CN116397127A - 一种再生铝合金的制备方法及制备的铝合金 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及铝合金领域,具体涉及一种再生铝合金的制备方法及制备的铝合金,其中制备方法包括如下步骤:步骤1,将废铝制品进行除杂、清洗和粉碎;步骤2,将预处理废铝制品熔炼处理;步骤3,先检测含量,然后按比例添加各元素,使各元素含量均达到预期值;步骤4,添加微量的SnO2/Sn‑Zr合金粉末;步骤5,将电炉逐渐升温再降温,然后脱气;步骤6,检测各元素成分含量,然后精准地按比例调节各元素含量,加入细化剂,再次搅拌,过滤,浇铸成型,即得到再生铝合金。本发明中,针对性的制备出了SnO2/Sn‑Zr合金粉末用于辅助再生铝的性能增强,对于再生铝合金的强度和韧性有较为明显的改善。

Description

一种再生铝合金的制备方法及制备的铝合金
技术领域
本发明涉及铝合金领域,具体涉及一种再生铝合金的制备方法及制备的铝合金。
背景技术
传统原铝生产是以铝土矿为原料,经氧化铝电解生成电解铝(铝水),电解铝可以铸造成铝锭或添加合金元素后生产铝合金制品。铝金属抗腐蚀性强,因此可以多次循环利用,具有很强的可回收性。再生铝是指至少经过一次熔铸或加工并经回收和处理所获得的金属铝,再生铝的存在形式一般为铝合金。
再生铝行业属于上游的原材料行业。其上游主要是供给废铝材料的行业,下游为铝合金压铸件和铸造件的生产企业,终端主要应用在汽车、摩托车、机械设备、通信电子和家电家具行业中。再生铝合金锭的生产过程主要包括分选、预处理和熔炼、铸锭等工艺。首先需要通过分选和预处理,将原料中的塑料等非金属物质与金属物质区分开,并将金属物质中的其它金属分离并分类堆放。铝材料按配比熔化、合金化之后,需要将铝液进行精炼,以保证铝合金液品质。由上述流程中产出的熔融铝渣,会再次经过炒灰车间处理,再次分离出铝渣内少量残存铝合金液。其余精炼过后的铝液将会经过铸造或压铸,经检验合格后包装入库。废铝回收利用具备显著的经济优势。由于铝金属的抗腐蚀性强,除某些铝制的化工容器和装置外,铝在使用期间几乎不被腐蚀,损失极少,可以多次重复循环利用,因此,铝具有很强的可回收性,而且使用回收的废铝生产铝合金比用原铝生产具有显著的经济优势。
但是利用现有的再生铝生产高性能铝合金的过程中,再生铝受限于废铝原材料成分复杂的影响,从而使加工出的铝材延展性和坚硬度不够,在使用过程中,还容易出现变形、褪色、松动脱落等情况。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明的目的是提供一种再生铝合金的制备方法及制备的铝合金。
本发明的目的采用以下技术方案来实现:
第一方面,本发明提供一种再生铝合金的制备方法,包括如下步骤:
步骤1,将废铝制品进行除杂、清洗和粉碎后,得到预处理废铝制品;
步骤2,将预处理废铝制品放置在电炉内进行熔炼处理,在搅拌的条件下全部熔化后,形成第一铝液;
步骤3,先检测第一铝液中的各元素成分含量,然后按比例添加各元素,使各元素含量均达到预期值,形成第二铝液;
步骤4,然后再向第二铝液内添加微量的SnO2/Sn-Zr合金粉末,充分混合搅拌均匀后,得到第三铝液;
步骤5,将电炉逐渐升温,之后底吹氮气并不断搅拌,使温度再次降温至熔化温度,在该温度下持续搅拌一段时间,然后脱气,得到第四铝液;
步骤6,检测第四铝液中的各元素成分含量,然后精准地按比例调节各元素含量,充分混合后,加入细化剂,再次搅拌,过滤,浇铸成型,即得到再生铝合金。
优选地,所述步骤1中,废铝制品包括汽车铝制品废弃件、废弃铝芯电线、废弃易拉罐等以铝为主要成分的废弃产品中。
