CN112281006B - 再生铝合金中富铁相的形态调控方法 - Google Patents

再生铝合金中富铁相的形态调控方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112281006B
CN112281006B CN202010227210.XA CN202010227210A CN112281006B CN 112281006 B CN112281006 B CN 112281006B CN 202010227210 A CN202010227210 A CN 202010227210A CN 112281006 B CN112281006 B CN 112281006B
Authority
CN
China
Prior art keywords
melt
iron
rich phase
mass
secondary aluminum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010227210.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN112281006A (zh
Inventor
宋东福
贾义旺
杨莉
张大童
郑开宏
夏鹏
叶猛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhaoqing Southern Aluminum Recycling Co ltd
South China University of Technology SCUT
Guangdong Institute of Materials and Processing
Original Assignee
Zhaoqing Southern Aluminum Recycling Co ltd
South China University of Technology SCUT
Guangdong Institute of Materials and Processing
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhaoqing Southern Aluminum Recycling Co ltd, South China University of Technology SCUT, Guangdong Institute of Materials and Processing filed Critical Zhaoqing Southern Aluminum Recycling Co ltd
Priority to CN202010227210.XA priority Critical patent/CN112281006B/zh
Publication of CN112281006A publication Critical patent/CN112281006A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112281006B publication Critical patent/CN112281006B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/026—Alloys based on aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/03—Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/06—Making non-ferrous alloys with the use of special agents for refining or deoxidising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

