CN113278832A - 一种废杂铝合金制备再生铝合金的方法 - Google Patents
一种废杂铝合金制备再生铝合金的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113278832A CN113278832A CN202110516669.6A CN202110516669A CN113278832A CN 113278832 A CN113278832 A CN 113278832A CN 202110516669 A CN202110516669 A CN 202110516669A CN 113278832 A CN113278832 A CN 113278832A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aluminum alloy
- alloy
- components
- regenerated
- melt
- 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.)
- Pending
Links
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 108
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 53
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 52
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims abstract description 26
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 20
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000007872 degassing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 37
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 17
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 13
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 40
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 25
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 20
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 16
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 10
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 6
- 229910016343 Al2Cu Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 3
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 3
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000905 alloy phase Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
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
- C22C1/03—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
- C22C1/02—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
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
- C22C21/04—Modified aluminium-silicon alloys
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
一种废杂铝合金制备再生铝合金的方法，包括以下步骤：将待处理的废杂铝合金称重、用感应电炉加热熔炼，充分熔化，然后利用氩气进行除气；待再生铝合金熔体降温，加入Al‑20Mn、Al‑30RE、Al‑10Sr进行精炼变质，保温后扒渣，过滤，其中RE为La、Ce、Y的混合稀土；之后加入Al‑30Si、Al‑10Mg进行成分调整，吹入氮气搅拌至合金成分均匀，静置保温得到再生铝合金。本发明使难以除去的杂质转化为增强相，而稀土元素能有效的细化合金组织，对硅相进行变质，使得合金同时具有高的纯净度；制备的再生铝合金具有均匀分布的第二相和均匀细小的显微组织，有效改善铝合金的力学性能；方法简单可靠，易于推广。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料技术领域，具体涉及再生铝合金配方及其制备方法。
背景技术
车用铝制品使用中常与Fe和Cu基部件配合或利用Fe基连接件进行组装，在废杂铝回收拆分过程中无法有效去除。因此，再生铝合金最为显著的成分特点是其Fe和Cu含量较高。此外Cr、Sn、Ti等杂质元素的含量也较高，同时熔体中往往存在夹杂多、合金相粗大、气体含量高等实际问题，使得再生铝合金的保级利用技术难度大，回收后的再生铝合金其力学性能远远低于一次铝合金制品。此外，更为重要的问题是再生铝中Fe和Cu的含量显著超标，而Fe和Cu又是导致铝合金热裂缺陷的主要有害元素。因此在制造过程中，这类再生铝合金的热裂倾向很大，生产成品率较低，制造成本高。传统废铝再生聚集于降低铝熔体中杂质元素含量或者改善非铝夹杂元素在铝合金中的存在形式，通常处理后仍然存在较多难去除杂质，故大多只能降级使用。
公开号为CN108998675A的中国发明专利公开了一种稀土在废铝再生应用，只通过简单的破碎、磁选等处理之后加入稀土元素，但是这种方法不能解决Fe、Cu等杂质的残留问题，故难以实现再生铝的保级使用。
公开号为CN108893662B的中国发明专利公开了一种高耐磨再生铝合金及其制备方法，其通过B、Sr变质Fe形成富铁相提高合金耐磨，其中富铁相最高达31.2%，但是铸铝中铁含量过高容易产生脆性，且没有指明再生后的A356是否可以进行保级使用。
综上可以看出，大多数现有技术只引入1~2两种稀土元素，或者单纯引入Sr、B降低铝合金熔体Fe含量，较少关注多种稀土和Sr对铝合金熔体的复合改善作用。不能有效地解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种废杂铝合金制备再生铝合金的方法，该方法能够优化制备的铝合金组织，将合金中的Fe、Cu、Ti、V等难去除的杂质转变为内生析出相，并且还可对铝合金中的硅相进行变质，细化组织。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的。
本发明所述的一种废杂铝合金制备再生铝合金的方法，包括以下步骤。
（1）原材料熔炼：将待处理的废杂铝合金称重、用感应电炉加热熔炼，熔炼温度控制在730℃-760℃充分熔化，然后利用氩气进行除气。
（2）精炼及合金成分调整：待步骤（1）熔化的再生铝合金熔体降温到720 ℃，向其中加入Al-20Mn、Al-30RE、Al-10Sr进行精炼变质，保温20 min后扒渣，过滤，其中RE为La、Ce、Y的混合稀土；之后根据成分按照质量百分比，加入Al-30Si、Al-10Mg中间合金进行成分调整，再吹入氮气搅拌至合金成分均匀，静置保温30 min后得到成分调整的再生铝合金。
（3）铸造成型：将步骤（2）中制得铝合金熔体浇注到模具中，冷却到室温得到铸锭。
步骤（2）所述的合金成分调整，按制备的再生铝合金的质量百分数的组分计：Si：6.5～7.5 wt.％，Mg：0.1～0.5 wt.％，La：0.1～1 wt.％，Ce：0.1～1.0 wt.％，Y：0.01～0.5 wt.％，Sr：0.01～0.2 wt.％，Mn<0.5 wt.％，其中杂质控制在：Fe<1 wt.％，Cu<0.5wt.％，Ti<0.25 wt.％，V<0.2 wt.％，余量为Al，且Y、La和Ce作为稀土元素，总量不超过1wt.％。