更优选地,本发明中所述废铝制品为铝芯电线,铝含量很高,接近于纯铝,杂质成分很少,因此只需要将表面处理好即可,而无需磁选,熔炼过程中也不需要有过多除杂步骤。
更优选地,所述步骤1中废铝制品为铝芯电线时的除杂步骤,是利用低温烘烤的方式将电线表面的塑料保护层软化,然后使用机械剥离的方式将塑料保护层剥离除去,该方式不仅不会产生有害气体更环保,而且还避免高温灼烧产生的杂质污染铝线而需要进一步清理的问题;其中,低温烘烤的温度为100-200℃,具体视电线表面塑料层的软化程度而定。
优选地,所述步骤1中,清洗是使用清水和酒精交替清洗,交替清洗次数至少为3次,酒精质量分数为30%-60%,清洗之后在烘箱内干燥。
优选地,所述步骤1中,粉碎是将清洗后的废铝制品在粉碎机内粉碎成粉状颗粒,使颗粒直径小于1mm,磁选是将粉碎后的颗粒使用磁性材料除去其中的磁性杂质。
优选地,所述步骤2中,熔炼温度为690-710℃;搅拌速度是80-100r/min。
优选地,所述步骤3中,检测成分含量之前,需要将第一铝液搅拌均匀;各元素含量达到预期值附近即可,不需要完全精准。
优选地,所述步骤4中,SnO2/Sn-Zr合金粉末的粒径是40-100μm。
优选地,所述步骤5中,逐渐升温的温度为860-880℃,升温速率是10-15℃/min。
优选地,所述步骤5中,持续搅拌一段时间是指搅拌20-30min。
优选地,所述步骤6中,细化剂为Al-Ti-B中间合金,其中,Ti的质量含量为3.78%,B的质量含量为0.8%,其余为铝;细化剂的粒径为10-30μm,细化剂的加入量是废铝制品质量的0.32%-0.54%;再次搅拌时间是0.5-1h。
优选地,所述SnO2/Sn-Zr合金粉末的制备方法包括:
S1.称取一定量的Sn-Zr合金粉末和酒精混合在一起,超声处理后,滤除液体,然后将合金粉末放置在HCl溶液内,室温下搅拌后,再次滤除液体,然后将合金粉末置于去离子水内洗涤至洗涤液的pH=7,真空干燥,即得到前处理后的Sn-Zr合金粉末;
S2.取二氯化锡、盐酸和乙醇混合在一起,室温下超声处理,然后加入去离子水,继续超声处理5-10min,得到锡溶胶;
S3.将Sn-Zr合金粉末分散在锡溶胶内,先超声均匀,然后在室温条件下搅拌,然后滤除液体后,将固体粉末使用去离子水洗涤至中性,真空干燥后,得到预处理SnO2/Sn-Zr合金粉末;
S4.将SnO2/Sn-Zr合金前驱物粉末放置在坩埚内,并将坩埚放置在高温石墨炉内热处理,然后随炉自然冷却至常温,即得到SnO2/Sn-Zr合金粉末。
优选地,所述S1中,Sn-Zr的成分按照质量百分比计算,包括:
Sn:1.7%,Fe:0.22%,Cr:0.1%,Ni:0.06%,余量为Zr以及不可避免的杂质。
优选地,所述S1中,酒精质量浓度是50%,Sn-Zr合金粉末和酒精的质量比例是1:10-20。
优选地,所述S1、所述S2和所述S3中,超声的频率均为30-50KHz,未提及的超声时间均为1h。
优选地,所述S1中,HCl溶液的浓度是1-1.5mol/L,合金粉末加入至HCl溶液后,室温下以200-300r/min的速度搅拌0.5h。
优选地,所述S1中,真空干燥是在60℃真空干燥箱内干燥3-6h。
优选地,所述S2中,盐酸的质量分数是35%,二氯化锡、盐酸、乙醇和去离子水的质量比例是1.9-2.8:0.6-1.2:15-20:20-30。
优选地,所述S3中,在室温条件下搅拌是持续以150-200r/min的速度搅拌12-18h;所述真空干燥是在真空干燥箱内干燥6-10h。
优选地,所述S3中,前处理后的Sn-Zr合金粉末与锡溶胶的质量比例是1:20-40。
