一種采用再生鋁生產(chǎn)泡沫鋁的工藝方法
【專利摘要】本發(fā)明專利公開(kāi)了一種采用再生鋁生產(chǎn)泡沫鋁的工藝方法，其主要技術(shù)方案為使用特定成分的回收鋁，添加一定成分的純鋁、硅、鎂等成分，合成所需要的配比，然后直接重熔，并對(duì)鋁液進(jìn)行除鐵處理。對(duì)處理好的鋁液加入發(fā)泡劑、增粘劑等，采用熔體發(fā)泡法生產(chǎn)泡沫鋁材料。本發(fā)明方法利用了回收鋁中自身所含合金成分，同時(shí)去除了有害的鐵元素，降低了原料成本。同時(shí)將再生鋁液直接生產(chǎn)泡沫鋁，為我國(guó)已經(jīng)過(guò)剩的鋁產(chǎn)能提供了新的出路。
【專利說(shuō)明】 一種采用再生鋁生產(chǎn)泡沬鋁的工藝方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及一種采用再生鋁生產(chǎn)泡沫鋁的工藝方法，屬材料加工【技術(shù)領(lǐng)域】。
[0002]【背景技術(shù)】:
泡沫鋁是在純鋁或鋁合金中加入添加劑后，經(jīng)過(guò)發(fā)泡工藝而成，同時(shí)兼有金屬和氣泡特征。它具有密度小、高吸收沖擊能力強(qiáng)、耐高溫、防火性能強(qiáng)、抗腐蝕、隔音降噪、導(dǎo)熱率低、電磁屏蔽性高、耐候性強(qiáng)等特點(diǎn)，在航天艦船、汽車防撞、道路隔音、建筑防火等領(lǐng)域得到了應(yīng)用。泡沫鋁的吸能具有良好的速率應(yīng)變特性，即，應(yīng)變速率越大，單位體積泡沫鋁所能吸收的能量就越大，最高可達(dá)8?30了八！113。泡沫鋁的這種性能，使其成為最理想的吸能、防撞和防爆材料。目前，奔馳、寶馬和本田等汽車大廠已經(jīng)在汽車防撞梁、八柱、8柱等處使用泡沫鋁材料，用于車體的防撞吸能。韓國(guó)今年派出的國(guó)際維和部隊(duì)，其兵營(yíng)所用材料也是泡沫鋁，用于防止流彈和冷槍等。我國(guó)近期新疆維和行動(dòng)中，也為部隊(duì)配備了泡沫鋁兵營(yíng)，并為運(yùn)兵車配備了泡沫鋁防護(hù)板。
[0003]鋁是一種可循環(huán)利用的資源，目前再生鋁占世界原鋁年產(chǎn)量的1/3以上。再生鋁與原鋁性能相同，可用再生鋁錠重熔、精煉和凈化，經(jīng)調(diào)整化學(xué)成分制成各種鑄造鋁合金和變形鋁合金，進(jìn)而加工成鋁鑄件或塑性加工鋁材。我國(guó)是鋁產(chǎn)量的大國(guó)，但是和其他的發(fā)達(dá)國(guó)家相比，整個(gè)行業(yè)結(jié)構(gòu)是不合理的，再生鋁產(chǎn)業(yè)規(guī)模發(fā)展落后。發(fā)展再生鋁產(chǎn)業(yè)可以解決我國(guó)鋁行業(yè)的危機(jī)，符合當(dāng)今世界鋁行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展和科學(xué)發(fā)展觀相關(guān)政策的需要，因此我國(guó)鋁行業(yè)結(jié)構(gòu)亟待加大再生鋁產(chǎn)業(yè)的發(fā)展比例。隨著國(guó)內(nèi)鋁消費(fèi)量的增大，國(guó)內(nèi)再生鋁原料的儲(chǔ)存量逐年擴(kuò)大，截止2009年，我國(guó)已使用鋁大約在9000萬(wàn)噸左右，這無(wú)疑將是我們今后的再生鋁資源。我國(guó)再生鋁原料來(lái)源分為:國(guó)內(nèi)回收舊廢料、國(guó)內(nèi)回收新廢料和進(jìn)口廢料。2009年我國(guó)再生鋁原料結(jié)構(gòu)比例為內(nèi)新廢料占19%，內(nèi)舊廢料占21%，進(jìn)口廢料占60%。這說(shuō)明我國(guó)再生鋁原料結(jié)構(gòu)需要改變，應(yīng)該充分利用國(guó)內(nèi)舊鋁廢料。每生產(chǎn)一噸電解鋁需要消耗5噸以上的鋁土礦，530-5501?陽(yáng)極糊，破環(huán)植被1.314平方米。電解鋁生產(chǎn)過(guò)程需要消耗多種生產(chǎn)資源，隨著資源的日益緊張，壞境治理等附加成本的不斷提高，再生鋁的生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)日漸凸顯。再生鋁實(shí)際生產(chǎn)能耗相當(dāng)于制取電解鋁能耗的3%-5%，其對(duì)能源類型的需求較為綜合，擺托了鋁業(yè)“價(jià)隨電漲”的依賴，將再生鋁產(chǎn)業(yè)作為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)更加有利于鋁業(yè)市場(chǎng)的健康穩(wěn)定和長(zhǎng)期發(fā)展。據(jù)《中國(guó)再生鋁行業(yè)產(chǎn)銷需求與投資預(yù)測(cè)分析報(bào)告前瞻》數(shù)據(jù)顯示，2005年，我國(guó)再生鋁產(chǎn)量約60萬(wàn)噸，僅次于美國(guó)，位居世界第二位，占全球產(chǎn)量的21.82%； 2006年，我國(guó)再生鋁產(chǎn)量74.5萬(wàn)噸，成為全球最大的再生鋁生產(chǎn)國(guó)，占全球產(chǎn)量的21.92%。