优选地，按制备的再生铝合金的质量百分数的组分为：Si：6.5～7.5 wt.％，Mg：0.1～0.3 wt.％，La：0.2～0.5 wt.％，Ce：0.2～0.5 wt.％，Y：0.1～0.3 wt.％，Sr：0.01～0.1 wt.％，Mn<0.5 wt.％，其中杂质控制在：Fe<0.5 wt.％，Cu<0.3 wt.％，Ti<0.25wt.％，V<0.2 wt.％，余量为Al，且Y、La和Ce作为稀土元素，总量不超过1 wt.％。
进一步地，本发明步骤（3）中所述的浇注温度区间是：650～700 ℃。
进一步地，本发明步骤（3）中所述的模具的预热温度为200～250 ℃。
本发明是基于以下理论基础及原理。再生铝精炼过程中Fe、Cu、Ti、V是最为常见的杂质元素。对于Fe的转化：通过对铝熔体中添加Mn及Ce，Fe易形成Al15(Fe，Mn)3Si2、(Fe、Mn)Al6、CeFe5等相，同时Sr是长效变质剂，能使长针状富铁相破碎，从而细化其尺寸；对于Cu的转化：一方面Cu在铝合金中可生成Al2Cu增强相，提高合金硬度，另一方面，RE在再生铝熔体中与Cu结合，生成Al-Cu-RE相，有效降低Cu元素对于热裂的危害性；对于Ti、V的转化：la稀土元素可以和Al、Ti、V形成Al20（Ti，V）2La金属间化合物，将杂质转换为α-Al相的异质形核位点。本发明聚集于将非铝元素转变为内生析出相，即通过引入稀土等元素，将再生铝熔体中难以去除的杂质转化为细小弥散的增强相，从而提高再生铝的纯净度及性能，以实现汽车废铝的保级再生，解决现有技术中存在的问题。
本发明具有以下有益效果：（1）本发明的配方可使再生铝合金中难以除去的杂质转化为增强相，同时稀土元素镧、铈、钇有效的细化合金组织，对硅相进行变质，使得合金同时具有高的纯净度；（2）本发明的制备方法制备的再生铝合金具有均匀分布的第二相和均匀细小的显微组织，能够有效改善铝合金的力学性能；（3）本发明的制备方法简单可靠，易于推广，该制备方法采用一般铸造工艺，能够适应不同场合的制备要求，有利于产业化应用简化合金种类，减低技术难度与生产成本。
附图说明
图1为实施例1中得到的合金的显微组织照片，其中，图（a）为低倍组织图；图（b）为高倍组织图。
图2为实施例2中得到的合金的显微组织照片，其中，图（a）为低倍组织图；图（b）为高倍组织图。
图3为对比例1中得到的合金的显微组织照片，其中，图（a）为低倍组织图；图（b）为高倍组织图。
具体实施方式
下面通过具体实施例和附图对本发明做进一步说明，以下实施例均在本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本发明选择废杂铝合金作为原料，经熔炼、铸造、均匀化处理，并测试组织性能，作为对比例，需要说明的是，对比例的目的仅仅在于更好地理解本发明的技术特点和有益效果。
对比例1。
本对比例以废杂铝合金制品为原材料，经简单分拣并打包后投入熔炼铝熔炼，然后经铸造成型，均匀化处理，获得再生铝合金铸锭。直接从熔体取样测试其成分，合金的组成及其质量百分比为：Si：6.5％，Fe：0.92％，Mn：0.32％，Mg：0.18％，Cu：0.28％，Ti：0.32%，V：0.17%，余量为Al。
本对比例所述的再生铝合金的制备方法，制备工艺过程及其参数如下。
1）废杂铝合金熔炼：将废杂铝合金制品进行分拣、称量、熔炼，然后进行熔体精炼处理。加入精炼剂和除渣剂进行精炼除渣，控制处理温度为720℃，处理后静置保温30min，得到再生铝合金熔体。
2）铸造成型：将铝熔体浇注进普通金属型铸造成型，模具预热温度为200～300℃。
对铸造成型的对比例1铸锭制备金相试样进行组织观察，随后进行力学性能测试，其室温拉伸力学性能为：抗拉强度131 MPa；断裂伸长率4.3%。
实施例1。Al-6.5Si-0.2Mg-0.2Mn-0.1La-0.1Ce-0.1Y-0.03Sr (wt.%) 再生铝合金的制备。
本实施例所述的制备方法，按以下步骤。
1）原材料熔炼：将对比例1得到的再生铝称重、用感应电炉加热熔炼，熔炼温度控制在760℃充分熔化，然后利用氩气进行除气。
2）精炼及合金成分调整：待步骤1）熔化的再生铝合金熔体降温到720 ℃，向其中加入Al-20Mn、Al-30RE、Al-10Sr进行精炼变质，保温20 min后扒渣，过滤，其中RE为La、Ce、Y的混合稀土；之后根据成分按照质量百分比，加入Al-30Si、Al-10Mg中间合金进行成分调整，再吹入氮气搅拌至合金成分均匀，静置保温30 min后得到成分调整的再生铝合金。
3）铸造成型：先将模具在200 ℃预热10 min，随后待步骤2）中制得铝合金熔体降温至690 ℃，进行浇注然后将得到的棒材空冷到室温。