优选地,所述S4中,热处理过程包括:将高温石墨炉升温至175-200℃,升温速度为3-6℃/min,保温2-4h。
第二方面,本发明提供一种铝合金,所述铝合金是采用再生铝合金的制备方法制备得到。
优选地,所述铝合金的成分按照质量百分比计算,包括:
Mg:2.1%-2.5%,Si:0.22%-0.32%,Fe:0.3%-0.6%,Mn:0.08%-0.12%,Cu:0.11%-0.13%,Sn:0.08%-0.12%,Zr:0.14%-0.28%,余量为铝以及不可避免的杂质。
本发明的有益效果为:
1、本发明中,针对性的制备出了SnO2/Sn-Zr合金粉末用于辅助再生铝的性能增强,SnO2/Sn-Zr合金粉末的加入量虽然是比较微量的,但是在再生铝合金的性能提升上还是占据了重要作用,对于再生铝合金的强度和韧性有较为明显的改善。
2、金属Zr具有很强的硬度,但是作为单质加入铝合金中后,会容易影响到铝合金后期的晶粒细化效果,因此在现有铝合金材料中比较少加或基本不加,而本发明通过在含有锡的Sn-Zr合金粉末表面包覆SnO2,SnO2本身比较稳定,与铝的相容性也较好,在保障加入适量锆的同时还不会影响到细化晶粒,综上改善了再生铝合金的强度和韧性。
3、在Sn-Zr合金粉末与锡溶胶作用的过程中,Sn-Zr合金粉末中的锡金属能够与锡溶胶中的盐酸反应,不仅在合金表面产生空位,而且也进一步促进二氧化锡的形成,从而使最终Sn-Zr合金粉末的表面与SnO2结合性更强。此外,后续进一步的热处理步骤,也是为了进一步增强SnO2与Sn-Zr合金粉末的结合性。
具体实施方式
为了更清楚的说明本发明,对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解,现对本发明的技术方案进行以下详细说明,但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
下面结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种再生铝合金,成分按照质量百分比计算,包括:
Mg:2.3%,Si:0.22%,Fe:0.5%,Mn:0.12%,Cu:0.11%,Sn:0.1%,Zr:0.21%,余量为铝以及不可避免的杂质。
上述再生铝合金的制备方法,包括如下步骤:
步骤1,将铝芯电线使用低温烘烤的方式将电线表面的塑料保护层软化,然后使用机械剥离的方式将塑料保护层剥离除去,该方式不仅不会产生有害气体更环保,而且还避免高温灼烧产生的杂质污染铝线而需要进一步清理的问题;其中,低温烘烤的温度为150℃;然后使用清水和酒精交替清洗,交替清洗次数至少为3次,酒精质量分数为50%,清洗之后在烘箱内干燥;将清洗后的废铝制品在粉碎机内粉碎成粉状颗粒,使颗粒直径小于1mm,得到预处理废铝制品;铝芯电线的铝含量很高,接近于纯铝,杂质成分很少,因此只需要将表面处理好即可,而无需磁选,熔炼过程中也不需要有过多除杂步骤;
步骤2,将预处理废铝制品放置在电炉内进行熔炼处理,熔炼温度为700℃,在搅拌的条件下全部熔化后,搅拌速度是100r/min,形成第一铝液;
步骤3,将第一铝液搅拌均匀,检测第一铝液中的各元素成分含量,然后按比例添加各元素,各元素含量达到预期值附近即可,不需要完全精准,形成第二铝液;
步骤4,然后再向第二铝液内添加微量的粒径是60±5μm的SnO2/Sn-Zr合金粉末,充分混合搅拌均匀后,得到第三铝液;
步骤5,将电炉逐渐升温至870℃,升温速率是10℃/min,之后底吹氮气并不断搅拌,使温度再次降温至熔化温度,在该温度下持续搅拌30min,然后脱气,得到第四铝液;
