[发明专利]一种浇压铸铝产品精炼装置及其工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种浇压铸铝产品精炼装置及其工艺。 

背景技术

铸造铝合金以其密度小、比强度高、塑性好、导电导热性好和容易加工等优点，而广泛应用于航空航天、汽车、机械和电子等各个领域。但是，铸造铝合金在熔炼过程中可能会导致铸件产生一系列的缺陷，如针孔、气孔、夹渣等。因此，如何提高熔炼质量一直都是铸件实际生产中需要思考的问题。铸造铝合金在熔炼中的夹杂物主要为氢和三氧化二铝，如果精炼工艺不当，铝铸件的连续性和致密性受到破坏，必然降低铸件的性能。 

铝合金精炼的方法较多，主要分为吸附法与非吸附法。非吸附包括直流电法、压力结晶法及化合脱气法等，但是这些工艺多半停留在实验室阶段，要大规模应用到实际生产中尚有一定的距离。吸附法主要包括使用介质过滤法及浮游法两大类，因浮游法操作简单且不会产生熔剂夹渣，故浮游法应用最为广泛，。 

浮游法是在精炼铝时，向铝液中通入气体（Cl₂、N₂或Ar），在铝液中形成气泡上浮，上浮中，铝液中的氢扩散入气泡中，气泡逸出液面后散发到空气中的同时将氢气带出，而达到除氢的目的。然而采用Cl₂脱氢虽具有极佳效果，但造成严重环境污染，后采用N₂或Ar等非活性气体脱氢，无须废气处理设施，成为环保型工艺。 

另外还有基于气泡漂浮理论设计除气用钟罩，使用该钟罩可以减小气泡的尺寸，降低气泡上浮的速度，延长上浮时间，同时可以避免反应后的杂质对铝液进行二次污染，钟罩采用高纯石墨制造，又可避免合金液增铁。 

英国FOSECO 公司也研制出旋转转子除气机，用于铝合金液除气。它的作用原理是:旋转转子把普通的惰性气体大气泡打散成为细小的气泡，并使其分散在金属液中，通过减小气泡直径，使气泡表面积急剧增大，则有更多的惰性气泡表面与金属液中的氢气和杂质接触，从而提高除气效率。 

然而，以上所述的精炼铝的方法都只应用于在铝锭熔解炉内，当需要将精炼后的铝液倒入模具浇压铸成铝产品时，则采用人工或机械设备将铝液倒入保温炉内，再经由保温炉输送铝液至模具，这样精炼完成的铝液在转移的过程中将无法避免地与外界空气或与保温炉内的空气接触，因而造成精炼铝液的二次吸氢氧化。 

发明内容

本发明对上述现有精炼工艺精炼效果较差和浇压铸铝产品过程中铝液易受到二次吸氢氧化的问题，设计出一种浇压铸铝产品精炼装置及一种浇压铸铝产品精炼工艺。 

为了实现上述目的，本发明的技术方案一是：一种浇压铸铝产品精炼装置，包括熔解炉和封闭保温炉，所述熔解炉上方设置有可升降的搅拌转轴及套于搅拌转轴的搅拌叶片，所述搅拌转轴内设有用于通入惰性气体的中通孔，所述熔解炉经输料管与密闭保温炉相连接，所述保温炉设有的排液管，所述精炼装置还包括抽真空泵，所述保温炉通过抽真管道与抽真空泵相连通。 

进一步的，所述熔解炉内置有用于装盛铝液的第一坩埚，所述第一坩埚周壁与底部包裹有保温层，所述保温层周部设有加热装置。 

进一步的，所述保温炉内置有用于装盛铝液的第二坩埚，所述第二坩埚周壁与底部包裹有保温层，所述保温层周部设有加热装置，所述第二石埚底部设有凸起。 

进一步的，所述输料管设有控制铝液流通的启闭阀，所述抽真管道上设有抽真空阀。 

进一步的，所述保温炉连接有空压机且连接管道上设置有进气阀门，所述保温炉还设置有压力表和安全阀。 

进一步的，所述排液管内设有铝液过滤装置。 

进一步的，所述输料管与排液管内壁涂覆有氮化硼、氟化铝或氟化铜涂层。 

为了实现上述目的，本发明的技术方案二是：一种浇压铸铝产品精炼工艺，包括如权利要求 1 所述的一种浇压铸铝产品精炼设备，并按以下步骤进行： 

（1）将预热好的铝锭放入熔铝炉进行过热熔解，设定熔解的过热温度为680～800℃；

（2）待铝锭熔解后向熔解炉内置入搅拌装置搅拌铝液，向搅拌装置的搅拌转轴内的中通孔通入惰性气体；

（3）开启抽真空泵，使密闭保温炉处于真空状态；

（4）使熔解后的铝液通过输料管进入保温炉进行保温，堆积于熔解炉铝液上方的惰性气体由于比重大也随之进入保温炉内，并在保温炉铝液上方形成隔离层，所述保温炉的温度控制在670~750℃；

（5）向保温炉内通入气体，以提高保温炉内压力，提高保温炉内铝液在排液工作时的势能，使铝液通过排液管快速排出。

进一步的，所述的惰性气体为氩气或氮气。