步骤2）所述合金成分调整，按制备的再生铝合金的质量百分数的组分计：Si：6.5wt.%，Mg：0.2 wt.%，Mn：0.2 wt.%，La：0.1 wt.%，Ce：0.1 wt.%，Y：0.1 wt.%，Sr：0.03 wt.%，余量为Al及Fe、Cu、Ti、V等杂质。其中测得：Fe：0.5 wt.％，Cu：0.2 wt.％，Ti：0.2 wt.％，V：0.15 wt.％，且以Al15(Fe，Mn)3Si2、(Fe、Mn)Al6、CeFe5、Al2Cu、Al-Cu-RE或Al20（Ti，V）2La等形式存在。
本实施例得到的再生铝合金其室温拉伸力学性能为：抗拉强度173 MPa；断裂伸长率7.4%。
实施例2。Al-6.5Si-0.2Mg-0.2Mn-0.2La-0.15Ce-0.2Y-0.03Sr (wt.%)再生铝合金的制备。
本实施例所述的制备方法，按以下步骤。
1）原材料熔炼，将对比例1得到的再生铝称重、用感应电炉加热熔炼，熔炼温度控制在760℃充分熔化，然后利用氩气进行除气。
2）精炼及合金成分调整，待步骤1）熔化的再生铝合金熔体降温到720 ℃，向其中加入Al-20Mn、Al-30RE、Al-10Sr进行精炼变质，保温20 min后扒渣，过滤，其中RE为La、Ce、Y的混合稀土；之后根据成分按照质量百分比，加入Al-30Si、Al-10Mg中间合金进行成分调整，再吹入氮气搅拌至合金成分均匀，静置保温30 min后得到成分调整的再生铝合金。
3）铸造成型，先将模具在200 ℃预热10 min，随后待步骤2）中制得铝合金熔体降温至690 ℃，进行浇注然后将得到的棒材空冷到室温。
步骤2）所述合金成分调整，按制备的再生铝合金的质量百分数的组分计：Si：6.5wt.%，Mg：0.2 wt.%，Mn：0.2 wt.%，La：0.2 wt.%，Ce：0.15 wt.%，Y：0.2 wt.%，Sr：0.03wt.%，余量为Al及Fe、Cu、Ti、V等杂质。其中测得：Fe：0.3 wt.％，Cu：0.2 wt.％，Ti：0.1wt.％，V：0.1 wt.％，且以Al15(Fe，Mn)3Si2、(Fe、Mn)Al6、CeFe5、Al2Cu、Al-Cu-RE或Al20（Ti，V）2La等形式存在。
本实施例得到的再生铝合金其室温拉伸力学性能为：抗拉强度185 MPa；断裂伸长率7.7%。
实施例3。Al-7.5Si-0.3Mg-0.1Mn-0.2La-0.3Ce-0.3Y-0.1Sr (wt.%) 再生铝合金的制备。
本实施例所述的制备方法，按以下步骤。
1）原材料熔炼，将对比例1得到的再生铝称重、用感应电炉加热熔炼，熔炼温度控制在760℃充分熔化，然后利用氩气进行除气。
2）精炼及合金成分调整，待步骤1）熔化的再生铝合金熔体降温到720 ℃，向其中加入Al-20Mn、Al-30RE、Al-10Sr进行精炼变质，保温20 min后扒渣，过滤，其中RE为La、Ce、Y的混合稀土；之后根据成分按照质量百分比，加入Al-30Si、Al-10Mg中间合金进行成分调整，再吹入氮气搅拌至合金成分均匀，静置保温30 min后得到成分调整的再生铝合金。
3）铸造成型，先将模具在200 ℃预热10 min，随后待步骤2）中制得铝合金熔体降温至690 ℃，进行浇注然后将得到的棒材空冷到室温。
步骤2）所述合金成分调整，按制备的再生铝合金的质量百分数的组分计：Si：6.5wt.%，Mg：0.3 wt.%，Mn：0.1 wt.%， La：0.2 wt.%，Ce：0.3 wt.%，Y：0.3 wt.%，Sr：0.1 wt.%，余量为Al及Fe、Cu、Ti、V等杂质。其中测得：Fe：0.5 wt.％，Cu：0.42 wt.％，Ti：0.27 wt.％，V：0.18 wt.％，且以Al15(Fe，Mn)3Si2、(Fe、Mn)Al6、CeFe5、Al2Cu、Al-Cu-RE或Al20（Ti，V）2La等形式存在。
本实施例得到的再生铝合金其室温拉伸力学性能为：抗拉强度185 MPa；断裂伸长率7.7%。
对比例2。
本对比例以废杂铝合金制品为原材料，经简单分拣并打包后投入熔炼铝熔炼，然后经铸造成型，均匀化处理，获得再生铝合金铸锭。直接从熔体取样测试其成分，合金的组成及其质量百分比为：Si：7.42％，Fe：0.72％，Mn：0.7％，Mg：0.31％，Cu：0.5％，Ti：0.32%，V：0.25%，余量为Al。
本对比例所述的再生铝合金的制备方法，制备工艺过程及其参数如下。