一种再生铝合金中富铁相的形态调控方法，属于再生铝合金技术领域。再生铝合金中富铁相的形态调控方法，包括：在再生铝熔体中加入Mn元素和Cr元素，并使得再生铝熔体中Mn元素和Cr元素的总质量与Fe元素的质量之比为0.35～0.5：1，且再生铝熔体中的Cr元素的质量≤再生铝熔体的质量的0.12％。然后加入B元素并将再生铝熔体的温度降至初生富铁相形成温度以下2～12℃进行保温，随后保温后升温至690～710℃，B元素的质量为再生铝熔体质量的0.01～0.03％。其能够有效地将再生铝合金中富铁相的晶格类型从单斜四方转变成体心立方或简单立方，且能够调控富铁相的尺寸与分布，达到细化合金组织的目的。

Description

再生铝合金中富铁相的形态调控方法
技术领域
本申请涉及再生铝合金技术领域，具体而言，涉及一种再生铝合金中富铁相的形态调控方法。
背景技术
Fe是再生铝合金中常见的杂质元素之一，其含量随再生铝回收次数的增加而累积增加，导致再生铝中Fe的含量超标。由于Fe在室温下几乎不溶于铝，因此Fe基本以高硬度、大脆性的富铁相形式存在于铝合金中，受力时易成为裂纹源，加速构件的失效，成为再生铝合金中不可避免的有害元素之一。Al5FeSi(称为β-Fe相)和Al8Fe2Si(称为α-Fe相)是再生铝Al-Si合金中常见的两类富铁相，其中β-Fe相为单斜四方结构，呈针片状，严重割裂基体，对塑性的危害最大。而α-Fe相为体心立方或简单立方结构，呈汉字状，对基体的割裂作用显著降低，减缓了合金塑性的降低。因此，改变富铁相类型是缓解Fe元素危害的有效方法之一。
目前，改善富铁相类形貌的方法大致分为两类，第一类是通过添加Mn类元素，促进β-Fe相向α-Fe相转变，这类元素包括Mn、Co、Cr、Be、Sc等，该法具有工艺简单、见效快等优点，工业上最为常用，但元素的添加量在业内存在较大的争议，无法获得理想的效果；第二类方法通过添加活性元素(B、RE、Sr、Ca)或熔体处理、提高冷却速度等方法来细化富铁相的尺寸，但变质效果不如第一类方法，应用受到限制。
Mn、Cr与Fe的原子半径相近，易与Fe形成置换固溶体，在Al-Si合金中加入一定量的Mn、Cr等元素，能有效促进β-Fe相向α-Fe转变，达到改变富铁相类型的目的，因此成为工业上最为常用的最为常用变质方法。但由于富铁相形态影响因素多且复杂，Mn、Cr的加入量在行业内还存在较大的争议，Mn、Cr加入量过少时，无法完全消除针片状的β-Fe相，而添加量过多是则容易形成粗大的初生富铁相，同时增加了富铁相的体积分数。为了解决这个问题，近年来国内外学者通过复合变质处理的方法。
文献【S.S.Sreeja Kumari,R.M.Pillai,T.P.D.Rajan,et al.Effects ofindividual and combined additions of Be,Mn,Ca and Sr on the solidificationbehaviour,structure and mechanical properties of Al-7Si-0.3Mg-0.8Fe alloy[J].Materials Science&Engineering A,460-461(none):561-573.】对比研究了单独和复合添加Mn、Be、Sr、Ca等元素对Al-Si合金中富铁相形貌和尺寸的影响，发现Mn/Be复合添加有利于减少针状富铁相，而Mn/Ca、Mn/Sr复合添加更有效地减小针状富铁相的尺寸。公开号为CN106319275A的中国专利公开了一种富铁相变质剂及变质方法。变质剂由[Mn]剂和[B]剂组成，该变质剂可以完全消除针状富铁相和初生富铁相的存在，获得均匀的汉字状富铁相，显著提高再生铝的力学性能。虽然该专利中的富铁相基本转变成汉字状，但其尺寸仍较为粗大，致密度不高，造成裂纹的扩展速率较大，限制了合金塑性的提升。
发明内容
本申请实施例提供了一种再生铝合金中富铁相的形态调控方法，其能够有效地将再生铝合金中富铁相的晶格类型从单斜四方转变成体心立方或简单立方，且能够调控富铁相的尺寸与分布，达到细化合金组织的目的。
本申请的实施例是这样实现的：
本申请实施例提供一种再生铝合金中富铁相的形态调控方法，包括：
在再生铝熔体中加入Mn元素和Cr元素，并使得再生铝熔体中Mn元素和Cr元素的总质量与Fe元素的质量之比为0.35～0.5：1，且再生铝熔体中的Cr元素的质量≤再生铝熔体的质量的0.12％；
