CN116463519A - 一种铝合金熔炼工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种铝合金熔炼工艺，其步骤如下：步骤一，熔炼前准备；步骤二，熔化；步骤三，清渣；步骤四，精炼；步骤五，浇筑样块并检测；步骤六，清炉。本发明详细表明了投料顺序以及熔化和精炼的具体步骤及相关温度参数，采用本发明进行铝合金熔炼时，不仅操作条理清晰，还避免了生产的产品中存在缩孔、气孔、疏松等质量问题，避免影响生产效率和产品的交付率。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金材料制备领域，尤其涉及一种铝合金熔炼工艺。
背景技术
铝合金锭是以纯铝及回收铝为原料，依照国际标准或特殊要求添加其他元素，如：硅(Si)、铜(Cu)、镁(Mg)、铁(Fe)等，改善纯铝在铸造性、化学性及物理性的不足调配出来的合金，其一般应用于铸造业。
熔炼是铝合金铸造中至关重要的一个环节，但相关资料中对熔炼过程中的各工序涉及到的数值参数(如液体的精炼除气、液体变质温度等数值)比较含糊，导致生产的产品中存在缩孔、气孔、疏松等质量问题，严重影响了生产效率，产品的交付率。
发明内容
本发明旨在解决现有技术的不足，而提供一种铝合金熔炼工艺。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种铝合金熔炼工艺，其步骤如下：
步骤一：熔炼前期准备；
A1、熔炼工具准备；
A2、确定待熔炼的各炉料及配比；
A3、确定待熔炼的各炉料装料顺序，即：第一阶段，小体积的回炉料和熔点低的铝合金锭；第二阶段，大体积、熔点高的铝锭和中间合金；第三阶段，易烧损元素；
A4、待熔炼炉料表面处理；
步骤二：熔化；
B1、将熔化炉进行预热，到达预定温度后开始按照A3中的装料顺序投料；
B2、投入第一阶段炉料，熔化炉升温至670℃-700℃，回炉料和铝合金全部熔化；
B3、投入第二阶段炉料，熔化炉温度控制在720℃-750℃，铝锭熔化部分后，加入熔点高的中间合金，期间进行搅拌，将未熔化炉料浸入铝液中搅拌均匀，避免局部过热直至铝锭基本熔化完全；
B4、投入第三阶段炉料，熔化炉温度控制在720℃-750℃，直至熔炼完全；
步骤三：清渣；
步骤四：精炼；
C1、精炼剂和变质剂的处理：将精炼剂和变质剂在干燥的烘箱内进行烘烤，且烘烤温度在240℃-260℃并恒温3小时；
C2、将精炼剂分为等量的三份并分三次加入铝液中，且三次添加精炼剂之间的时间间隔为10min-15min；在第三次添加精炼剂结束后立即将铝液的温度控制在720℃-740℃之间；精炼剂添加结束后扒净渣滓；
C3、铝液转入转浇包前，在炉底加入长效变质剂，变质时长持续6-8h，长效变质剂在炉底熔化后，利用旋转除气进行搅拌均匀，减轻偏析；变质结束后扒净渣滓；
步骤五：浇筑样块并检测；
步骤六：清炉。
特别的，B1中熔化炉预热过程为：第一阶段，15min内温度由0℃匀速升至120℃；第二阶段，达到120℃保温24min；第三阶段，120℃保温结束后，45min内使温度由120℃匀速升至580℃；第四阶段，温度升至580℃时维持并等待炉料投入。
特别的，B2中，在熔化过程中加入0.4％-0.5％的覆盖剂，保护铝合金表面氧化膜不会被破坏。
特别的，B3中，在熔化过程中加入钛剂，起到细化组织，提高强度和延伸率作用。
特别的，步骤三中，将0.2％-0.5％清渣剂均匀洒在铝液表面，并进行浅度均匀搅拌，静置10-15min后将铝渣扒出。
本发明的有益效果是：
本发明详细表明了投料顺序以及熔化和精炼的具体步骤及相关温度参数，采用本发明进行铝合金熔炼时，不仅操作条理清晰，还避免了生产的产品中存在缩孔、气孔、疏松等质量问题，避免影响生产效率和产品的交付率。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
一种铝合金熔炼工艺，其步骤如下：
步骤一：熔炼前期准备；
A1、熔炼工具准备；铝合金熔炼中比较经济和常用的熔炼方式为燃气炉熔化，要求：快速熔化、时间短、吸气少。
