CN109055777A - 一种铝液加工用除气的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铝液加工技术领域且公开了一种铝液加工用除气的方法，包括以下步骤：将熔配好的合金母锭用石墨柑祸在电阻加热炉进行熔炼,持续加热至其完全熔化后，使转子在铝液搅拌；加入石墨粉，保持通入氮气，取出转子停止通气，除去转子和浇包铝液表面的灰渣；向铝熔体中通入超声波,利用超声波的空化效应，在铝熔体中产生“空穴”现象,在微观尺度上破坏铝液的连续性,产生大量的显微空穴。本发明能够充分将铝液内的氢气及其他杂质气体排出，在整个保护气体的气氛下对铝液进行完全的除气预处理，为后续生产做基础，进一步提高产品质量，通过设置超声波除气,不仅能消除宏观气孔,也能消除显微气孔,并且绿色无污染，可以提高产品的质量。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种铝液加工用除气的方法，属于铝液加工技术领域。
背景技术
铝合金铸件中形成气孔的主要原因是铝合金熔体吸附、扩散、溶解气体。熔炉中铝熔体与水蒸气反应 生成氢和对应的氧化物, 氢被表面上的铝液吸附进入铝合金熔体中。铝合金熔体除了吸收氢以外,还吸收二氧化碳、氮气及其他气体,但氢是唯一能大量溶于铝熔体中的气体。根据萃取气体的光谱分析数据以及把片过滤氢气实验, 溶解于铝熔体中的气体, 氢气占了以上, 因此可以认为对铝熔体的除气就是指除氢。
铝熔体通常是在大气环境中熔炼, 这样的环境不可避免存在水蒸 气。水蒸气的来源主要有空气中的水蒸气铝料表面附着的水气炉膛吸收 的水蒸气。在加热过程中这些水蒸气跟铝发生化学反应,反应生成的原子态氢大部分被铝液吸收,其余的重新组合成分子进入大气。生成氢的同时会生成致密氧化膜,氧化膜阻碍反应的进一步进行, 但同时也阻止了氢离 开反应液面,实践和研究表明,铝液中的氢主要来自铝液和水蒸气的反应 以及氧化夹杂物的吸附。氢在固态铝合金中主要以固溶体、化合物和分 子态三种形式存在。
在除气过程中，若铝液中含有氢气或其他杂质气体，会严重影响产品的物理性能、力学性能以及使用性能，混有杂质的铝铸件会形成气孔，造成了铝铸件疏松。特别是氢气的存在，对铝铸件危害很大，铸件过程中过高的氢气含量会出现氢脆，因此必须对铝液进行除气。
发明内容
本发明要解决的技术问题克服现有的缺陷，提供一种铝液加工用除气的方法，能够充分将铝液内的氢气及其他杂质气体排出，在整个保护气体的气氛下对铝液进行完全的除气预处理，为后续生产做基础，进一步提高产品质量，通过设置超声波除气,不仅能消除宏观气孔, 也能消除显微气 孔, 并且绿色无污染，可以提高产品的质量，可以有效解决背景技术中的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明提供一种铝液加工用除气的方法，包括以下步骤：
步骤一、将熔配好的合金母锭用石墨柑祸在电阻加热炉进行熔炼,持续加热至其完全熔化后，使转子在铝液搅拌，搅拌后再静置80～100min，冷却到室温，去除表面氧化层；
步骤二、加入石墨粉，保持通入氮气，取出转子停止通气，除去转子和浇包铝液表面的灰渣；
步骤三、向铝熔体中通入超声波, 利用超声波的空化效应，在铝熔 体中产生“空穴”现象, 在微观尺度上破坏铝液的连续性, 产生大量的显微空穴，铝熔体中的氢通过扩撒传质进入空穴中,成为微小气泡核,气泡和在超声波“缩胀”作用下长大成为气泡,上浮逸出铝液，从而将气除去。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤一中，所述转子的转速为400～500r/min。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤一中，所述转子在铝液搅拌5～10min。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤一中，所述转子为石墨转子。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤三中，所述超声波的电源输出功率为2000W，输出频率为20KHZ。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤一中，所述持续加热温度为800℃。
本发明所达到的有益效果是：能够充分将铝液内的氢气及其他杂质气体排出，在整个保护气体的气氛下对铝液进行完全的除气预处理，为后续生产做基础，进一步提高产品质量，通过设置超声波除气,不仅能消除宏观气孔, 也能消除显微气 孔, 并且绿色无污染，可以提高产品的质量。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
本发明一种铝液加工用除气的方法，包括以下步骤：