步骤6,检测第四铝液中的各元素成分含量,然后精准地按比例调节各元素含量,充分混合后,加入细化剂Al-Ti-B中间合金,其中,Ti的质量含量为3.78%,B的质量含量为0.8%,其余为铝;细化剂的粒径为20μm,细化剂的加入量是废铝制品质量的0.44%;再次搅拌时间是1h,过滤,浇铸成型,即得到再生铝合金。
上述步骤4中,SnO2/Sn-Zr合金粉末的制备方法包括:
S1.称取一定量的Sn-Zr合金粉末和质量浓度是50%的酒精混合在一起,Sn-Zr合金粉末和酒精的质量比例是1:15,40KHz超声处理1h后,滤除液体,然后将合金粉末放置在1.5mol/L的HCl溶液内,室温下以250r/min的速度搅拌0.5h,再次滤除液体,然后将合金粉末置于去离子水内洗涤至洗涤液的pH=7,60℃真空干燥箱内干燥5h,即得到前处理后的Sn-Zr合金粉末;
其中,Sn-Zr的成分按照质量百分比计算,包括:
Sn:1.7%,Fe:0.22%,Cr:0.1%,Ni:0.06%,余量为Zr以及不可避免的杂质。
S2.取二氯化锡、质量分数是35%的盐酸和乙醇混合在一起,室温下超声处理,然后加入去离子水,继续超声处理10min,得到锡溶胶;其中,二氯化锡、盐酸、乙醇和去离子水的质量比例是2.4:0.9:18:25。
S3.将Sn-Zr合金粉末分散在锡溶胶内,Sn-Zr合金粉末与锡溶胶的质量比例是1:30,先超声均匀,然后在室温条件下以200r/min的速度搅拌15h,然后滤除液体后,将固体粉末使用去离子水洗涤至中性,在真空干燥箱内干燥8h,得到预处理SnO2/Sn-Zr合金粉末;
S4.将SnO2/Sn-Zr合金前驱物粉末放置在坩埚内,并将坩埚放置在高温石墨炉内热处理,将高温石墨炉升温至200℃,升温速度为4℃/min,保温3h,然后随炉自然冷却至常温,即得到SnO2/Sn-Zr合金粉末。
实施例2
一种再生铝合金,成分按照质量百分比计算,包括:
Mg:2.1%,Si:0.28%,Fe:0.3%,Mn:0.1%,Cu:0.12%,Sn:0.08%,Zr:0.14%,余量为铝以及不可避免的杂质。
上述再生铝合金的制备方法,包括如下步骤:
步骤1,将铝芯电线使用低温烘烤的方式将电线表面的塑料保护层软化,然后使用机械剥离的方式将塑料保护层剥离除去,该方式不仅不会产生有害气体更环保,而且还避免高温灼烧产生的杂质污染铝线而需要进一步清理的问题;其中,低温烘烤的温度为100-200℃,具体视电线表面塑料层的软化程度而定;然后使用清水和酒精交替清洗,交替清洗次数至少为3次,酒精质量分数为30%,清洗之后在烘箱内干燥;将清洗后的废铝制品在粉碎机内粉碎成粉状颗粒,使颗粒直径小于1mm,得到预处理废铝制品;铝芯电线的铝含量很高,接近于纯铝,杂质成分很少,因此只需要将表面处理好即可,而无需磁选,熔炼过程中也不需要有过多除杂步骤;
步骤2,将预处理废铝制品放置在电炉内进行熔炼处理,熔炼温度为690℃,在搅拌的条件下全部熔化后,搅拌速度是80r/min,形成第一铝液;
步骤3,将第一铝液搅拌均匀,检测第一铝液中的各元素成分含量,然后按比例添加各元素,各元素含量达到预期值附近即可,不需要完全精准,形成第二铝液;
步骤4,然后再向第二铝液内添加微量的粒径是40μm的SnO2/Sn-Zr合金粉末,充分混合搅拌均匀后,得到第三铝液;
步骤5,将电炉逐渐升温至860℃,升温速率是10℃/min,之后底吹氮气并不断搅拌,使温度再次降温至熔化温度,在该温度下持续搅拌20min,然后脱气,得到第四铝液;