A2、确定待熔炼的各炉料及配比；在实际生产过程中，铸造铝合金根据各类化学元素含量多少进行分类，对铝合金进行熔炼前，按照要求进行配料，配料根据合金牌号，需要考虑新料、回炉料、中间合金及各种元素熔炼过程烧损。
A3、确定待熔炼的各炉料装料顺序，即：第一阶段，小体积的回炉料和熔点低的铝合金锭；第二阶段，大体积、熔点高的铝锭和中间合金；第三阶段，易烧损元素；投料原则为：先小后大，先易熔后难熔，先少烧损后易烧损，最后进行变质。装入的炉料在熔化炉内均匀分布，防止偏重，第一阶段炉料装在最下层，可减少烧损，同时还可保护炉体免受大块料的直接冲击而损坏；第二阶段炉料装在上层，炉内上部温度高容易炼化，也有充分时间扩散，保证分布均匀，有利于熔体的成分控制。
A4、待熔炼炉料表面处理；去掉表面氧化物、污物等。
步骤二：熔化；
B1、将熔化炉进行预热，到达预定温度后开始按照A3中的装料顺序投料；其中，B1中熔化炉预热过程为：第一阶段，15min内温度由0℃匀速升至120℃；第二阶段，达到120℃保温24min；第三阶段，120℃保温结束后，45min内使温度由120℃匀速升至580℃；第四阶段，温度升至580℃时维持并等待炉料投入。
B2、投入第一阶段炉料，熔化炉升温至670℃-700℃，回炉料和铝合金全部熔化；其中，在熔化过程中加入0.4％-0.5％的覆盖剂，保护铝合金表面氧化膜不会被破坏；熔化过程中随着炉料温度的升高，特别是当炉料开始熔化后，金属外层表面所覆盖的氧化膜很容易破裂，将逐渐失去保护作用，气体在这时候很容易侵入，造成内部金属的进一步氧化；并且已熔化的液体或液流向炉底流动，当液滴或液流进入底部汇集起来时，其表卖弄的氧化膜就会混入熔体汇总，为了防止金属进一步养护和减少进入熔体的氧化膜，在炉料软化下塌时，向金属表卖弄洒覆盖剂，同时还可减少熔化过程中的金属吸气。
B3、投入第二阶段炉料，熔化炉温度控制在720℃-750℃，铝锭熔化部分后，加入熔点高的中间合金，期间进行搅拌，将未熔化炉料浸入铝液中搅拌均匀，避免局部过热直至铝锭基本熔化完全；其中，在熔化过程中加入钛剂，钛在合金中形成异质晶核，起到细化组织，提高强度和延伸率作用，将其压入铝液中熔化，减少烧损。
B4、投入第三阶段炉料，熔化炉温度控制在720℃-750℃，直至熔炼完全。
步骤三：清渣；将0.2％-0.5％清渣剂均匀洒在铝液表面，并进行浅度均匀搅拌，静置10-15min后将铝渣扒出。
步骤四：精炼；
C1、精炼剂和变质剂的处理：将精炼剂和变质剂在干燥的烘箱内进行烘烤，且烘烤温度在240℃-260℃并恒温3小时。
C2、将精炼剂分为等量的三份并分三次加入铝液中，且三次添加精炼剂之间的时间间隔为10min-15min；在第三次添加精炼剂结束后立即将铝液的温度控制在720℃-740℃之间；精炼剂添加结束后扒净渣滓。
C3、铝液转入转浇包前，在炉底加入长效变质剂，变质时长持续6-8h，长效变质剂在炉底熔化后，利用旋转除气进行搅拌均匀，减轻偏析；变质结束后扒净渣滓。
步骤五：浇筑样块并检测。
步骤六：清炉。
实施例1
一种铝合金熔炼工艺，其步骤如下：
步骤一：熔炼前期准备；
A1、熔炼工具准备；
A2、确定待熔炼的各炉料及配比；
A3、确定待熔炼的各炉料装料顺序；
A4、待熔炼炉料表面处理；
步骤二：熔化；
B1、将熔化炉进行预热，到达预定温度后开始按照A3中的装料顺序投料；其中，B1中熔化炉预热过程为：第一阶段，15min内温度由0℃匀速升至120℃；第二阶段，达到120℃保温24min；第三阶段，120℃保温结束后，45min内使温度由120℃匀速升至580℃；第四阶段，温度升至580℃时维持并等待炉料投入。
B2、投入第一阶段炉料，熔化炉升温至670℃，回炉料和铝合金全部熔化；其中，在熔化过程中加入0.4％的覆盖剂，保护铝合金表面氧化膜不会被破坏；
B3、投入第二阶段炉料，熔化炉温度控制在720℃，铝锭熔化部分后，加入熔点高的中间合金，期间进行搅拌，将未熔化炉料浸入铝液中搅拌均匀，避免局部过热直至铝锭基本熔化完全；其中，在熔化过程中加入钛剂，钛在合金中形成异质晶核，起到细化组织，提高强度和延伸率作用，将其压入铝液中熔化，减少烧损。
B4、投入第三阶段炉料，熔化炉温度控制在720℃，直至熔炼完全；