步骤一、将熔配好的合金母锭用石墨柑祸在电阻加热炉进行熔炼,持续加热至其完全熔化后，使转子在铝液搅拌，搅拌后再静置80min，冷却到室温，去除表面氧化层；
步骤二、加入石墨粉，保持通入氮气，取出转子停止通气，除去转子和浇包铝液表面的灰渣；
步骤三、向铝熔体中通入超声波, 利用超声波的空化效应，在铝熔 体中产生“空穴”现象, 在微观尺度上破坏铝液的连续性, 产生大量的显微空穴，铝熔体中的氢通过扩撒传质进入空穴中,成为微小气泡核,气泡和在超声波“缩胀”作用下长大成为气泡,上浮逸出铝液，从而将气除去。
进一步的，步骤一中，所述转子的转速为400r/min。
进一步的，步骤一中，所述转子在铝液搅拌5min。
进一步的，步骤一中，所述转子为石墨转子。
进一步的，步骤三中，所述超声波的电源输出功率为2000W，输出频率为20KHZ。
进一步的，步骤一中，所述持续加热温度为800℃。
实施例2：
本发明一种铝液加工用除气的方法，包括以下步骤：
步骤一、将熔配好的合金母锭用石墨柑祸在电阻加热炉进行熔炼,持续加热至其完全熔化后，使转子在铝液搅拌，搅拌后再静置90min，冷却到室温，去除表面氧化层；
步骤二、加入石墨粉，保持通入氮气，取出转子停止通气，除去转子和浇包铝液表面的灰渣；
步骤三、向铝熔体中通入超声波, 利用超声波的空化效应，在铝熔 体中产生“空穴”现象, 在微观尺度上破坏铝液的连续性, 产生大量的显微空穴，铝熔体中的氢通过扩撒传质进入空穴中,成为微小气泡核,气泡和在超声波“缩胀”作用下长大成为气泡,上浮逸出铝液，从而将气除去。
进一步的，步骤一中，所述转子的转速为460r/min。
进一步的，步骤一中，所述转子在铝液搅拌8min。
进一步的，步骤一中，所述转子为石墨转子。
进一步的，步骤三中，所述超声波的电源输出功率为2000W，输出频率为20KHZ。
进一步的，步骤一中，所述持续加热温度为800℃。
实施例3：
本发明一种铝液加工用除气的方法，包括以下步骤：
步骤一、将熔配好的合金母锭用石墨柑祸在电阻加热炉进行熔炼,持续加热至其完全熔化后，使转子在铝液搅拌，搅拌后再静置100min，冷却到室温，去除表面氧化层；
步骤二、加入石墨粉，保持通入氮气，取出转子停止通气，除去转子和浇包铝液表面的灰渣；
步骤三、向铝熔体中通入超声波, 利用超声波的空化效应，在铝熔 体中产生“空穴”现象, 在微观尺度上破坏铝液的连续性, 产生大量的显微空穴，铝熔体中的氢通过扩撒传质进入空穴中,成为微小气泡核,气泡和在超声波“缩胀”作用下长大成为气泡,上浮逸出铝液，从而将气除去。
进一步的，步骤一中，所述转子的转速为500r/min。
进一步的，步骤一中，所述转子在铝液搅拌10min。
进一步的，步骤一中，所述转子为石墨转子。
进一步的，步骤三中，所述超声波的电源输出功率为2000W，输出频率为20KHZ。
进一步的，步骤一中，所述持续加热温度为800℃。
需要说明的是，本发明为一种铝液加工用除气的方法，能够充分将铝液内的氢气及其他杂质气体排出，在整个保护气体的气氛下对铝液进行完全的除气预处理，为后续生产做基础，进一步提高产品质量，通过设置超声波除气,不仅能消除宏观气孔, 也能消除显微气 孔, 并且绿色无污染，可以提高产品的质量。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种铝液加工用除气的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、将熔配好的合金母锭用石墨柑祸在电阻加热炉进行熔炼,持续加热至其完全熔化后，使转子在铝液搅拌，搅拌后再静置80～100min，冷却到室温，去除表面氧化层；
步骤二、加入石墨粉，保持通入氮气，取出转子停止通气，除去转子和浇包铝液表面的灰渣；
步骤三、向铝熔体中通入超声波, 利用超声波的空化效应，在铝熔 体中产生“空穴”现象, 在微观尺度上破坏铝液的连续性, 产生大量的显微空穴，铝熔体中的氢通过扩撒传质进入空穴中,成为微小气泡核,气泡和在超声波“缩胀”作用下长大成为气泡,上浮逸出铝液，从而将气除去。
2.如权利要求1所述的一种铝液加工用除气的方法，其特征在于，步骤一中，所述转子的转速为400～500r/min。
3.如权利要求1所述的一种铝液加工用除气的方法，其特征在于：步骤一中，所述转子在铝液搅拌5～10min。
4.如利要求1所述的一种铝液加工用除气的方法，其特征在于：步骤一中，所述转子为石墨转子。
5.如利要求1所述的一种铝液加工用除气的方法，其特征在于：步骤三中，所述超声波的电源输出功率为2000W，输出频率为20KHZ。
6.如利要求1所述的一种铝液加工用除气的方法，其特征在于：步骤一中，所述持续加热温度为800℃ 。
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