1）废杂铝合金熔炼：将废杂铝合金制品进行分拣、称量、熔炼，然后进行熔体精炼处理。加入精炼剂和除渣剂进行精炼除渣，控制处理温度为720℃，处理后静置保温30min，得到再生铝合金熔体。
2）铸造成型：将铝熔体浇注进普通金属型铸造成型，模具预热温度为200～300℃。
对铸造成型的对比例2铸锭制备金相试样进行组织观察，随后进行力学性能测试，其室温拉伸力学性能为：抗拉强度141 MPa；断裂伸长率4.7%。
实施例4。Al-7.0Si-0.1Mg-0.5Mn-0.3La-0.4Ce-0.2Y-0.01Sr (wt.%) 再生铝合金的制备。
本实施例所述的制备方法，按以下步骤。
1）原材料熔炼，将对比例2得到的再生铝称重、用感应电炉加热熔炼，熔炼温度控制在760℃充分熔化，然后利用氩气进行除气。
2）精炼及合金成分调整，待步骤1）熔化的再生铝合金熔体降温到720 ℃，向其中加入Al-20Mn、Al-30RE、Al-10Sr进行精炼变质，保温20 min后扒渣，过滤，其中RE为La、Ce、Y的混合稀土；之后根据成分按照质量百分比，加入Al-30Si、Al-10Mg中间合金进行成分调整，再吹入氮气搅拌至合金成分均匀，静置保温30 min后得到成分调整的再生铝合金。
3）铸造成型，先将模具在200 ℃预热10 min，随后待步骤2）中制得铝合金熔体降温至690 ℃，进行浇注然后将得到的棒材空冷到室温。
步骤2）所述合金成分调整，按制备的再生铝合金的质量百分数的组分计：Si：7.0wt.%，Mg：0.1 wt.%，Mn：0.5 wt.%，La：0.3 wt.%，Ce：0.4 wt.%，Y：0.2 wt.%，Sr：0.01 wt.%，余量为Al及Fe、Cu、Ti、V等杂质。其中测得：Fe：0.55 wt.％，Cu：0.46 wt.％，Ti：0.12wt.％，V：0.2 wt.％，且以Al15(Fe，Mn)3Si2、(Fe、Mn)Al6、CeFe5、Al2Cu、Al-Cu-RE或Al20（Ti，V）2La等形式存在。
本实施例得到的再生铝合金其室温拉伸力学性能为：抗拉强度185 MPa；断裂伸长率7.7%。
实施例5。Al-7.5Si-0.2Mg-0.4Mn-0.45La-0.2Ce-0.3Y-0.05Sr (wt.%)再生铝合金的制备。
本实施例所述的制备方法，按以下步骤。
1）原材料熔炼，将对比例2得到的再生铝称重、用感应电炉加热熔炼，熔炼温度控制在760℃充分熔化，然后利用氩气进行除气。
2）精炼及合金成分调整，待步骤1）熔化的再生铝合金熔体降温到720 ℃，向其中加入Al-20Mn、Al-30RE、Al-10Sr进行精炼变质，保温20 min后扒渣，过滤，其中RE为La、Ce、Y的混合稀土；之后根据成分按照质量百分比，加入Al-30Si、Al-10Mg中间合金进行成分调整，再吹入氮气搅拌至合金成分均匀，静置保温30 min后得到成分调整的再生铝合金。
3）铸造成型，先将模具在200 ℃预热10 min，随后待步骤2）中制得铝合金熔体降温至690 ℃，进行浇注然后将得到的棒材空冷到室温。
步骤2）所述合金成分调整，按制备的再生铝合金的质量百分数的组分计：Si：7.5wt.%，Mg：0.2 wt.%，Mn：0.4 wt.%，La：0.45 wt.%，Ce：0.2 wt.%，Y：0.3 wt.%，Sr：0.05wt.%，余量为Al及Fe、Cu、Ti、V等杂质。其中测得：Fe：0.8 wt.％，Cu：0.5 wt.％，Ti：0.22wt.％，V：0.12 wt.％，且以Al15(Fe，Mn)3Si2、(Fe、Mn)Al6、CeFe5、Al2Cu、Al-Cu-RE或Al20（Ti，V）2La等形式存在。
本实施例得到的再生铝合金其室温拉伸力学性能为：抗拉强度185 MPa；断裂伸长率7.7%。
上述再生铝合金的制备方法，能够使制得的铝合金具有均匀分布的第二相和均匀细小的显微组织，有效改善再生铝合金的组织且能使制备的再生铝合金具有高纯净度；同时，该制备方法简单可靠，易于推广，该制备方法采用铸造成型工艺，能够适应不同场合的制备要求，利于产业化应用，减低技术难度与生产成本。
铝合金拉伸测试：参照《GB/T 228.1-2010金属材料拉伸试验第一部分：室温试验方法》测试的铝合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率。采用一般铸造方式得到不同成分配方的拉伸试棒(直径6.4mm*标距50mm)，采用型号为Labsans 30 kN的电子万能试验机进行拉伸性能测试，标距为50mm，加载速率为2mm/min，其测试结果如下表。
