高性能铝合金精炼剂的探讨

日期: 2024-05-13 20:03:51|浏览: 78|编号: 66530

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高性能铝合金精炼剂的探讨

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1、氧化物夹杂物的类型

金属液在精炼、加工和运输过程中,很容易将氧化皮、金属间化合物、炉碎片等异物带入金属液中,形成非金属夹杂物。 这些非金属夹杂物主要是氧化物夹杂物。 根据熔炼和铸造过程中形成时期的不同,可分为一次氧化物夹杂和二次氧化物夹杂。

初生氧化物夹杂物主要是指铝液浇注前形成的所有氧化物夹杂物。 初生氧化物夹杂物按形状可分为两类:一类是宏观组织中分布不均匀的大型夹杂物。 这些夹杂物使合金组织不连续,降低工件的气密性,成为腐蚀源。 显着降低铝合金的强度和塑性,常常成为零件裂纹的根源。 第二类氧化物夹杂物是细小的、分散的夹杂物,即使经过仔细的净化也不能完全去除。 它们增加了熔融金属的粘度。 降低铝液凝固时的补缩能力,容易造成铸件缩孔、气孔。

二次氧化物夹杂物又称内生夹杂物,主要是在浇注过程中形成的。 内生夹杂物一般分布均匀,颗粒较小。 浇注过程中铝液的飞溅和紊流是二次氧化物夹杂物的主要来源。 砂型中的铝液与型砂中的水分发生反应,被水分解成氧气和氢气。 氧与铝反应形成氧化物夹杂物,氢溶解在铝液中。

2、除杂方法

铝熔体中的有害杂质元素可以通过真空处理和精炼剂法化学去除来去除。 真空处理是利用沸点低于铝的杂质元素(沸点为1800℃)和铝合金的主要成分在真空条件下通过蒸发的方式除去。 真空处理可将钙、锌等含量降低至1ppm以下,但尚未获得工业应用。

有害杂质元素可与精炼剂发生化学反应,形成可与铝分离的化合物,并带入精炼渣中,通过精炼剂的吸附而排出。 其他金属、氧、硫的生成热排列如下:

氧化物:镁、铝、钠、硅、锰、锌、铁、镍、铅、铜;

氯化物:钠、镁、铝、锰、锌、铅、铁、镍、铜、硅;

硫化物:钠、镁、锰、锌、铝、铁、铜、铅、硅、镍

去除氧化物夹杂物的主要方法有:电熔剂法、过滤法和精炼剂法。 其中,精炼剂法和过滤法的研究和应用较为广泛和深入。 但由于该过滤方法所用的多孔陶瓷过滤器价格较高,在使用过程中容易发生堵塞,消耗大量资金,其应用也受到一定的限制。

铝合金在冶炼过程中,在熔体中加入精炼剂,通过一系列物理、化学作用去除氧化物夹杂物。 精炼剂的除杂能力是由熔体中氧化物夹杂物的吸附和溶解以及精炼剂与熔体之间的化学相互作用决定的。 精炼剂与氧化物夹杂物之间的界面张力越小,吸附效果越好,去除氧化物夹杂物的效果越强。

3、铝合金的精炼方法

目前采用的主要精制方法:提纯。

3.1吸附净化:气泡浮选法、溶剂法、过滤法

3.2非吸附净化:真空处理法、超声波处理法、稀有合金除氢法、电解溶剂法

3.3 复合纯化方法

4、精炼剂的生产方法精炼剂的生产方法根据其研制过程和特点分为熔融法、干燥混合法和综合混合法。

4.1 融合方法

熔融法是将高熔点(针对铝合金)无机盐按照低共晶点比,高温脱水,高温熔融生成低熔点混合盐,然后冷凝,然后破碎成块或磨成粉末。 此方法脱水彻底。

采用熔融法制造精炼剂时,可先将低熔点的氯盐熔化,在一定温度下加入耐火材料,在高温下熔合在一起,然后浇铸成块,储存在干燥容器,然后在使用前将其粉碎。 、研磨并过筛。 采用熔融法制成的精炼剂品质较高,除湿充分,成分均匀。 一般精炼剂都是用这种方法制成的。 生产过程可分为两个阶段:精炼剂的熔化和精炼剂的热加工、精炼剂的破碎和研磨以及精炼剂的冷加工。

