收率可以达到97％以上。

根据本发明的再一个实施例，镁锭与含硅铝液的质量比并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，镁锭与含硅铝液的质量比可以为(0.2～0.5)：100，发明人发现，按照此配比准确称量镁锭添加至含硅铝液中可以进一步提高后续得到的铝硅镁合金产品的品质。

根据本发明的一个具体实施例，将经过预热的装有镁锭的添加笼浸没至含硅铝液中后并不断移动添加笼。发明人发现，由于镁锭密度小于含硅铝液，现有技术中直接将镁锭投入含硅铝液中，会使镁锭漂浮在含硅铝液表面而缓慢熔解，会使大量温度较高的镁锭因与空气接触而烧损，造成了金属镁的浪费；发明人通过大量实验意外地发现，通过添加笼将镁锭浸没至含硅铝液中可以避免金属镁与空气的接触，通过不断移动添加笼可以加快镁锭的熔解，由此，可以进一步降低制备铝硅镁合金过程中金属镁的损耗。

根据本发明的又一个实施例，添加笼由螺纹钢制成。由此，可以显著提高添加笼的耐用性。

根据本发明的又一个实施例，螺纹钢外表面具有防腐涂层。由此，可以进一步提高添加笼的耐用性。

根据本发明的又一个实施例，螺纹钢外表面的防腐涂层种类并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，螺纹钢外表面的防腐涂层包括但不限于滑石粉与硅溶胶混合涂层。发明人发现，防腐涂层能够显著影响添加笼的耐用性，并且发明人进行了大量实验发现，通过采用具有该防腐涂层的螺纹钢制成镁锭添加笼，可以进一步提高添加笼的耐用性。

S400：将铝硅镁熔液冷却

在该步骤中，将铝硅镁熔液进行冷却处理，以便得到铝硅镁合金。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对冷却处理的具体方式和条件进行选择。

由此，根据本发明实施例的制备铝硅镁合金的方法通过在熔炼炉温度为720～750摄氏度时将装有镁锭的添加笼供给至所述熔炼炉的炉膛进行预热，进而将经过预热的装有镁锭的添加笼浸没至所述含硅铝液中并不断移动所述添加笼，可以有效减少金属镁与空气的接触并加快镁锭的熔解，从而在保证铝硅镁合金产品品质的同时显著减少金属镁的损耗，经检测，镁的实收率在97％以上。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例

在本实施例中，发明人制备了铝硅镁合金。具体的，称量35吨硅铝物料置于熔炼炉中，其中硅与铝的质量比为7：100，将熔炼炉升温使硅铝物料充分熔解后，将熔炼炉温度升至735摄氏度并保温，基于35吨的含硅铝液，称取130千克镁锭，将镁锭置于具有滑石粉与硅溶胶混合涂层的螺纹钢制成的添加笼中，通过叉车将装有镁锭的添加笼供给至熔炼炉炉膛预热7分钟，使经过预热的装有镁锭的添加笼温度达到120摄氏度，打开熔炼炉炉底电磁搅拌，使用叉车将添加笼浸没至含硅铝液中并不断移动添加笼使镁锭快速充分熔解，得到铝硅镁熔液，最后将铝硅镁熔液进行冷却处理，得到铝硅镁合金，其中金属镁的实收率为97.3％。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种制备铝硅镁合金的方法，其特征在于，包括：

(1)将装有含硅铝液的熔炼炉温度提升至720～750摄氏度；

(2)将装有镁锭的添加笼供给至所述熔炼炉的炉膛预热，同时开启所述熔炼炉炉底的电磁搅拌；

(3)将经过预热的装有镁锭的添加笼浸没至所述含硅铝液中，以便使所述添加笼中的镁锭熔解，得到铝硅镁熔液；

(4)将所述铝硅镁熔液进行冷却处理，以便得到铝硅镁合金。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述含硅铝液中硅与铝的质量比为(6.0～12.0)：100。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述装有镁锭的添加笼是通过叉车供给至所述熔炼炉的。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，将装有镁锭的添加笼供给至所述熔炼炉的炉膛预热5～10分钟。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述经过预热的装有镁锭的添加笼的温度为80～150摄氏度。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述镁锭与所述含硅铝液的质量比为(0.2～0.5)：100。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，将经过预热的装有镁锭的添加笼浸没至所述含硅铝液中后并不断移动所述添加笼。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述添加笼由螺纹钢制成。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述螺纹钢外表面具有防腐涂层。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述防腐涂层为滑石粉与硅溶胶混合涂层。