表1
本发明实施例中的配方及制备方法具有以下有益效果。
1、本发明的配方可使制备的铝合金具备良好的力学性能：稀土元素镧、铈、钇有效的将难去除的杂质转化为增强相，细化了晶粒，并且使得合金同时具有较高强度(185 MPa)和塑性(7.7 ％)。
2、本发明的配方制备原料成本低廉：该配方使用储量丰富、价格低廉的轻稀土元素对铝合金熔体进行除杂，能够大大减低生产成本。
3、本发明的制备方法简单可靠，易于推广，该制备方法采用普通铸成型工艺，能够适应不同场合的制备要求，有利于产业化应用简化合金种类，减低技术难度与生产成本。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (4)
1.一种废杂铝合金制备再生铝合金的方法，其特征是包括以下步骤：
（1）将待处理的废杂铝合金称重、用感应电炉加热熔炼，熔炼温度控制在730℃-760℃充分熔化，然后利用氩气进行除气；
（2）待步骤（1）熔化的再生铝合金熔体降温到720 ℃，向其中加入Al-20Mn、Al-30RE、Al-10Sr进行精炼变质，保温20 min后扒渣，过滤，其中RE为La、Ce、Y的混合稀土；之后根据成分按照质量百分比，加入Al-30Si、Al-10Mg中间合金进行成分调整，再吹入氮气搅拌至合金成分均匀，静置保温30 min后得到成分调整的再生铝合金；
（3）将步骤（2）中制得铝合金熔体浇注到模具中，冷却到室温得到铸锭；
步骤（2）所述的合金成分调整，按制备的再生铝合金的质量百分数的组分计：Si：6.5～7.5 wt.％，Mg：0.1～0.5 wt.％，La：0.1～1 wt.％，Ce：0.1～1.0 wt.％，Y：0.01～0.5wt.％，Sr：0.01～0.2 wt.％，Mn<0.5 wt.％，其中杂质控制在：Fe<1 wt.％，Cu<0.5 wt.％，Ti<0.25 wt.％，V<0.2 wt.％，余量为Al，且Y、La和Ce作为稀土元素，总量不超过1 wt.％。
2.根据权利要求1所述的一种废杂铝合金制备再生铝合金的方法，其特征是按制备的再生铝合金的质量百分数的组分为：Si：6.5～7.5 wt.％，Mg：0.1～0.3 wt.％，La：0.2～0.5 wt.％，Ce：0.2～0.5 wt.％，Y：0.1～0.3 wt.％，Sr：0.01～0.1 wt.％，Mn<0.5 wt.％，其中杂质控制在：Fe<0.5 wt.％，Cu<0.3 wt.％，Ti<0.25 wt.％，V<0.2 wt.％，余量为Al，且Y、La和Ce作为稀土元素，总量不超过1 wt.％。
3.根据权利要求1所述的一种废杂铝合金制备再生铝合金的方法，其特征是步骤（3）中所述的浇注温度区间是：650～700 ℃。
4.根据权利要求1所述的一种废杂铝合金制备再生铝合金的方法，其特征是步骤（3）中所述的模具的预热温度为200～250 ℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110516669.6A CN113278832A (zh) | 2021-05-12 | 2021-05-12 | 一种废杂铝合金制备再生铝合金的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110516669.6A CN113278832A (zh) | 2021-05-12 | 2021-05-12 | 一种废杂铝合金制备再生铝合金的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113278832A true CN113278832A (zh) | 2021-08-20 |
Family
ID=77278739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110516669.6A Pending CN113278832A (zh) | 2021-05-12 | 2021-05-12 | 一种废杂铝合金制备再生铝合金的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113278832A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115233016A (zh) * | 2022-08-02 | 2022-10-25 | 上海大学 | 一种基于Al-50Sn合金的铝熔体除铁方法 |