然后加入B元素并降低再生铝熔体的温度至初生富铁相形成温度以下2～12℃进行保温，保温后升温至690～710℃，B元素的质量为再生铝熔体质量的0.01～0.03％。
本申请实施例的再生铝合金中富铁相的形态调控方法至少包括如下有益效果：
Mn、Cr与Fe的原子半径相近，易与Fe形成置换固溶体，在再生铝合金中加入Mn元素和Cr元素，促进富铁相由单斜四方向体心立方或简单立方转变。初生富铁相形成的可能性可用造渣因子(SF＝(1×wt.％Fe)+(2×wt.％Mn)+(3×wt.％Cr))来判断，本申请实施例加入的Mn元素和Cr元素的总量有利于初生富铁相的形成，并有利于提高富铁相的形成温度。另外，从造渣因子的计算公式可以看出，Cr对促进初生富铁相的形成较Fe、Mn元素好，Cr的加入能够减少形成渣相所需的Mn的含量，从而减少了富铁相的体积分数。但由于Cr的加入易造成初生硅相的析出，本申请实施例的再生铝熔体中的Cr元素的质量≤再生铝熔体的质量的0.12％，既能达到减少富铁相的体积分数的目的，又能避免初生硅相析出的问题。
B元素易吸附在富铁相的表面，抑制富铁相的长大，起到控制渣相尺寸的作用。再生铝熔体的温度低于初生富铁相形成温度，初生富铁相以非均匀成核的方式形核长大，加入质量为再生铝熔体质量的0.01～0.03％的B元素并降低再生铝熔体的温度至初生富铁相形成温度以下2～12℃保温，能够减小初生富铁相的长大速度，有利于获得均匀分布、细小、高致密度性的初生富铁相。保温后升温至690～710℃，由于初生富铁相的熔点温度较高，在690～710℃不易发生溶解，初生富铁相将成为α-Al和共晶富铁相的形核基底，细化基体组织，有利于提高合金强韧性；同时，富铁相主要分布位置也由α-Al枝晶间隙转移至α-Al晶粒内，富铁相形态、尺寸、分布位置的改变大幅降低了其对基体的割裂，达到细化合金组织的目的，并有助于提高合金的塑性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
图1为本申请实施例1中进行富铁相形态调控前的再生铝熔体的SEM图；
图2为本申请实施例1中进行富铁相形态调控后的再生铝熔体的SEM图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
以下针对本申请实施例的再生铝合金中富铁相的形态调控方法进行具体说明：
本申请实施例的再生铝合金中富铁相的形态调控方法，包括：
(1)在再生铝熔体中加入Mn元素和Cr元素，并使得再生铝熔体中Mn元素和Cr元素的总质量与Fe元素的质量之比为0.35～0.5：1，且再生铝熔体中的Cr元素的质量≤再生铝熔体的质量的0.12％。
Mn、Cr与Fe的原子半径相近，易与Fe形成置换固溶体，在再生铝合金中加入Mn元素和Cr元素，促进富铁相由单斜四方向体心立方或简单立方转变。且Mn元素和Cr元素均不是稀贵元素，成本较低。
示例性地，在再生铝熔体中加入Mn元素和Cr元素的步骤包括：将Mn剂、Cr剂和废旧铝料一同熔化形成混合物熔体，将混合物熔体和再生铝熔体混合。其中，可以将Mn剂、Cr剂及废旧铝料均加入可倾倒式中频炉中一同熔化。可选地，Mn剂和Cr剂的总质量与废旧铝料的质量相同。
可选地，将混合物熔体与再生铝熔体混合后进行搅拌，能够保证Mn元素和Cr元素在再生铝合金中均匀分布。
将单独的Mn剂直接加入再生铝熔体中需要较高的温度才能使得Mn剂熔化，一般要求再生铝熔体温度达到740～760°，而加入锰元素以后的步骤中需要将降低再生铝熔体的温度至初生富铁相形成温度以下2～12℃，这会增加再生铝熔体降温的难度。本申请实例中采用分步熔化，通过中频炉快速将Mn剂、Cr剂及废旧铝料熔化，温度可到800-1000℃，随后转移至处于低温状态的再生铝熔体中。由于Mn剂、Cr剂及废旧铝料占再生铝熔体的比例少，对再生铝熔体温度的影响可以忽略不计。因此，分步熔化不仅减少了传统熔炼中再生铝熔体的升温以溶解Mn剂和Cr剂，同时减少后续降温除铁所带来的能耗增加。