步骤6,检测第四铝液中的各元素成分含量,然后精准地按比例调节各元素含量,充分混合后,加入细化剂Al-Ti-B中间合金,其中,Ti的质量含量为3.78%,B的质量含量为0.8%,其余为铝;细化剂的粒径为10μm,细化剂的加入量是废铝制品质量的0.32%;再次搅拌时间是0.5h,过滤,浇铸成型,即得到再生铝合金。
上述步骤4中,SnO2/Sn-Zr合金粉末的制备方法包括:
S1.称取一定量的Sn-Zr合金粉末和质量浓度是50%的酒精混合在一起,Sn-Zr合金粉末和酒精的质量比例是1:10,30KHz超声处理1h后,滤除液体,然后将合金粉末放置在1mol/L的HCl溶液内,室温下以200r/min的速度搅拌0.5h,再次滤除液体,然后将合金粉末置于去离子水内洗涤至洗涤液的pH=7,60℃真空干燥箱内干燥3h,即得到前处理后的Sn-Zr合金粉末;
其中,Sn-Zr的成分按照质量百分比计算,包括:
Sn:1.7%,Fe:0.22%,Cr:0.1%,Ni:0.06%,余量为Zr以及不可避免的杂质。
S2.取二氯化锡、质量分数是35%的盐酸和乙醇混合在一起,室温下超声处理,然后加入去离子水,继续超声处理5min,得到锡溶胶;其中,二氯化锡、盐酸、乙醇和去离子水的质量比例是1.9:0.6:15:20。
S3.将Sn-Zr合金粉末分散在锡溶胶内,Sn-Zr合金粉末与锡溶胶的质量比例是1:20,先超声均匀,然后在室温条件下以150r/min的速度搅拌12h,然后滤除液体后,将固体粉末使用去离子水洗涤至中性,在真空干燥箱内干燥6h,得到预处理SnO2/Sn-Zr合金粉末;
S4.将SnO2/Sn-Zr合金前驱物粉末放置在坩埚内,并将坩埚放置在高温石墨炉内热处理,将高温石墨炉升温至175℃,升温速度为3℃/min,保温2h,然后随炉自然冷却至常温,即得到SnO2/Sn-Zr合金粉末。
实施例3
一种再生铝合金,成分按照质量百分比计算,包括:
Mg:2.5%,Si:0.32%,Fe:0.6%,Mn:0.08%,Cu:0.13%,Sn:0.12%,Zr:0.28%,余量为铝以及不可避免的杂质。
上述再生铝合金的制备方法,包括如下步骤:
步骤1,将铝芯电线使用低温烘烤的方式将电线表面的塑料保护层软化,然后使用机械剥离的方式将塑料保护层剥离除去,该方式不仅不会产生有害气体更环保,而且还避免高温灼烧产生的杂质污染铝线而需要进一步清理的问题;其中,低温烘烤的温度为100-200℃,具体视电线表面塑料层的软化程度而定;然后使用清水和酒精交替清洗,交替清洗次数至少为3次,酒精质量分数为60%,清洗之后在烘箱内干燥;将清洗后的废铝制品在粉碎机内粉碎成粉状颗粒,使颗粒直径小于1mm,得到预处理废铝制品;铝芯电线的铝含量很高,接近于纯铝,杂质成分很少,因此只需要将表面处理好即可,而无需磁选,熔炼过程中也不需要有过多除杂步骤;
步骤2,将预处理废铝制品放置在电炉内进行熔炼处理,熔炼温度为710℃,在搅拌的条件下全部熔化后,搅拌速度是100r/min,形成第一铝液;
步骤3,将第一铝液搅拌均匀,检测第一铝液中的各元素成分含量,然后按比例添加各元素,各元素含量达到预期值附近即可,不需要完全精准,形成第二铝液;
步骤4,然后再向第二铝液内添加微量的粒径是100μm的SnO2/Sn-Zr合金粉末,充分混合搅拌均匀后,得到第三铝液;
步骤5,将电炉逐渐升温至880℃,升温速率是15℃/min,之后底吹氮气并不断搅拌,使温度再次降温至熔化温度,在该温度下持续搅拌30min,然后脱气,得到第四铝液;
步骤6,检测第四铝液中的各元素成分含量,然后精准地按比例调节各元素含量,充分混合后,加入细化剂Al-Ti-B中间合金,其中,Ti的质量含量为3.78%,B的质量含量为0.8%,其余为铝;细化剂的粒径为30μm,细化剂的加入量是废铝制品质量的0.54%;再次搅拌时间是1h,过滤,浇铸成型,即得到再生铝合金。
