[发明专利]一种高强韧的铸造铝硅合金及其废铝再生方法

说明书

本发明涉及一种高强韧的铸造铝硅合金及其废铝再生方法，该方法依次包括以下步骤：配制和熔炼废铝、熔体细化变质处理、炉内喷吹精炼除气除杂处理、铸造成型、固溶处理和人工时效。本发明通过优化设计废铝的配比和对铝合金熔体进行细化变质处理，消除粗大α‑Al树枝晶、针片状共晶Si相和富Fe相对铸造铝硅合金强度和塑性的危害，提高铸造铝硅合金的强度和塑性。本发明以废铝为主要原材料直接再生高强韧的铸造铝硅合金，实现铝、硅、镁、铜等金属资源的循环利用，提高了废铝的使用价值，降低了铸造铝硅合金的生产成本，铸造铝硅合金具有强度高、塑性好以及良好的耐磨和耐热性能。

技术领域

本发明属于铝合金制备技术领域，具体涉及一种高强韧的铸造铝硅合金及其废铝再生方法。

背景技术

铸造铝硅合金是以硅为主要合金元素的铸造铝合金，是目前铸造领域用量最大、品种最多的铸造铝合金，具有良好的铸造性能、机械加工性能和耐磨性能，广泛应用于汽车、摩托车、电子电器、机械装备等领域。随着汽车、摩托车等交通运输工具轻量化的发展，对高强韧铸造铝硅合金的需求日益增长。

目前高强韧铸造铝硅合金主要以纯铝为主要原材料，在熔炼过程中再加入硅、镁、铜、锌、锰、铬、镍等合金元素来制备。众所周知，纯铝是由氧化铝电解得到，而氧化铝的电解属于高能耗行业，需要消耗大量的电力，再加上铝矿资源的开采、氧化铝的生产以及硅、镁、铜、锌、锰、铬、镍等合金元素的生产，导致现有方法生产铸造铝硅合金，需要消耗大量的电力，而我国电力主要是煤电，而煤电生产过程又要排放大量的二氧化碳、粉尘和固体废弃物，造成严重的环境污染。

我国是铝及铝合金生产和消费大国，每年需要消耗大量的铝及铝合金，同时又会源源不断的产生大量的废铝，如各种铝及铝合金产品制造过程中产生的大量料头、边角料、切屑等工艺废料，以及建筑、汽车、摩托车、电子电器、包装等领域报废后回收的铝及铝合金铸件、管材、棒材、型材和板带箔材等。

利用废铝来再生铝合金，实现铝资源的绿色循环利用，不仅可以降低铝合金的生产成本，还可以减少铝矿资源和煤碳资源的消耗，减少二氧化碳、粉尘和固体废弃物的排放。但目前我国大部分的废铝主要用于再生一些低附加值的五金制品用铸造铝合金，废铝中含有的硅、镁、铜、锌、锰、铬、镍等宝贵金属元素并没有得到有效利用，造成许多宝贵金属元素的巨大浪费。因此，利用废铝来直接再生高附加值的高性能铸造铝合金，对于提高废铝的使用价值、降低铸造铝合金的生产成本、节约宝贵的金属资源都具有十分重要的意义。

发明内容

针对上述存在问题和不足，本发明的目的在于提供一种高强韧的铸造铝硅合金及其废铝再生方法，以废铝为主要原材料，通过优化设计废铝的组成和细化变质处理，直接再生高强韧的铸造铝硅合金，提高废铝的使用价值，降低铸造铝硅合金的生产成本，节约宝贵的金属资源。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种高强韧铸造铝硅合金的废铝再生方法，所述方法包括以下步骤：

(1)选取铝硅合金废料、铝镁合金废料、铝铜合金废料、铝锌合金废料、铝锰合金废料、铝钛碳合金、铝锶合金和铝硼合金作为原材料，将铝硅合金废料、铝镁合金废料、铝铜合金废料、铝锌合金废料和铝锰合金废料在750～760℃加热熔化成铝合金液；

(2)在铝合金液中加入铝钛碳合金、铝锶合金和铝硼合金进行细化变质处理；

(3)用惰性气体和精炼剂对铝合金液喷吹精炼进行除气除杂处理，扒渣后再静置一段时间；

(4)将除气除杂处理后的铝合金液在710～720℃条件下铸造成铝硅合金；

(5)将铸造铝硅合金在505～515℃加热3～4小时后淬水，进行固溶处理；

(6)将固溶处理后的铸造铝硅合金后在115～125℃加热1～2小时，然后继续升温至155～165℃加热2～3小时进行时效处理，随炉冷却后得到高强韧铸造铝硅合金；