可选地，将将Mn剂、Cr剂及废旧铝料一同熔化形成混合物熔体的步骤中，还包括加入高熔点金属与Mn剂、Cr剂和废旧铝料一同熔化，高熔点金属包括Cu、Ni和V中的至少一种。可选地，Mn剂、Cr剂和高熔点金属的总质量与废旧铝料的质量相同。
需要说明的是，高熔点金属占再生铝熔体的比例少，对再生铝熔体温度的影响也可以忽略不计。减少了传统熔炼中再生铝熔体的升温以溶解高熔点金属，同时减少后续降温除铁所带来的能耗增加。
示例性地，Mn剂中含有85～95wt％的Mn粉。需要说明的是，Mn剂除了含有Mn粉，其余量为助熔剂和粘接剂。例如，Mn剂含有85wt％的、88wt％、90wt％、92wt％或95wt％的Mn粉。Mn剂中Mn粉含量较高，且可以直接购买，方便实用。
示例性地，Cr剂中含有75～85wt％的Cr粉以及余量的助熔剂和粘接剂，Cr剂中Cr粉含量较高，且可以直接购买，方便实用。可选地，Cr剂含有75wt％、78wt％、80wt％、82wt％、84wt％或85wt％的Cr粉。
初生富铁相形成的可能性可用造渣因子(SF＝(1×wt.％Fe)+(2×wt.％Mn)+(3×wt.％Cr))来判断，并且Mn、Cr加入量过少时，无法完全消除针片状的β-Fe相，而添加量过多则容易形成粗大的初生富铁相，同时增加了富铁相的体积分数。本申请实施例加入的Mn元素和Cr元素的总量有利于初生富铁相的形成，并有利于提高富铁相的形成温度。另外，从造渣因子的计算公式可以看出，Cr对促进初生富铁相的形成较Fe、Mn元素好，Cr的加入能够减少形成渣相所需的Mn的含量，从而减少了富铁相的体积分数。但由于Cr的加入易造成初生硅相的析出，本申请实施例的再生铝熔体中的Cr元素的质量≤再生铝熔体的质量的0.12％，既能达到减少富铁相的体积分数的目的，又能较好地改善初生硅相析出的问题。
需要说明的是，再生铝熔体本身可能含有Cr元素和Mn元素，再生铝熔体中的Cr元素的质量≤再生铝熔体的质量的0.12％，指的是在再生铝熔体中加入Cr元素后再生铝熔体中Cr元素的总质量≤再生铝熔体的质量的0.12％，再生铝熔体中Mn元素和Cr元素的总质量指的是在再生铝熔体中加入Mn元素和Cr元素后再生铝熔体中的Mn元素和Cr元素的质量之和。
示例性地，再生铝熔体中Mn元素和Cr元素的总质量与Fe元素的质量之比为0.35：1、0.4：1、0.45：1或0.5：1。示例性地，再生铝熔体中的Cr元素的质量为再生铝熔体的质量的0.05％、0.07％、0.08％、0.10％、0.11％或0.12％。
在一种可能的实施方案中，再生铝熔体由再生铝料加热至680～720℃得到。在该温度条件下能够比较充分地使得再生铝料熔化。示例性地，加热温度为680℃、690℃、700℃、710℃或720℃。
示例性地，再生铝中的含铁量大于0.6wt％。再生铝中的含铁量较大，在保证初生富铁相形成所需要的造渣因子的情况下，可以减少Mn的加入以减少成本。
(2)然后加入B元素并降低再生铝熔体的温度至初生富铁相形成温度以下2～12℃进行保温，保温后升温至690～710℃，B元素的质量为再生铝熔体质量的0.01～0.03％。其中，可根据合金主要成分，利用热力学计算软件计算出初生富铁相形成温度。
B元素是一种表面活性元素，易吸附在富铁相的表面，抑制富铁相的长大，起到控制渣相尺寸的作用。示例性地，B元素的质量为再生铝熔体质量的0.01％、0.02％或0.03％。
另外，可选地，B元素以Al-B中间合金的方式提供，不仅能够提供B，还能提供Al，不会给再生铝合金带来其它的杂质成分。
再生铝熔体的温度低于初生富铁相形成温度，初生富铁相以非均匀成核的方式形核长大，加入B元素能够降低再生铝熔体的温度，通过加入质量为再生铝熔体质量的0.01～0.03％的B元素并降低再生铝熔体的温度至初生富铁相形成温度以下2～12℃保温，能够减小初生富铁相的长大速度，有利于获得均匀分布、细小、高致密度性的初生富铁相。可选地，可降低再生铝熔体的温度至初生富铁相形成温度以下5～8℃，例如5℃、6℃、7℃或8℃。示例性地，保温时间为5～10min，例如为5min、6min、8min或10min。该保温时间能够使得初生富铁相有更加充足的时间长大。
在一种可能的实施方案中，降低再生铝熔体的温度的步骤包括：在加入Mn元素和Cr元素后的再生铝熔体中加入低熔点金属，低熔点金属选自Al-Si合金、Zn、Mg和Al-B合金中的至少一种。