上述步骤4中,SnO2/Sn-Zr合金粉末的制备方法包括:
S1.称取一定量的Sn-Zr合金粉末和质量浓度是50%的酒精混合在一起,Sn-Zr合金粉末和酒精的质量比例是1:20,50KHz超声处理1h后,滤除液体,然后将合金粉末放置在1.5mol/L的HCl溶液内,室温下以300r/min的速度搅拌0.5h,再次滤除液体,然后将合金粉末置于去离子水内洗涤至洗涤液的pH=7,60℃真空干燥箱内干燥6h,即得到前处理后的Sn-Zr合金粉末;
其中,Sn-Zr的成分按照质量百分比计算,包括:
Sn:1.7%,Fe:0.22%,Cr:0.1%,Ni:0.06%,余量为Zr以及不可避免的杂质。
S2.取二氯化锡、质量分数是35%的盐酸和乙醇混合在一起,室温下超声处理,然后加入去离子水,继续超声处理10min,得到锡溶胶;其中,二氯化锡、盐酸、乙醇和去离子水的质量比例是2.8:1.2:20:30。
S3.将Sn-Zr合金粉末分散在锡溶胶内,Sn-Zr合金粉末与锡溶胶的质量比例是1:40,先超声均匀,然后在室温条件下以200r/min的速度搅拌18h,然后滤除液体后,将固体粉末使用去离子水洗涤至中性,在真空干燥箱内干燥10h,得到预处理SnO2/Sn-Zr合金粉末;
S4.将SnO2/Sn-Zr合金前驱物粉末放置在坩埚内,并将坩埚放置在高温石墨炉内热处理,将高温石墨炉升温至200℃,升温速度为6℃/min,保温4h,然后随炉自然冷却至常温,即得到SnO2/Sn-Zr合金粉末。
对比例1
一种再生铝合金,与实施例1相比,不加入SnO2/Sn-Zr合金粉末,其余步骤与实施例1相同。
对比例2
一种再生铝合金,与实施例1相比,不加入SnO2/Sn-Zr合金粉末,按照实施例1中Sn元素和Zr元素的含量添加金属单质,使各成分的最终含量控制与实施例1相同。
对比例3
一种再生铝合金,与实施例1相比,不加入SnO2/Sn-Zr合金粉末,并以SnO2与Sn-Zr合金粉末的混合物替代,通过调整使各成分最终含量控制与实施例1相同,其余步骤与实施例1相同。
其中,Sn-Zr的成分按照质量百分比计算,包括:
Sn:1.7%,Fe:0.22%,Cr:0.1%,Ni:0.06%,余量为Zr以及不可避免的杂质。
实验例
将实施例1、对比例1-3制备得到的再生铝合金进行检测比较,参考标准GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验》,检测其性能表现,结果如表1所示。
表1不同再生铝合金性能表现
实施例1 对比例1 对比例2 对比例3
屈服强度(MPa) 174 141 160 165
抗拉强度(MPa) 218 159 182 190
延伸率(%) 9.6 7.1 8.2 8.7
由表1中看出,本发明的实施例1无论在屈服强度和抗拉强度的表现上,或者在延伸率的表现上都更加优秀,说明相比较于不加入SnO2/Sn-Zr合金粉末,或者分开以SnO2和Sn-Zr合金粉末分开添加的模式加入,包覆型的SnO2/Sn-Zr合金粉末能够对于再生铝合金具有更好的增强表现。
最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种再生铝合金的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1,将废铝制品进行除杂、清洗和粉碎后,得到预处理废铝制品;
步骤2,将预处理废铝制品放置在电炉内进行熔炼处理,在搅拌的条件下全部熔化后,形成第一铝液;