| CN115233021A (zh) * | 2022-08-22 | 2022-10-25 | 日铭电脑配件(上海)有限公司 | 一种再生铝合金的制备方法及制备的铝合金 |
| CN116397127A (zh) * | 2023-04-13 | 2023-07-07 | 肇庆市大正铝业有限公司 | 一种再生铝合金的制备方法及制备的铝合金 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104294068A (zh) * | 2014-10-11 | 2015-01-21 | 江苏大学 | 一种能提高a356铝合金细化变质效果的工艺方法 |
| CN106282630A (zh) * | 2016-10-12 | 2017-01-04 | 太原理工大学 | 一种细化800h耐蚀合金铸锭凝固组织的方法 |
| CN108359810A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-08-03 | 北京科技大学 | 一种环保型再生铝精炼剂及其使用方法 |
| CN109207757A (zh) * | 2018-09-19 | 2019-01-15 | 北京科技大学 | 一种报废汽车废杂铝再利用的方法 |
| CN109487107A (zh) * | 2019-01-09 | 2019-03-19 | 广东省材料与加工研究所 | 一种兼具富铁相变质的铸造铝合金的复合变质剂及其变质方法 |
| CN110079704A (zh) * | 2019-04-01 | 2019-08-02 | 华南理工大学 | 一种再生耐磨变形铝合金及其制备方法 |
| CN110885940A (zh) * | 2018-09-10 | 2020-03-17 | 嘉丰工业科技（惠州）有限公司 | 一种稀土铝合金材料及其制备方法 |
-
2021
- 2021-05-12 CN CN202110516669.6A patent/CN113278832A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104294068A (zh) * | 2014-10-11 | 2015-01-21 | 江苏大学 | 一种能提高a356铝合金细化变质效果的工艺方法 |
| CN106282630A (zh) * | 2016-10-12 | 2017-01-04 | 太原理工大学 | 一种细化800h耐蚀合金铸锭凝固组织的方法 |
| CN108359810A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-08-03 | 北京科技大学 | 一种环保型再生铝精炼剂及其使用方法 |
| CN110885940A (zh) * | 2018-09-10 | 2020-03-17 | 嘉丰工业科技（惠州）有限公司 | 一种稀土铝合金材料及其制备方法 |
| CN109207757A (zh) * | 2018-09-19 | 2019-01-15 | 北京科技大学 | 一种报废汽车废杂铝再利用的方法 |
| CN109487107A (zh) * | 2019-01-09 | 2019-03-19 | 广东省材料与加工研究所 | 一种兼具富铁相变质的铸造铝合金的复合变质剂及其变质方法 |
| CN110079704A (zh) * | 2019-04-01 | 2019-08-02 | 华南理工大学 | 一种再生耐磨变形铝合金及其制备方法 |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| 上海经济区铸造协会全国可锻铸铁科技情报网: "《日本现代铸造技术》", 30 April 1990 * |
| 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会: "《中华人民共和国国家标准GB/T 1173-2013》", 1 June 2014 * |
| 中国稀土公司科技办公室: "《全国稀土会议资料选编》", 30 June 1980 * |
| 姜玉敬等: "《再生铝产业研究与生产技术》", 30 April 2018, 冶金工业出版社 * |
| 宋东福等: "锰结合熔体保温再生铝降铁机制的探讨", 《稀有金属》 * |
