專利名稱：一種鋁合金熔體用的添加劑及其添加方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鋁合金熔體脫鎂用的添加劑及其添加方法，具體的說是適用于鑄 造鋁合金熔體脫鎂用的一種添加劑及其添加方法。
背景技術：
鑄造鋁合金以其密度小、比強度高、塑性好、導電導熱性好、耐蝕性好、資源豐富， 容易加工等優(yōu)點，已廣泛應用于航空、航天、汽車、機械、電子等各個領域。而在工業(yè)常規(guī)材 料中，鋁具有非常高的回收利用價值，據(jù)報道，生產回收再生鋁錠的能耗僅相當于生產原生 新鋁錠能耗的3%。因此，從節(jié)約資源和能源、保護環(huán)境、降低鑄造鋁合金成本等各個角度考 慮，采用再生鋁作為鑄造鋁合金的原料，具有巨大的需求和廣泛的應用前景。但再生鋁用于鑄造鋁合金時，鋁熔體的純度直接影響了鑄造鋁合金的鑄造性能， 因此提高鋁熔體的純度，是鋁合金熔體凈化處理的重要研究課題，同時也是回收再生鋁領 域中急待解決的問題。鎂是鋁合金中的主要雜質元素，傳統(tǒng)技術中用于鋁合金熔體中脫鎂的主要方法是 采用向鋁熔體中通入氯氣，生成氯化鎂渣，從而除去熔體中的鎂。雖然氯氣對熔體的脫鎂凈 化效果極佳，并且還有除氫等其他效果，但一方面，氯氣是一種劇毒氣體，其還會與水汽生 成HC1，對人體危害很大，同時污染環(huán)境、腐蝕設備，且易使鋁合金鑄錠結晶組織粗大；另一 面，氯化鎂渣需要作專門處理，既增加了成本又不利于有價值的鎂的回收。除了氯氣法，常 用的還有在熔體中添加凈化劑等方法，然而這些方法并沒有像氯氣法那樣得到廣泛的關注 和應用，也沒有體現(xiàn)出明顯的效果。此外，在鋁合金中添加適量的鎂，一方面能夠提高鋁合金的強度、加工性能以及耐 蝕性，另一面還能滿足汽車部件等制品輕量化的要求。因此，鋁合金熔體的脫鎂并非是鎂含 量越低越好，而是要把鎂含量降低到合適的程度。因此，提供一種環(huán)保無害、脫鎂效率高、鎂含量可控的經濟可行的鋁熔體脫鎂工 藝，對于鋁合金熔體的凈化處理以及廢鋁回收再生鋁等領域，均有著極其重要的意義。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的即在于提供一種環(huán)保無害、脫鎂效率高、鎂含量可控的經濟可行的 鋁熔體脫鎂工藝。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是步驟1)制備鋁熔體脫鎂用添加 劑，以天然硅砂為原料，經篩分將硅砂的粒度控制在80-120 μ m，超過粒度的硅砂經磨細后 返回繼續(xù)篩分以達到粒度為80-120 μ m的要求，將滿足粒度的硅砂進行充分干燥以去除水 分從而得到制好備用的硅砂添加劑；步驟2)制備鋁熔體，將需要脫鎂的鋁合金在大氣環(huán)境 下加熱熔化得到鋁熔體，并保持鋁熔體的溫度在740-760°C ；步驟3)脫除鋁熔體中多余的 鎂，將步驟1)中制好備用的硅砂添加劑，以鋁熔體總質量的5-8%計，添加到步驟2)制得的 鋁熔體中，攪拌6分鐘后除去生成的浮渣；步驟4)進一步脫除鋁熔體中的鎂，重復步驟3)至少一次，以得到鎂含量進一步降低的鋁熔體，用作鑄造鋁合金的原料。其中，步驟1)中天然硅砂的主要組成如下，Si0280_90wt%，Al2035_15wt%， Fe2O3O- 5-lwt%, MgO 0. 2-0. 5wt%, CaO 0. 5-lwt%, Na2O 1-1. 5wt%, Ka2O l_1.5wt%。其中，步驟1)中硅砂添加劑的粒度控制在80-120 μ m，優(yōu)選硅砂添加劑的平均粒 度為ΙΟΟμπι。這是因為，硅砂添加劑在脫鎂過程中，并不是全部參與反應，只有硅砂的表面 部分參與了反應，而如果粒度太大，超過120 μ m，則硅砂比表面積小，硅砂利用率低；但如 果粒度太小，低于80 μ m，則硅砂難于從鋁熔體中清除干凈。其中，步驟2)中鋁熔體的溫度保持在740-760°C，優(yōu)選750°C，溫度太低則由于鋁 熔體粘度過高阻礙了浮渣上浮去除，而溫度太高則不利于成渣反應的進行。其中，步驟3)中硅砂添加劑添加到鋁熔體的方式為通過鋁箔將硅砂添加劑包好 沉入鋁熔體中，或以氮氣為載氣將硅砂添加劑均勻分散到鋁熔體中。其中，步驟3)中，硅砂添加劑的加入量優(yōu)選鋁熔體總質量的7%。其中，步驟4)中，優(yōu)選重復步驟3)2次，以獲得低的鎂含量，同時控制避免硅含量 過高，出現(xiàn)新的雜質，也避免生成不利于鑄造鋁合金性能的Mg2Si。下面進一步闡述本發(fā)明如何通過成本低廉的硅砂實現(xiàn)鋁合金熔體的凈化除鎂。由 于硅砂中的主要成分是SiO2和Al2O3，硅砂中的SiO2和Al2O3與鋁熔體中的Al和Mg反應生 成MgAl2O4和MgO渣，從而達到脫鎂的目的。因此合適的硅砂的加入量及加入次數(shù)對于脫鎂 效果有很大影響，太少難于有效脫鎂，而過多則容易導致引入不必要的硅。本發(fā)明的優(yōu)點是硅砂添加劑原料成本低廉，儲量豐富，且安全無害無污染；通過 有效回收廢舊鋁合金，極大的節(jié)省社會資源和能源；能夠有效凈化鋁合金熔體中的Mg，達 到使用需求。因此，本發(fā)明具有廣泛的應用前景以及應用價值。
具體實施例方式下面，通過具體的實施例對本發(fā)明進行詳細說明。實施例.表 1.
權利要求
一種鋁合金熔體的脫鎂方法，其包括以下步驟，步驟1)制備鋁熔體脫鎂用添加劑以天然硅砂為原料，經篩分將硅砂的粒度控制在80 120μm，超過粒度的硅砂經磨細后返回繼續(xù)篩分以達到粒度為80 120μm的要求，將滿足粒度的硅砂進行充分干燥以去除水分從而得到制好備用的硅砂添加劑；步驟2)制備鋁熔體將需要脫鎂的鋁合金在大氣環(huán)境下加熱熔化得到鋁熔體，并保持鋁熔體的溫度在740 760℃；步驟3)脫除鋁熔體中多余的鎂將步驟1)中制好備用的硅砂添加劑，以鋁熔體總質量的5 8％計，添加到步驟2)制得的鋁熔體中，攪拌6分鐘后除去生成的浮渣；步驟4)進一步脫除鋁熔體中的鎂重復步驟3)至少一次，以得到鎂含量進一步降低的鋁熔體，用作鑄造鋁合金的原料。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種鋁合金熔體的脫鎂方法，其中步驟1)中所述天然硅 砂的主要組成如下，Si0280-90wt%, Al2035-15wt%, Fe2O3O. 5-lwt%, MgO 0. 2-0. 5wt%, CaOO. 5-lwt%, Na2O 1-1. 5wt%, Ka2O l_1.5wt%。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種鋁合金熔體的脫鎂方法，其中步驟1)中制好備用的 所述硅砂添加劑的平均粒度為100 μ m。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的一種鋁合金熔體的脫鎂方法，其中步驟2)中鋁熔體的溫 度保持在750°C。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的一種鎂合金的真空蒸餾方法，其中步驟3)中硅砂添加劑 添加到鋁熔體的方式為通過鋁箔將硅砂添加劑包好沉入鋁熔體中，或以氮氣為載氣將硅砂 添加劑均勻分散到鋁熔體中。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的一種鋁合金熔體的脫鎂方法，其中步驟4)中，優(yōu)選重復 步驟3) 2次。
全文摘要
一種鋁合金熔體脫鎂用的添加劑及其添加方法，其是以天然硅砂為原料，經適當加工篩選得到硅砂添加劑，在大氣環(huán)境下加熱熔化鋁合金得到鋁熔體，保持鋁熔體的溫度在750℃；將硅砂添加劑，以鋁熔體總質量的7％計，添加到鋁熔體中，攪拌6分鐘后除去生成的浮渣；上述硅砂添加劑步驟可重復多次，以進一步降低鋁合金熔體中的鎂含量，該方法中硅砂添加劑原料成本低廉，儲量豐富，且安全無害無污染，能夠有效去除鋁合金熔體中的Mg，以回收廢舊鋁合金，極大的節(jié)省社會資源和能源，具有廣泛的應用前景以及應用價值。
文檔編號C22B21/06GK101942579SQ20101050581
公開日2011年1月12日 申請日期2010年10月14日 優(yōu)先權日2010年10月14日
發(fā)明者謝旭波 申請人:寧波翔博機械有限公司