通过加入Al-Si合金、Zn、Mg和Al-B合金中的至少一种至再生铝熔体中，能够有效地降低再生铝熔体的温度，并且加入的这些合金不含有其它杂质元素，不会对再生铝合金的性能造成不利影响。
(3)搅拌再生铝熔体后取样测试成分，添加原辅材料确保再生铝熔体成分达到设计要求，随后将以高纯氮气为载体的精炼剂喷入再生铝熔体中，在线除气除杂；静置15-30分钟后浇铸成锭，或注入保温炉，直供铸造成型设备。
需要说明的是，在添加原辅材料时，本申请实施例对原辅材料的种类不做限定，只要能够确保再生铝熔体的成分达到设计要求即可。
本申请实施例的再生铝合金中富铁相的形态调控方法，能够有效地将再生铝合金中富铁相的晶格类型从单斜四方转变成体心立方或简单立方，且能够调控富铁相的尺寸与分布，达到细化合金组织的目的，并有助于提高合金的塑性。
以下结合实施例对本申请的再生铝合金中富铁相的形态调控方法作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种再生铝合金中富铁相的形态调控方法，其包括：
(1)将经过分选、清洗及余烟预热的铝回收废料投入熔炉中，升温至690℃，待再生铝料熔化后，打开熔炉的出水口，铝液经流槽转移至合金化炉，搅拌熔体后用取样勺从熔体中部取样，化验熔体成分。熔体中Fe元素、Mn元素和Cr元素的含量分别为1.0wt％、0.15wt％和0.02wt％。
(2)设计再生铝熔体中再生铝合金中的Mn元素和Cr元素的总质量与Fe元素的质量之比为0.45：1，且设计再生铝熔体中的Cr元素的质量为再生铝熔体的质量的0.1％，再生铝熔体中Mn元素的质量为再生铝熔体的质量的0.35％，B元素的添加量为再生铝熔体的质量的0.015％。
(3)根据设计好的合金主要成分，利用热力学计算软件计算初生富铁相的形成温度约为670℃。
(4)根据设计好的成分，将配好的Mn剂、Cr剂、高熔点金属和废旧铝料加入可倾倒中频炉中，完全熔化后得到混合物熔体，将混合物熔体注入再生铝熔体中并搅拌均匀。确保所有原料完全熔化后加入Al-Si、Zn、Mg和Al-B低熔点金属，同时加入配好的B元素并降低熔体温度至666±2℃保温5分钟，然后升温至690℃。
(5)搅拌再生铝熔体后取样测试成分，添加原辅材料确保再生铝熔体成分达到设计要求，随后将以高纯氮气为载体的精炼剂喷入再生铝熔体中，在线除气除杂；静置20分钟后浇铸成锭。
实施例2
本实施例提供一种再生铝合金中富铁相的形态调控方法，其包括：
(1)将经过分选、清洗及余烟预热的铝回收废料投入熔炉中，升温至695℃，待再生铝料熔化后，打开熔炉的出水口，铝液经流槽转移至合金化炉，搅拌熔体后用取样勺从熔体中部取样，化验熔体成分。熔体中Fe元素、Mn元素和Cr元素的含量分别为1.2wt％、0.15wt％和0.02wt％。
(2)设计再生铝合金中的Mn元素和Cr元素的总质量与Fe元素的质量之比为0.4:1，且设计再生铝熔体中的Cr元素的质量为再生铝熔体的质量的0.11％，再生铝熔体中Mn元素的质量为再生铝熔体的质量的0.37％，B元素的添加量为再生铝熔体的质量的0.01％。
(3)根据设计好的合金主要成分，利用热力学计算软件计算初生富铁相的形成温度约为675℃。
(4)根据设计好的成分，将配好的Mn剂、Cr剂、高熔点金属和废旧铝料加入可倾倒中频炉中，完全熔化后得到混合物熔体，将混合物熔体注入再生铝熔体中并搅拌均匀。确保所有原料完全熔化后加入Al-Si、Zn、Mg和Al-B低熔点金属，同时加入配好的B元素并降低熔体温度至671±2℃保温8分钟，然后升温至700℃。
(5)搅拌再生铝熔体后取样测试成分，添加原辅材料确保再生铝熔体成分达到设计要求，随后将以高纯氮气为载体的精炼剂喷入再生铝熔体中，在线除气除杂；静置15分钟后浇铸成锭。
实施例3
本实施例提供一种再生铝合金中富铁相的形态调控方法，其包括：
(1)将经过分选、清洗及余烟预热的铝回收废料投入熔炉中，升温至720℃，待再生铝料熔化后，打开熔炉的出水口，铝液经流槽转移至合金化炉，搅拌熔体后用取样勺从熔体中部取样，化验熔体成分。熔体中Fe元素、Mn元素和Cr元素的含量分别为2.5wt％、0.15wt％和0.02wt％。