| 熊仪: "对汽车轮毂用A356铝合金性能及再生铝使用的思考", 《资源再生》 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115233016A (zh) * | 2022-08-02 | 2022-10-25 | 上海大学 | 一种基于Al-50Sn合金的铝熔体除铁方法 |
| CN115233016B (zh) * | 2022-08-02 | 2023-02-03 | 上海大学 | 一种基于Al-50Sn合金的铝熔体除铁方法 |
| CN115233021A (zh) * | 2022-08-22 | 2022-10-25 | 日铭电脑配件(上海)有限公司 | 一种再生铝合金的制备方法及制备的铝合金 |
| CN115233021B (zh) * | 2022-08-22 | 2023-08-11 | 日铭电脑配件(上海)有限公司 | 一种再生铝合金的制备方法及制备的铝合金 |
| CN116397127A (zh) * | 2023-04-13 | 2023-07-07 | 肇庆市大正铝业有限公司 | 一种再生铝合金的制备方法及制备的铝合金 |
| CN116397127B (zh) * | 2023-04-13 | 2023-10-10 | 肇庆市大正铝业有限公司 | 一种再生铝合金的制备方法及制备的铝合金 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111411247B (zh) | 一种再生变形铝合金熔体的复合处理方法 | |
| CN113278832A (zh) | 一种废杂铝合金制备再生铝合金的方法 | |
| CN108425050B (zh) | 一种高强高韧铝锂合金及其制备方法 | |
| CN113234949B (zh) | 一种废杂铝合金制备再生变形铝合金的方法 | |
| CN108396204B (zh) | 一种亚共晶铝硅合金铸件及提高其性能的工艺方法 | |
| CN100577835C (zh) | 一种生产高硅铝合金的方法 | |
| CN110079712B (zh) | 铸态高韧压铸铝硅合金及其制备方法和应用 | |
| CN113667850B (zh) | 一种废杂铝合金制备zl111的方法 | |
| CN110819873A (zh) | 一种添加纳米氧化钇的高Nb-TiAl合金及其制备方法 | |
| CN101649405B (zh) | 一种Al-Mg-Mn-Zr-Sr合金及制备方法 | |
| CN111793758A (zh) | 架空导线用高导电率耐热铝合金单丝及其制备方法 | |
| CN101871068B (zh) | 一种含锡与铝的高强度高塑性镁合金及其制备方法 | |
| CN113278831B (zh) | 一种废杂铝制备再生adc12铝合金的方法 | |
| CN110885941B (zh) | 高韧性铝合金材料及其制备方法 | |
| CN110791688B (zh) | 一种高强高断裂韧性铝合金棒材及其制备方法 | |
| CN114703388A (zh) | 一种含Mn的Mg-Zn-Al系铸造镁合金晶粒细化的方法 | |
| CN1157485C (zh) | 钢水脱氧·合金添加复合用铝硅锰合金及其制备方法 | |
| CN109161767B (zh) | 一种含w相的抗蠕变性能镁合金及其制备方法 | |
| CN114836663B (zh) | 一种高强度铸造镁合金及其制备方法 | |
| CN114941089B (zh) | 一种高强高导电率的Al-Zr-Si型铝合金 | |
| CN113088737B (zh) | 一种共晶硅深度变质的复合变质剂及其制备方法 | |
| CN114672674B (zh) | 一种铸造-轧制高强高韧铝硅合金及其制备方法 | |
| CN117684053B (zh) | 免热处理的近共晶型压铸铝硅合金材料及其制备方法 | |
| CN102002649A (zh) | 高强韧镁基块体金属玻璃复合材料及其制备方法 | |
| CN113005348A (zh) | 一种镁-锌-锰-锡-钆-镝镁合金及其制备方法 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210820 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |