[发明专利]一种轻合金熔体重质浸润固态杂质的过滤净化方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及轻合金熔体重质浸润固态杂质的过滤净化方法及其装置，属于轻金属熔炼及其加工领域。

技术背景

近年来，轻合金材料越来越受到重视和应用，但轻合金中夹杂物的存在，会降低材料的强度、塑性和耐腐蚀性。为降低轻合金中的夹杂物，目前已开发出多种轻合金熔体净化方法，如熔剂法、静置法，浮选法和过滤法等，其中过滤法被公认为最有效的。

通过文献检索，得到以下文献与本发明最为接近：

文献1：“泡沫陶瓷过滤技术在高标准镁合金铸件生产中的应用研究”发表于《特种铸造及有色合金》1995年第2期19～21页，涉及镁熔体过滤使用纯氧化镁泡沫陶瓷过滤器及其安装设计。

文献2： “镁合金净化技术研究”，发表于《金属成形工艺》2005年第5期第20卷5～7页，涉及镁合金熔体净化使用纯氧化镁泡沫陶瓷过滤器；

从上面及其它相关文献中了解到：目前，对轻合金熔体过滤使用较为广泛的是纯氧化镁泡沫陶瓷过滤器，其主要工作部分是纯氧化镁泡沫陶瓷过滤片或纯氧化镁泡沫陶瓷过滤板。当轻合金熔体通过放置于其中的纯氧化镁泡沫陶瓷过滤器时，纯氧化镁泡沫陶瓷过滤片或者纯氧化镁泡沫陶瓷过滤板依靠阻挡、滤饼、吸附等多种作用机理使杂质和镁熔体发生分离，达到净化镁熔体的目的。

然而，由于纯氧化镁泡沫陶瓷过滤片或者纯氧化镁泡沫陶瓷过滤板为三维连续网状结构，内部通道曲折多变，孔与孔之间曲折迂回连接。因此，使用纯氧化镁泡沫陶瓷过滤器过滤轻合金熔体一段时间后，其内部的过滤通道会被过滤截留的杂质颗粒所堵塞，不仅降低过滤效率，也使过滤器进出口两端的压力迅速增大，引起入口端轻合金熔池液面升高，严重者将导致轻合金熔体从坩埚（1）内溢出；由于纯氧化镁泡沫陶瓷结构的特殊性，不论以何种方式过滤，聚积在过滤器介质内部的杂质颗粒都很难自行从泡沫陶瓷中脱落。因此，为了保持精炼能力，必须定期更换过滤介质；除增加成本外，更换操作时也容易损坏脆性很大的泡沫陶瓷过滤片。

通过文献检索，得到以下文献与本发明内容相关：

镁合金熔体吹气体精炼方法是用纯度为99.9%～99.999%的惰性气体连续通入镁熔体内。参看“镁合金熔炼、铸造过程的危险性分析”发表于《中国安全科学学报》200年5月第16卷第5期75～78页和 “铸造镁合金旋转喷吹除气的试验研究”发表于《特种铸造及有色合金》2006年第26卷第3期139～141页。

镁熔体静置精炼是使镁熔体静置5～30min。参看专利：02136201.7和“镁合金中的非金属夹杂物及其净化方法”发表于《铸造技术》2006年6月613～616页中所述的。

镁熔体搅拌精炼是使搅拌头在镁熔体内连续搅拌镁熔体。参看专利：03127071.9和“镁合金熔炼、铸造过程的危险性分析”发表于《中国安全科学学报》200年5月第16卷第5期75～78页。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，而提供一种轻合金熔体过滤精炼方法及其装置。实现轻合金熔体的连续顺畅过滤。

为实现上述目的，该轻合金熔体的过滤方法的过程为：预热→熔化→预处理（去除上浮性和不浸润固态杂质）→过滤(去除非重质浸润杂质)，其特征在于该方法按以下顺序步骤进行：

①将预热干燥后的轻合金放入坩埚内的前处理室（2）内加热熔化，并升温至700～750℃；

② 用吹气体精炼、静置精炼、搅拌精炼中的一种或两种或三种方法预处理轻合金熔体；

③ 预处理完成后，使轻合金熔体以大于0而小于0.1米/秒的流速自下而上通过密封固定在坩埚内的过滤机构。

其中，所述的上浮性杂质是指杂质密度比轻合金熔体密度大，非上浮性杂质是指杂质密度与轻合金熔体密度相当或者比轻合金熔体密度大，所述的吹气体精炼，静置精炼，搅拌精炼见技术背景中与本发明相关的文献。

实施上述轻合金熔体过滤的装置，包括坩埚（1），固定在坩埚（1）内的隔板（3），该隔板（3）与坩埚（1）构成的前处理室（2）；其中在隔板（3）与轻合金熔体出口端（8）之间的坩埚内，密封固定有过滤机构，该过滤机构与隔板（3）之间构成轻合金熔体的过滤室（4），并与轻合金熔体的出口端（8）构成过滤后轻合金熔体的后处理室（7）；该过滤机构包括过滤孔板（6）及其支撑架（5），支撑架（5）的前后两端和底部分别密封固定在坩埚（1）前后内壁和底部上，该过滤孔板（6）向后处理室（7）倾斜并与坩埚（1）上平面的夹角大于0°而小于90^o密封搁置在支撑架（5）上。