(2)设计再生铝合金中的Mn元素和Cr元素的总质量与Fe元素的质量之比0.35:1，且设计再生铝熔体中的Cr元素的质量为再生铝熔体的质量的0.12％，再生铝熔体中Mn元素的质量为再生铝熔体的质量的0.56％，B元素的添加量为再生铝熔体的质量的0.03％。
(3)根据设计好的合金主要成分，利用热力学计算软件计算初生富铁相的形成温度约为675℃。
(4)根据设计好的成分，将配好的Mn剂、Cr剂、高熔点金属和废旧铝料加入可倾倒中频炉中，完全熔化后得到混合物熔体，将混合物熔体注入再生铝熔体中并搅拌均匀。确保所有原料完全熔化后加入Al-Si、Zn、Mg和Al-B低熔点金属，同时加入配好的B元素并降低熔体温度至685±2℃保温8分钟，然后升温至700℃。
(5)搅拌再生铝熔体后取样测试成分，添加原辅材料确保再生铝熔体成分达到设计要求，随后将以高纯氮气为载体的精炼剂喷入再生铝熔体中，在线除气除杂；静置10分钟后浇铸成锭。
实施例4
本实施例提供一种再生铝合金中富铁相的形态调控方法，其包括：
(1)将经过分选、清洗及余烟预热的铝回收废料投入熔炉中，升温至680℃，待再生铝料熔化后，打开熔炉的出水口，铝液经流槽转移至合金化炉，搅拌熔体后用取样勺从熔体中部取样，化验熔体成分。熔体中Fe元素、Mn元素和Cr元素的含量分别为0.6wt％、0.15wt％和0.02wt％。
(2)设计再生铝合金中的Mn元素和Cr元素的总质量与Fe元素的质量之比为0.5，且设计再生铝熔体中的Cr元素的质量为再生铝熔体的质量的0.12％，再生铝熔体中Mn元素的质量为再生铝熔体的质量的0.18％，B元素的添加量为再生铝熔体的质量的0.018％。
(3)根据设计好的合金主要成分，利用热力学计算软件计算初生富铁相的形成温度约为650℃。
(4)根据设计好的成分，将配好的Mn剂、Cr剂、高熔点金属和废旧铝料加入可倾倒中频炉中，完全熔化后得到混合物熔体，将混合物熔体注入再生铝熔体中并搅拌均匀。确保所有原料完全熔化后加入Al-Si、Zn、Mg和Al-B低熔点金属，同时加入配好的B元素并降低熔体温度至645±2℃保温10分钟，然后升温至700℃。
(5)搅拌再生铝熔体后取样测试成分，添加原辅材料确保再生铝熔体成分达到设计要求，随后将以高纯氮气为载体的精炼剂喷入再生铝熔体中，在线除气除杂；静置15分钟后浇铸成锭。
试验例1
对实施例1～4和对比例1的再生铝合金熔体进行富铁相形态调控前和调控后的特征参数进行测试，其结果记录在表1中。需要说明的是，再生铝合金熔体进行富铁相形态调控前指的是加入Mn元素和Cr元素之前，调控后指的是步骤(5)中精炼后的再生铝合金熔体。
表1.再生铝合金熔体富铁相形态调控前后特征数据对比
Figure BDA0002427147520000121
结果分析：从表1的结果可以看出，本申请实施例的再生铝合金中富铁相的形态调控方法能够有效地减小富铁相的长度并提高其圆整度，达到细化合金组织的目的。
试验例2
对实施例1中进行富铁相形态调控前和调控后的再生铝熔体进行检测，得到的金相图如图1和图2所示。
从图1和图2可以看出，图2中的多边形颗粒为富铁相，说明了本申请实施例的再生铝合金中富铁相的形态调控方法能够调控富铁相的尺寸，达到细化合金组织的目的。
以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种再生铝合金中富铁相的形态调控方法，其特征在于，包括：
在再生铝熔体中加入Mn元素和Cr元素，并使得再生铝熔体中Mn元素和Cr元素的总质量与Fe元素的质量之比为0.35~0.5：1，且所述再生铝熔体中的所述Cr元素的质量≤所述再生铝熔体的质量的0.12%；所述在再生铝熔体中加入Mn元素和Cr元素的步骤包括：将Mn剂、Cr剂及废旧铝料一同熔化形成混合物熔体，将混合物熔体和所述再生铝熔体混合；
然后加入B元素并降低熔体的温度至初生富铁相形成温度以下2~12℃进行保温5~10min，保温后升温至690~710℃，所述B元素的质量为再生铝熔体质量的0.01~0.03%。
2.根据权利要求1所述的再生铝合金中富铁相的形态调控方法，其特征在于，降低熔体的温度的步骤包括：
在加入Mn元素和Cr元素后的所述再生铝熔体中加入低熔点金属并同时加入B元素，所述低熔点金属选自Al-Si合金、Zn、Mg和Al-B合金中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的再生铝合金中富铁相的形态调控方法，其特征在于，所述Mn剂中含有85~95wt%的Mn粉。
4.根据权利要求1所述的再生铝合金中富铁相的形态调控方法，其特征在于，所述将Mn剂、Cr剂及所述废旧铝料一同熔化形成混合物熔体的步骤中，还包括加入高熔点金属与所述Mn剂、所述Cr剂和所述废旧铝料一同熔化，所述高熔点金属包括Cu、Ni和V中的至少一种。
5.根据权利要求1~4任一项所述的再生铝合金中富铁相的形态调控方法，其特征在于，所述再生铝熔体由再生铝料加热至680~720 ℃得到。
6.根据权利要求5所述的再生铝合金中富铁相的形态调控方法，其特征在于，所述再生铝料中的含铁量大于0.6wt%。
7.根据权利要求1~4任一项所述的再生铝合金中富铁相的形态调控方法，其特征在于，降低熔体的温度至初生富铁相形成温度以下5~8℃并进行保温。
8.根据权利要求1~4任一项所述的再生铝合金中富铁相的形态调控方法，其特征在于，所述B元素以Al-B中间合金的方式提供。
CN202010227210.XA 2020-03-26 2020-03-26 再生铝合金中富铁相的形态调控方法 Active CN112281006B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010227210.XA CN112281006B (zh) 2020-03-26 2020-03-26 再生铝合金中富铁相的形态调控方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010227210.XA CN112281006B (zh) 2020-03-26 2020-03-26 再生铝合金中富铁相的形态调控方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112281006A CN112281006A (zh) 2021-01-29
CN112281006B true CN112281006B (zh) 2021-11-30

Family

ID=74420204

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010227210.XA Active CN112281006B (zh) 2020-03-26 2020-03-26 再生铝合金中富铁相的形态调控方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112281006B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113215455B (zh) * 2021-05-11 2022-10-04 苏州菲姆卡金属科技有限公司 一种高质量再生铝及其制备方法
CN115710657A (zh) * 2022-12-14 2023-02-24 中信戴卡股份有限公司 一种铸造铝合金、其制备方法及其应用
CN116377290A (zh) * 2023-05-06 2023-07-04 栋梁铝业有限公司 一种汽车副车架用再生铝合金

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2351670C1 (ru) * 2007-07-11 2009-04-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Способ получения литейных алюминиевых сплавов из вторичного сырья
CN105087990A (zh) * 2015-08-19 2015-11-25 华南理工大学 一种变质Mg2Si/富Fe铝基复合材料组织的复合处理方法
