[发明专利]一种再生铝合金显微组织控制方法

说明书

本发明主要属于再生金属技术领域，具体涉及一种再生铝合金显微组织控制方法。所述方法包括铝合金熔体气体和夹杂物的去除、晶粒细化、变形组织控制；采用气泡浮游法去除铝合金熔体的气体、过滤法去除铝合金熔体的夹杂物、添加变质剂细化铝合金铸锭组织、挤压或轧制或锻造控制铝合金型材组织，达到具有良好显微组织的铝合金产品。本发明所述方法除气除杂效果好，精炼后氢含量为0.02～0.26ml/100gAl，在金相视场中夹杂物为0.4～0.7area％；铝合金铸态组织平均晶粒尺寸为25～50μm，第二相为10～100nm短棒状或椭圆状的粒子；铝合金变形组织晶粒长径比为10:1～100:1，第二相为5～80nm短棒状或椭圆状的粒子。

技术领域

本发明主要属于再生金属技术领域，具体涉及一种再生铝合金显微组织控制方法。

背景技术

铝及铝合金以其优良的力学性能、加工性能、可循环利用等而被广泛用于各领域。铝及铝合金的产品制造产生的边角料、报废品以及完成使用期限的废品统称为废杂铝，包括工艺边角废料、报废飞机铝合金、报废汽车铝合金、废铝易拉罐、废旧铝合金门窗等。随着能源、资源和环境问题的日益突出，废杂铝的资源和环保价值日益提高，再生铝产业越来越得到全球的重视，再生铝产量保持稳定增长。据统计，我国再生铝合金产量由2001年的130万吨上升到2017年的690万吨。与原生铝相比，生产1吨再生铝可以节约95％的能源，同时可节水10.05吨，少用固体材料11吨，减排CO₂ 0.8吨、SO₂ 0.6吨，减排赤泥1.5吨。因此，再生铝合金具有良好的经济效益和环境效益。

我国再生铝合金产品面临降级使用、附加值不高等问题，如，每年有70万吨铝罐料被降级用于门窗铝合金、铸造铝合金、冶金还原剂等，资源价值大大下降。其原因是废杂铝来源广、杂质含量高、再生铝合金成分困难，进而影响合金的显微组织。因此，控制再生铝合金显微组织是获得高性能再生铝合金产品的重要措施。

为有效控制再生铝合金的显微组织，主要采用铝合金熔体精炼变质、加工变形等方法。中国专利CN103146924A公开了一种再生铝生产过程中多级除杂精炼方法，该方法从预处理过程的筛选，烘干预热，去除废杂铝表面的污垢、锈蚀、油脂，再到熔炼、精炼过程，除去废铝零件中的镶嵌件，使用稀土型变质剂，不但能提高铝熔体的力学性能，还能有效净化熔体的作用，同时采用精炼剂和惰性气体联合精炼的方法控制夹杂物和含氢量，使废杂铝逐步实现净化。但因使用的是纯氮气，熔体中氮气与铝发生反应生成氮化铝形成弥散的夹杂物；此外，未公开铝合金的显微组织控制方法，未涉及变形铝合金。中国专利CN106011479A公开了一种废铝高效节能再生精炼工艺，包括对回收过来的废铝进行初步分拣处、熔炼、扒渣、炒灰等工艺步骤，该发明改变传统废铝熔炼加工方法，采用一步法对废铝进行再利用，对铝渣进行研磨、精炼，降低铝渣中铝的含量。但该发明未公开铝合金熔体除气除杂、铝合金铸锭及型材的显微组织控制方法。中国专利CN101250653A公开了一种再生铝硅合金粗大晶粒细化的工艺，该发明采用组合齿轮搅拌器搅拌，能充分地将半固态铝硅合金液高速、均匀地搅拌，使粗大枝晶被打碎细化成正常组织，再生铝硅合金半固态浆料挤压，使再生铝硅合金晶粒在高压下更进一步细化。该发明未涉及铝合金变质处理、除气除杂、变形铝合金，铝硅合金在凝固过程中晶粒长大。

综上，再生铝合金生产过程，如何避免或减少氮化铝生成、高效除气除杂、变质处理，进而优化铝合金铸锭及型材的显微组织，均决定再生铝合金产品质量。

发明内容

针对再生铝合金气体和夹杂物的含量高、显微组织不理想、产品品质低等问题，本发明提供一种再生铝合金显微组织控制方法，能够控制再生铝合金显微组织结构，消除气孔、夹杂等缺陷。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种再生铝合金显微组织控制方法，所述方法包括以下步骤：

(1)以废杂铝为原料，依次进行熔炼、扒渣、成分调整，获得具有目标铝合金成分的铝合金熔体；