步骤三：清渣；将0.2％清渣剂均匀洒在铝液表面，并进行浅度均匀搅拌，静置10min后将铝渣扒出；
步骤四：精炼；
C1、精炼剂和变质剂的处理：将精炼剂和变质剂在干燥的烘箱内进行烘烤，且烘烤温度在240℃并恒温3小时；
C2、将精炼剂分为等量的三份并分三次加入铝液中，且三次添加精炼剂之间的时间间隔为10min；在第三次添加精炼剂结束后立即将铝液的温度控制在720℃；精炼剂添加结束后扒净渣滓；
C3、铝液转入转浇包前，在炉底加入长效变质剂，变质时长持续6h，长效变质剂在炉底熔化后，利用旋转除气进行搅拌均匀，减轻偏析；变质结束后扒净渣滓；
步骤五：浇筑样块并检测；
步骤六：清炉。
实施例2
一种铝合金熔炼工艺，其步骤如下：
步骤一：熔炼前期准备；
A1、熔炼工具准备；
A2、确定待熔炼的各炉料及配比；
A3、确定待熔炼的各炉料装料顺序；
A4、待熔炼炉料表面处理；
步骤二：熔化；
B1、将熔化炉进行预热，到达预定温度后开始按照A3中的装料顺序投料；其中，B1中熔化炉预热过程为：第一阶段，15min内温度由0℃匀速升至120℃；第二阶段，达到120℃保温24min；第三阶段，120℃保温结束后，45min内使温度由120℃匀速升至580℃；第四阶段，温度升至580℃时维持并等待炉料投入。
B2、投入第一阶段炉料，熔化炉升温至685℃，回炉料和铝合金全部熔化；其中，在熔化过程中加入0.45％的覆盖剂，保护铝合金表面氧化膜不会被破坏；
B3、投入第二阶段炉料，熔化炉温度控制在735℃，铝锭熔化部分后，加入熔点高的中间合金，期间进行搅拌，将未熔化炉料浸入铝液中搅拌均匀，避免局部过热直至铝锭基本熔化完全；其中，在熔化过程中加入钛剂，钛在合金中形成异质晶核，起到细化组织，提高强度和延伸率作用，将其压入铝液中熔化，减少烧损。
B4、投入第三阶段炉料，熔化炉温度控制在735℃，直至熔炼完全；
步骤三：清渣；将0.35％清渣剂均匀洒在铝液表面，并进行浅度均匀搅拌，静置13min后将铝渣扒出；
步骤四：精炼；
C1、精炼剂和变质剂的处理：将精炼剂和变质剂在干燥的烘箱内进行烘烤，且烘烤温度在250℃并恒温3小时；
C2、将精炼剂分为等量的三份并分三次加入铝液中，且三次添加精炼剂之间的时间间隔为13min；在第三次添加精炼剂结束后立即将铝液的温度控制在730℃；精炼剂添加结束后扒净渣滓；
C3、铝液转入转浇包前，在炉底加入长效变质剂，变质时长持续7h，长效变质剂在炉底熔化后，利用旋转除气进行搅拌均匀，减轻偏析；变质结束后扒净渣滓；
步骤五：浇筑样块并检测；
步骤六：清炉。
实施例3
一种铝合金熔炼工艺，其步骤如下：
步骤一：熔炼前期准备；
A1、熔炼工具准备；
A2、确定待熔炼的各炉料及配比；
A3、确定待熔炼的各炉料装料顺序；
A4、待熔炼炉料表面处理；
步骤二：熔化；
B1、将熔化炉进行预热，到达预定温度后开始按照A3中的装料顺序投料；其中，B1中熔化炉预热过程为：第一阶段，15min内温度由0℃匀速升至120℃；第二阶段，达到120℃保温24min；第三阶段，120℃保温结束后，45min内使温度由120℃匀速升至580℃；第四阶段，温度升至580℃时维持并等待炉料投入。
B2、投入第一阶段炉料，熔化炉升温至700℃，回炉料和铝合金全部熔化；其中，在熔化过程中加入0.5％的覆盖剂，保护铝合金表面氧化膜不会被破坏；
B3、投入第二阶段炉料，熔化炉温度控制在750℃，铝锭熔化部分后，加入熔点高的中间合金，期间进行搅拌，将未熔化炉料浸入铝液中搅拌均匀，避免局部过热直至铝锭基本熔化完全；其中，在熔化过程中加入钛剂，钛在合金中形成异质晶核，起到细化组织，提高强度和延伸率作用，将其压入铝液中熔化，减少烧损。
B4、投入第三阶段炉料，熔化炉温度控制在750℃，直至熔炼完全；
步骤三：清渣；将0.5％清渣剂均匀洒在铝液表面，并进行浅度均匀搅拌，静置15min后将铝渣扒出；
步骤四：精炼；
C1、精炼剂和变质剂的处理：将精炼剂和变质剂在干燥的烘箱内进行烘烤，且烘烤温度在260℃并恒温3小时；
C2、将精炼剂分为等量的三份并分三次加入铝液中，且三次添加精炼剂之间的时间间隔为15min；在第三次添加精炼剂结束后立即将铝液的温度控制在740℃；精炼剂添加结束后扒净渣滓；
C3、铝液转入转浇包前，在炉底加入长效变质剂，变质时长持续8h，长效变质剂在炉底熔化后，利用旋转除气进行搅拌均匀，减轻偏析；变质结束后扒净渣滓；
步骤五：浇筑样块并检测；
步骤六：清炉。
本发明详细表明了投料顺序以及熔化和精炼的具体步骤及相关温度参数，采用本发明进行铝合金熔炼时，不仅操作条理清晰，还避免了生产的产品中存在缩孔、气孔、疏松等质量问题，避免影响生产效率和产品的交付率。
上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种铝合金熔炼工艺，其特征在于，其步骤如下：
步骤一：熔炼前期准备；
A1、熔炼工具准备；
A2、确定待熔炼的各炉料及配比；
A3、确定待熔炼的各炉料装料顺序，即：第一阶段，小体积的回炉料和熔点低的铝合金锭；第二阶段，大体积、熔点高的铝锭和中间合金；第三阶段，易烧损元素；
A4、待熔炼炉料表面处理；
步骤二：熔化；
B1、将熔化炉进行预热，到达预定温度后开始按照A3中的装料顺序投料；
B2、投入第一阶段炉料，熔化炉升温至670℃-700℃，回炉料和铝合金全部熔化；
B3、投入第二阶段炉料，熔化炉温度控制在720℃-750℃，铝锭熔化部分后，加入熔点高的中间合金，期间进行搅拌，将未熔化炉料浸入铝液中搅拌均匀，避免局部过热直至铝锭基本熔化完全；
B4、投入第三阶段炉料，熔化炉温度控制在720℃-750℃，直至熔炼完全；
步骤三：清渣；
步骤四：精炼；
C1、精炼剂和变质剂的处理：将精炼剂和变质剂在干燥的烘箱内进行烘烤，且烘烤温度在240℃-260℃并恒温3小时；
C2、将精炼剂分为等量的三份并分三次加入铝液中，且三次添加精炼剂之间的时间间隔为10min-15min；在第三次添加精炼剂结束后立即将铝液的温度控制在720℃-740℃之间；精炼剂添加结束后扒净渣滓；
C3、铝液转入转浇包前，在炉底加入长效变质剂，变质时长持续6-8h，长效变质剂在炉底熔化后，利用旋转除气进行搅拌均匀，减轻偏析；变质结束后扒净渣滓；
步骤五：浇筑样块并检测；
步骤六：清炉。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金熔炼工艺，其特征在于，B1中熔化炉预热过程为：第一阶段，15min内温度由0℃匀速升至120℃；第二阶段，达到120℃保温24min；第三阶段，120℃保温结束后，45min内使温度由120℃匀速升至580℃；第四阶段，温度升至580℃时维持并等待炉料投入。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金熔炼工艺，其特征在于，B2中，在熔化过程中加入0.4％-0.5％的覆盖剂，保护铝合金表面氧化膜不会被破坏。
4.根据权利要求1所述的一种铝合金熔炼工艺，其特征在于，B3中，在熔化过程中加入钛剂，起到细化组织，提高强度和延伸率作用。
5.根据权利要求1所述的一种铝合金熔炼工艺，其特征在于，步骤三中，将0.2％-0.5％清渣剂均匀洒在铝液表面，并进行浅度均匀搅拌，静置10-15min后将铝渣扒出。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117431411A (zh) * | 2023-12-22 | 2024-01-23 | 中信戴卡股份有限公司 | 再生铝的熔炼方法 |
-
2023
- 2023-04-24 CN CN202310442546.1A patent/CN116463519A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117431411A (zh) * | 2023-12-22 | 2024-01-23 | 中信戴卡股份有限公司 | 再生铝的熔炼方法 |
| CN117431411B (zh) * | 2023-12-22 | 2024-03-01 | 中信戴卡股份有限公司 | 再生铝的熔炼方法 |
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