[发明专利]高锌车用铝合金锭及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝合金锭以及铝合金锭的生产方法，具体涉及一种高锌车用铝合金锭及其生产方法。

背景技术

目前，市场上的高锌车用铝合金锭的生产方法一般有两种：一是以纯铝锭为基体，按照成分配比要求，添加所需合金元素，熔炼出所需牌号的铝合金锭，但此种制备方法成本很高；二是使用的主要原材料为废铝料，包括回收来的废铝零件、生产铝制品过程中的边角料和废铝线等，再经熔炼配制生产出符合标准要求的再生铝锭，此种生产方法存在以下几点问题：

 1）废铝料的来源及其预处理

行业上制备的高锌车用铝合金锭的废铝料主要分为废杂铝切片、混杂的废铝料、焚烧后的含铝碎铝料、废熟铝，废生铝和废合金铝等。废铝料的主要来源于工业废料、回收料、以及铸造浇冒系统，其组成相对比较复杂。多数情况下，其中含有较多的外来杂质，包括各种有机质如塑料类物质、水分等，这类物质在熔炼过程进行之前如果不清理干净，会造成合金熔体严重吸气以及夹渣产生，无法满足车用铝合金锭低渣含量、低气含量的要求。因此熔炼前要对废铝料进行预处理，行业内对废铝料的预处理是按照材料成分进行大的分类，分类依据是使其接近某种牌号铝合金的成分，对已经分类的铝合金废料进行必要的拆解，去除大块的非铝金属或有机杂质。对原材料进行必要的清洗、喷砂等。目前行业内废铝的预处理基本上还没有实现机械化和自动化，主要靠人工，使用的工具是磁铁、钢锉，凭的是经验，这种分选方法效率低、质量差、成本高，无法挑选出干净的、优质的原料，包括最重要的锌原料。

2）高锌车用铝合金锭的熔炼

熔炼的基本任务就是把按照一定配比的金属炉料投入熔炉中，经过加热和熔化得到熔体，再对熔体进行成分调整，并在熔炼过程中采取相应的措施控制气体及氧化夹杂物的含量，使符合规定成分，得到合乎要求的合金液。

铝合金熔炼工艺流程如下：备料→ 配料→ 装炉→ 熔化（加硅、铜等）→ 扒渣→ 加（除）镁、铍等→ 搅拌→ 取样→ 调整成分→ 搅拌→ 精炼→ 扒渣→ 静置→ 铸造。

目前行业内一般采用高温熔炼法，熔炼过程中温度控制在800℃左右，此种熔炼对原材料的烧损很大，能耗也大；熔炼过程中的搅拌一般采用铁耙搅拌，增加了熔体的含气含渣量，同时也会增加熔体的铁含量，通过人工搅拌也难以使整炉熔体的合金成分均匀化，无法保证铝锭成分的稳定性与精准性；精炼工艺不成熟，一般都是把精炼剂直接撒入炉内，除气、除杂效果不好。同时生产过程中的污染控制不好，严重影响环境质量。

综上所述，对使用废铝料制备高锌车用铝合金锭时，所面临的技术难题有：废铝料的预处理质量、废铝料的准确划分、熔炼过程的能耗及烧损的控制、产品成分的均匀性保证、铝熔体的净化质量等，由于以上技术难题，在生产中存在成本高，成分超出标准或偏析大，含气、含渣量高，性能不稳定、环境污染严重等问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供了一种高锌车用铝合金锭，同时进一步提供了该高锌车用铝合金锭的生产方法。

技术方案：以重量百分比计，本发明所述的高锌车用铝合金锭的组分如下：

Cu ：1.5%～4.0%；Si：10.5%～12.0%；Mg：0.05～0.35%；Zn：0～2.5%；Fe：0～1.1%；Mn：0～0.5%；Ni：0～0.5%；Sn：0～0.2%；其它微量元素总和0～0.25%;余量为Al。

本发明高锌车用铝合金锭的Zn含量可达2.5%，Zn元素能与铝合金中其他元素结合形成强化相，如Zn₂Mg、HgZn₂等。保证了车用铝合金的高强度要求。

所述的高锌车用铝合金锭的生产方法，其具体步骤为： 

（1）原料的分类分选；采用我司自主研发的高效除杂质破碎机与智能型筛选除杂机相结合的方式，能将废铝料破碎至小尺寸（80-100mm），以加快熔化速度、减少熔炼能耗，并能有效去除原料杂质，且利用此方式筛选的原料更有利于生产高锌铝合金锭。此两项设备均已申请专利，一项专利名称为“一种金属废料破碎机”，专利号为：“ZL200920048385.3”；另一项专利名称为“一种废铝碎料筛料机”，专利号为：“ZL200920048123.7”。

（2）备料：把分选过的原料进行分类储存（包括重要原料锌），便于熔炼的准确配料；

（3）配料：根据产品的各金属元素比例要求和所备的原料进行配比；

（4）预加热：将配比好的60~80%原料通过“废铝熔炼预热窑”进行预加热后，送入熔炼炉；原料预加热温度可达到150℃～300℃；