CN106319275A (zh) * 2016-10-24 2017-01-11 广东省材料与加工研究所 一种再生铝中富铁相的变质剂及变质方法
CN109266886A (zh) * 2018-11-23 2019-01-25 沈阳航空航天大学 一种含锰铁铝合金金属间化合物相的细化方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2351670C1 (ru) * 2007-07-11 2009-04-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Способ получения литейных алюминиевых сплавов из вторичного сырья
CN105087990A (zh) * 2015-08-19 2015-11-25 华南理工大学 一种变质Mg2Si/富Fe铝基复合材料组织的复合处理方法
CN106319275A (zh) * 2016-10-24 2017-01-11 广东省材料与加工研究所 一种再生铝中富铁相的变质剂及变质方法
CN109266886A (zh) * 2018-11-23 2019-01-25 沈阳航空航天大学 一种含锰铁铝合金金属间化合物相的细化方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112281006A (zh) 2021-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112281006B (zh) 再生铝合金中富铁相的形态调控方法
EP0232042B1 (en) Cast or ductile iron inoculant
CZ298966B6 (cs) Zpusob rafinace struktury oceli, slitina pro rafinaci struktury oceli a zpusob výroby slitiny pro rafinaci struktury oceli
CN101215658A (zh) 一种高硅铝合金及其制备方法
CN110923497B (zh) 细化铜及铜合金结晶组织的中间合金、其制备方法及使用工艺
KR20180008612A (ko) 주철 용탕 처리 방법
CN111254303B (zh) 再生铝中富铁相形貌改善和降铁的方法
CN112501466A (zh) 再生铝变质处理工艺及变质处理剂
CN114107601A (zh) 一种镁预处理细化钢中稀土夹杂物的方法
CN113667850B (zh) 一种废杂铝合金制备zl111的方法
CN112410573B (zh) 用于冶炼含Ce的Fe-Ni软磁合金的渣系及其使用方法
CN101838759A (zh) 一种4032合金的变质剂及其使用方法
CN110306084B (zh) 一种高强低摩擦低膨胀高硅铝合金及其制备方法
CN116162828A (zh) 一种铝铁锰中间合金及其制备方法
CN113278831B (zh) 一种废杂铝制备再生adc12铝合金的方法
CN110144501A (zh) 一种长效变质的高硅铝合金及其变质工艺
CN114058889B (zh) 一种高强高韧超细晶铝合金的制备方法
CN1157485C (zh) 钢水脱氧·合金添加复合用铝硅锰合金及其制备方法
CN104846254A (zh) 用于k4169高温合金的稀土细化剂及制备和使用方法
CN114703388A (zh) 一种含Mn的Mg-Zn-Al系铸造镁合金晶粒细化的方法
CN1276100C (zh) 复合脱氧剂及其制备方法和在净化钢液的使用方法
CN113462914A (zh) 耐腐蚀铝锭及其制备方法
CN107058834A (zh) 一种耐热稀土镁合金及其制备方法
CN102517475A (zh) 一种掺杂ZrC的高强度铝合金及其制备方法
CN109136701A (zh) 一种砂型重力铸造镁合金材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant