[发明专利]一种铝硅系铸造铝合金的精炼方法

说明书

本发明属于金属材料领域，涉及一种铝硅系铸造铝合金的精炼方法，铝合金铸锭原料中各元素按照质量百分比计，Si：10.5％～11.5％、Mn：0.3％～0.5％、Mg：0.2％～0.3％、Fe：0.3％～0.6％、Cu≤3.5％、Zn≤0.9％、Sn≤0.3％、Ni：0.2％～0.5％，余量为Al，通过将干燥后的明矾与惰性气体一同通过喷枪送入铝液中，其中明矾的加入速度为1～10％kg/t Al，惰性气体通过石墨转子注入铝液中，制得的铝液气泡直径小于1mm，通过本发明铸造铝合金材料精炼方法精炼铝液后制得的铝合金铸锭，氢含量＜0.25cc/100g Al，杂质含量＜200ppm/100g Al。

技术领域

本发明属于金属材料领域，涉及一种铝硅系铸造铝合金的精炼方法。

背景技术

铝及铝合金在熔炼铸造过程中，熔体内溶解的氢原子在铸造凝固时析出后容易形成气泡，导致铝及铝合金铸锭或铸件产生缺陷。同时在熔炼过程中熔体与空气反应形成氧化物，卷入熔体导致其纯净度降低，若在后序生产中未将其除去，则在铸锭或铸件中形成氧化物夹杂，影响制品性能。因此在铝及铝合金生产中必须通过精炼处理，降低氢含量和除去夹杂物。铝及铝合金在铸造凝固过程中，如果没有外加晶粒细化剂。则熔体中没有异质形核，那么在凝固过程中将导致晶粒粗大，影响铸锭或铸件性能。

现有技术中，在铝合金除气过程中，通常通过向溶液中加入氯气除去铝液中的氢气，但是由于氯气对人们产生危害，后来人们用硫酸钾、硝酸钾、Al雾化粉末、氯化物等代替氯气来作为精炼剂精炼铝溶液，但是由于这些物质的分解温度高于铝的分解温度，所以这些物质容易溶解在铝液中，导致铸锭中含有这些物质，进而降低铸锭的清洁度。

发明内容

有鉴于此，本发明为了解决常用精炼剂的分解温度高于铝的分解温度会导致精炼剂溶解在铝液中，铝合金铸锭中含有这些精炼剂，降低铝合金铸锭清洁度的问题，提供一种铝硅系铸造铝合金的精炼方法。

为达到上述目的，本发明提供一种铝硅系铸造铝合金的精炼方法，包括如下步骤：

A、配料：铝合金铸锭原料中各元素按照质量百分比计，Si：10.5％～11.5％、Mn：0.3％～0.5％、Mg：0.2％～0.3％、Fe：0.3％～0.6％、Cu≤3.5％、Zn≤0.9％、Sn≤0.3％、Ni：0.2％～0.5％，余量为Al，称取上述质量份的各种原料组分备好；

B、熔炼：将步骤A称好的各种原料组分全部投入熔炼炉中熔炼；

C、除渣除气：称取一定质量干燥后的明矾KAl(SO₄)₂·12H₂O，将干燥后的明矾与惰性气体一同通过喷枪送入铝液中，其中明矾的加入速度为1～10％kg/t Al，惰性气体通过石墨转子注入铝液中，制得的铝液气泡直径小于1mm；

D、过滤：将除气后的铝液通过SiC制得的蜂窝陶瓷过滤器过滤铝液中的杂质；

E、铸造：将去除杂质的铝液通过半连续铸造的方法铸造成铝合金铸锭。

进一步，步骤A中铝合金铸锭原料中各元素按照质量百分比计为：Si：10.5％～11.5％、Mn：0.3％～0.5％、Mg：0.2％～0.3％、Fe：0.3％～0.6％、Cu≤3.0％、Zn≤0.6％、Sn≤0.3％、Ni：0.2％～0.5％，余量为Al。

进一步，步骤B中熔炼过程为熔炼、搅拌、扒渣、取样化验、静置保温、精炼、搅拌、扒渣、在线细化、除气、过滤、铸造。

进一步，步骤C中明矾置于烘箱中进行烘干，石墨转子的直径为100～400mm，石墨转子的转速为250～350r/min。

进一步，步骤C中的惰性气体为纯度为99.5％的氮气或者氩气，除气时间为20～25min。