4.1.1 精炼剂的热加工首先应根据各种成分适当配比。 炉料应清洁,无机械杂质和肉眼可见的污垢。 每种材料的化学成分应符合相关的使用标准。 然后,熔炼精炼剂。

在高温下,氯化钾易挥发损失,冰晶石分解生成AlF3气体逸出。 为了保证精炼剂的成分和含量,充分发挥除杂效果,熔化温度不宜过高,时间不宜过长。 熔炼后,选取有代表性的样品进行化学分析。

4.1.2 经冷加工熔化后的精炼剂应置于干燥处或密封的地铁箱内。 生产需要时,将其进行人工或机械粉碎、研磨,根据需要加工成一定粒度的块状或粉末。 精炼剂。

精炼剂首先被破碎成大块,然后被送至颚式破碎机破碎至合适的粒度。 破碎后的碎片通过人工或钢筛进行筛选。

块状或粉状精炼剂置于大气中很容易吸水而变湿。 在铝合金生产中使用它会增加铝合金熔体的气体含量,直接影响产品质量。 因此,成品精炼剂应放置在烘房内,取出临时使用。

加工精炼剂时,必须按生产顺序分配和使用。 由于时间长或储存不当等原因,必须提前对水分含量进行取样分析。 一般不宜超过2%,否则需重新干燥或重熔。

4.2 干燥混合方法

干燥混合法是将所需盐充分干燥脱水,然后根据高温熔盐的共晶点组分比例加入一些有利于脱氢、除渣的组分进行机械混合。 该方法用于制备简单的精炼剂,质量要求不高。 常用原料有NaCl、KCl、MgCl2、BaCl2、NaF、K2CO3等。

干燥混合法的生产工艺流程为:

干燥-配料-混合-包装-产品

采用干燥混合的方法可以生产无毒的精炼剂。 无毒精炼剂的主要成分是NaNO3+C(石墨),然后添加适量的耐火砖屑进行增重和缓冲以及一定的量。 铝液在700℃以上时,Al被氧化,铝液翻滚严重,因此存在一些缺点。

4.3 综合混合法

根据低共晶点组分混合一些所需的高熔点氯盐和氟盐,进行电离和脱水处理,然后与其他干燥组分混合,是一种综合生产方法,弥补了上述方法的缺点。 例如:将精炼剂系列中所需的NaCl、KCl、CaF2混合后加水搅拌。 几天后,将流化床干燥、粉碎、干燥、脱水。 这就是所谓的低温电离处理。 这样,在颗粒边界处产生类共晶化合物,从而提高颗粒的表面活性。 主要用作喷雾精炼剂的原料,以利于喷雾精炼,或混合后进行高温熔融。 综合混合法生产的精炼剂的性能还有待观察。 进一步的研究。

5、精炼剂的除杂效果

在铝及铝合金熔体中,精炼剂可以通过物理、化学或物理化学相互作用从熔体中去除金属杂质、氧化物和其他氧化物夹杂物。 精炼剂的除杂能力取决于熔体中氧化物夹杂物的吸附和溶解以及精炼剂与熔体中杂质之间的化学相互作用。 精炼剂与夹杂物之间的界面张力越小,精炼剂的吸附效果越好,除杂效果越强。 铝熔体中存在一些金属杂质,在冶炼过程中难以去除。 这些杂质只能严格限制在原材料中,如硅、铁等杂质,而其他金属杂质,如钙、锌等金属,它们都会对铝合金的性能产生不利影响。 这些有害杂质应在冶炼或铸造前除去。 传统的方法是在熔炼时在炉内添加精炼剂,故称“精炼”。

六、总结

现有精炼剂的一个共同点是应用范围窄、功能单一。 需要加入几种不同的精炼剂以达到不同的目的。 而且往往效果并不显着,或者对熔体的清洁度或环境有害,不同程度地存在各种问题。 因此,开发集多种功能为一体的新型精炼剂将是未来发展的方向之一。

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