步骤3,先检测第一铝液中的各元素成分含量,然后按比例添加各元素,使各元素含量均达到预期值,形成第二铝液;
步骤4,然后再向第二铝液内添加微量的SnO2/Sn-Zr合金粉末,同时不断检测元素含量,充分混合搅拌均匀后,得到第三铝液;
步骤5,将电炉逐渐升温,之后底吹氮气并不断搅拌,使温度再次降温至熔化温度,在该温度下持续搅拌一段时间,然后脱气,得到第四铝液;
步骤6,检测第四铝液中的各元素成分含量,然后精准地按比例调节各元素含量,充分混合后,加入细化剂,再次搅拌,过滤,浇铸成型,即得到再生铝合金。
2.根据权利要求1所述的一种再生铝合金的制备方法,其特征在于,所述步骤1中,废铝制品包括汽车铝制品废弃件、废弃铝芯电线、废弃易拉罐等以铝为主要成分的废弃产品中。
3.根据权利要求1所述的一种再生铝合金的制备方法,其特征在于,所述步骤1中,所述步骤1中,清洗是使用清水和酒精交替清洗,交替清洗次数至少为3次,酒精质量分数为30%-60%,清洗之后在烘箱内干燥;粉碎是将清洗后的废铝制品在粉碎机内粉碎成粉状颗粒,使颗粒直径小于1mm,磁选是将粉碎后的颗粒使用磁性材料除去其中的磁性杂质。
4.根据权利要求1所述的一种再生铝合金的制备方法,其特征在于,所述步骤2中,熔炼温度为690-710℃;搅拌速度是80-100r/min。
5.根据权利要求1所述的一种再生铝合金的制备方法,其特征在于,所述步骤3中,检测成分含量之前,需要将第一铝液搅拌均匀;各元素含量达到预期值附近即可,不需要完全精准;所述步骤4中,SnO2/Sn-Zr合金粉末的粒径是40-100μm。
6.根据权利要求1所述的一种再生铝合金的制备方法,其特征在于,所述步骤5中,逐渐升温的温度为860-880℃,升温速率是10-15℃/min;持续搅拌一段时间是指搅拌20-30min。
7.根据权利要求1所述的一种再生铝合金的制备方法,其特征在于,所述步骤6中,细化剂为Al-Ti-B中间合金,其中,Ti的质量含量为3.78%,B的质量含量为0.8%,其余为铝;细化剂的粒径为10-30μm,细化剂的加入量是废铝制品质量的0.32%-0.54%;再次搅拌时间是0.5-1h。
8.根据权利要求1所述的一种再生铝合金的制备方法,其特征在于,所述SnO2/Sn-Zr合金粉末的制备方法包括:
S1.称取一定量的Sn-Zr合金粉末和酒精混合在一起,超声处理后,滤除液体,然后将合金粉末放置在HCl溶液内,室温下搅拌后,再次滤除液体,然后将合金粉末置于去离子水内洗涤至洗涤液的pH=7,真空干燥,即得到前处理后的Sn-Zr合金粉末;
S2.取二氯化锡、盐酸和乙醇混合在一起,室温下超声处理,然后加入去离子水,继续超声处理5-10min,得到锡溶胶;
S3.将前处理后的Sn-Zr合金粉末分散在锡溶胶内,先超声均匀,然后在室温条件下搅拌,然后滤除液体后,将固体粉末使用去离子水洗涤至中性,真空干燥后,得到预处理SnO2/Sn-Zr合金粉末;
S4.将SnO2/Sn-Zr合金前驱物粉末放置在坩埚内,并将坩埚放置在高温石墨炉内热处理,然后随炉自然冷却至常温,即得到SnO2/Sn-Zr合金粉末。
9.一种铝合金,其特征在于,所述铝合金是采用权利要求1-9任一制备方法制备得到。
10.根据权利要求9所述的一种铝合金,其特征在于,所述铝合金的成分按照质量百分比计算,包括:
Mg:2.1%-2.5%,Si:0.22%-0.32%,Fe:0.3%-0.6%,Mn:0.08%-0.12%,Cu:0.11%-0.13%,Sn:0.08%-0.12%,Zr:0.14%-0.28%,余量为铝以及不可避免的杂质。
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