[发明专利]一种铝合金熔炼净化装置及熔炼净化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝合金熔炼装置及利用所述装置的熔炼方法。

背景技术

铝合金熔炼净化已成为现代高性能铝合金的必要条件。铝合金纯度是指合金的杂质(铝合金中主要是Fe和Si)含量，铝合金净度是指合金的非金属夹杂含量。

铝合金中的夹杂主要是以铝的氧化物为主的非金属夹杂物。铝极易氧化，在熔体表面可以形成致密的氧化膜，可以保护熔体。但是熔铸时的不当操作会将氧化物混入熔体中乃至铸到铸锭中，形成夹杂。夹杂是裂纹源，也是易腐蚀的区域，所以对合金的加工和使用性能影响极大。

氢也是一种杂质，可以降低铝合金的塑性，严重时可以产生疏松和气孔，是严重的冶金缺陷。现代研究表明，氢大量附着在铝氧化物上，所以从这个观点出发，去除夹杂的同时也是有效除氢的过程。

由于铝加工材的质量问题大部分来自铸锭，且铸锭的冶金缺陷大部分在后来的加工热处理中不能消除。因此，铸锭的质量成为产品质量的关键。所以高质量的产品必须有高质量的锭坯。所以熔铸过程中的杂质和夹杂的控制成为铝加工的关键环节。

现有的铝合金熔炼净化装置由多个净化炉体构成，导致现有的铝合金熔炼净化装置结构复杂、体积大以及现有的铝合金熔炼净化装置仅采用一次过滤片，熔炼净化纯度低；现有的铝合金熔炼净化方法熔炼会将氧化物混入熔体中乃至铸到铸锭中，形成夹杂导致铝合金易产生裂纹并且裂纹处易腐蚀，大大降低了铝合金的使用性能。

发明内容

本发明为解决现有的铝合金熔炼净化装置结构复杂、体积大，熔炼净化纯度低以及现有的铝合金熔炼净化方法导致铝合金易产生裂纹并且裂纹处易腐蚀的问题，进而提供一种铝合金熔炼净化装置及熔炼净化方法。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

本发明所述的铝合金熔炼净化装置包括导气管、电机、轴承、炉盖、钢套、炉体、氩气管、石墨转子、坩埚、流槽、过滤箱、第一皮带轮、第二皮带轮、皮带、多个加热管、多个第一过滤陶瓷片和多个第二过滤陶瓷片，所述坩埚的底端面上开有放流口，所述炉盖上开有导气孔，所述导气管的下端插装在导气孔上，所述坩埚的外壁内嵌在炉体上，所述炉体上设置有多个加热管，所述炉盖盖在炉体的上端面上，所述炉盖的中心处加工有阶梯孔，所述石墨转子的上端穿过阶梯孔通过轴承安装在炉盖上，所述石墨转子沿轴向加工有中心通孔，所述氩气管穿装在石墨转子的中心通孔内，所述电机安装在炉盖的上端面上，所述电机的输出轴上固套有第一皮带轮，所述石墨转子的上端固套有第二皮带轮，所述第一皮带轮与第二皮带轮通过皮带传动连接，所述坩埚的底部侧壁上开有液体金属过滤出口，所述坩埚通过液体金属过滤出口与过滤箱的入口连通，所述流槽与过滤箱的出口连通，所述过滤箱内设置有第一过滤腔和第二过滤腔，所述第一过滤腔与过滤箱的入口连通，所述第二过滤腔与过滤箱的出口连通，所述第一过滤腔的底部和第二过滤腔的底部相互连通，所述第一过滤腔内由上至下设置有多个第一过滤陶瓷片，所述第二过滤腔内由上至下设置有多个第二过滤陶瓷片，所述过滤箱的侧壁上开有泄流孔。

本发明的铝合金熔炼净化方法是按着以下步骤实现的：

步骤一、用钢铲和钢丝刷清洗坩埚内表面，然后通过电热管将炉体加热到100～300℃；

步骤二、在坩埚内表面喷涂一层含2～5％的氧化锌水溶液，其中氧化锌的浓度为10～20％，喷涂的所述氧化锌水溶液充分干燥后，重复喷涂第二层所述的氧化锌水溶液，依此类推，共喷涂3～4层氧化锌水溶液；

步骤三、将炉温升高至700～800℃，向坩埚内加入原铝和中间合金，原铝和中间合金开始融化，当原铝和中间合金溶化变成铝合金液体温度达到660～750℃时，添加合金元素，然后安装炉盖，等待金属溶化；

步骤四、当金属完全溶化后，启动电机，电机旋转带动石墨转子转动，石墨转子转动时间为15～20分钟；

步骤五、温度达到700～800℃时，从氩气管向溶化的铝合金液体中通入氩气，通入氩气时间为20～40分钟；

步骤六、将炉盖移开，使用经涂覆氮化硼的扒渣工具进行扒渣；

步骤七、将抽真空用的炉盖紧固在炉体的上端面上，对铝合金液体静置，静置时间为10～15分钟；

步骤八、采用真空泵对炉体抽真空，抽真空时间为20～30分钟，真空度为10^-2Pa；

步骤九、打开液体金属过滤出口，使液体金属流入到过滤箱内，液体金属经过第一过滤陶瓷片和第二过滤陶瓷片进入流槽后流入结晶器；

步骤十、铸造过程结束后打开泄流孔，将过滤箱中剩余的熔体排出；