2010年，我國(guó)再生鋁產(chǎn)量達(dá)到400萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)29%。隨著我國(guó)壓鑄件、鋁型材、汽車、家電等行業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)再生鋁的需求將會(huì)不斷增長(zhǎng)，再生鋁行業(yè)發(fā)展前景廣闊。發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于再生鋁的使用都十分重視，日本的再生鋁占原鋁的比例達(dá)到了 9 5 %，美國(guó)也有5 2 %以上，德國(guó)占5 4 %以上，而我國(guó)目前只有2 0 %左右，從使用比例上來(lái)看，我國(guó)的再生鋁比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于世界發(fā)達(dá)國(guó)家，有很大的發(fā)展空間。
[0004]采用再生鋁生產(chǎn)泡沫鋁存在成分不確定、工藝參數(shù)變動(dòng)等問(wèn)題。尤其是再生鋁合金中鐵含量過(guò)高的問(wèn)題。這主要是由于隨鐵含量增加，在金相組織中會(huì)形成本身硬度很高的針、片狀脆性鐵相，它的存在割裂了鋁合金的基體，降低了合金的力學(xué)性能，尤其是韌性，并且使零件機(jī)械加工難度增加，刀、刃具磨損嚴(yán)重，尺寸穩(wěn)定性差等等，但是，低品質(zhì)鋁合金錠中鐵含量本身就高，隨著合金爐料的回用，生產(chǎn)中鐵質(zhì)坩堝、工具、置預(yù)件等的使用使合金增鐵在所難免。因此，目前，我國(guó)泡沫鋁生產(chǎn)均采用原生鋁。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】
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本發(fā)明為一種采用再生鋁生產(chǎn)泡沫鋁的工藝方法，其技術(shù)方案為使用特定成分的回收鋁，添加一定成分的純鋁、硅、鎂等成分，合成所需要的配比，然后直接重熔，并對(duì)鋁液進(jìn)行除鐵處理。對(duì)處理好的鋁液加入發(fā)泡劑、增粘劑等，采用熔體發(fā)泡法生產(chǎn)泡沫鋁材料。。
[0006]所用回收鋁材料為成分較穩(wěn)定的某種特定回收鋁，如回收輪轂、回收鋁合金門窗、回收鋁鑄件等。
[0007]對(duì)回收鋁根據(jù)需要，添加一定成分的純鋁、硅、鎂等成分，合成所需要的配比，然后采用電磁吸附法、固溶體沉降法等方法對(duì)鋁液進(jìn)行除鐵處理。處理后對(duì)鋁試樣進(jìn)行光譜測(cè)試，確保鋁合金中鐵含量降至0.4%以內(nèi)。
[0008]泡沫鋁生產(chǎn)方法為熔體發(fā)泡法，所生產(chǎn)泡沫鋁，其孔隙率為60?90%，密度為0.3?1 X 103 4/1113，抗壓強(qiáng)度為16?24腿熱膨脹系數(shù)為(14?19) X 10—6廣0，吸能率8?30:/
[0009]
有益效果:
本發(fā)明方法利用了回收鋁中自身所含合金成分，同時(shí)去除了有害的鐵元素，使得泡沫鋁生產(chǎn)可以采用回收鋁作為原料，降低了原料成本。同時(shí)將再生鋁液直接生產(chǎn)泡沫鋁，為我國(guó)已經(jīng)過(guò)剩的鋁產(chǎn)能提供了新的出路。
[0010]
【具體實(shí)施方式】:
為更好地說(shuō)明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的典型但非限制性的實(shí)施例如下。
[0011]采用回收汽車輪轂(成分為美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)八356鋁)作為原料，重熔生成八356鋁合金熔液。由于鋁重熔后會(huì)損失部分成分，因此加入5%純鋁、1%鎂條用于調(diào)整成分，同時(shí)加入
0.05%稀土材料做變質(zhì)處理，改善鋁合金性能。
[0012]配料重熔后，首先采用電磁吸附法去除鋁溶液中可能的鐵螺釘、鐵屑、鐵渣、氧化鐵等成分，攪拌時(shí)間10分鐘。然后加入0.05%碳化硼做化學(xué)除鐵處理。最后通氮?dú)庾鼍珶捥幚?，通氮?dú)鈺r(shí)間5分鐘。
[0013]對(duì)于處理好的鋁液，澆鑄實(shí)驗(yàn)樣品，送光譜檢測(cè)儀測(cè)量鋁液成分。
[0014]將鋁液導(dǎo)入發(fā)泡池，對(duì)鋁液加入增粘劑、發(fā)泡劑等，進(jìn)行發(fā)泡處理。發(fā)泡溫度750° 0,攪拌速度1000轉(zhuǎn)/分，攪拌時(shí)間3分鐘，保溫時(shí)間5分鐘。保溫完畢之后做冷卻處理。
[0015]所生產(chǎn)泡沫鋁產(chǎn)品，其孔隙率為80%，密度為0.6父103 抗壓強(qiáng)度為20即3。
[0016] 申請(qǐng)人:聲明，以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種采用再生鋁生產(chǎn)泡沫鋁的工藝方法，其技術(shù)方案為:使用特定成分的回收鋁，添加一定成分的純鋁、硅、鎂等成分，合成所需要的配比，然后直接重熔，并對(duì)鋁液進(jìn)行除鐵處理，對(duì)處理好的鋁液加入發(fā)泡劑、增粘劑等，采用熔體發(fā)泡法生產(chǎn)泡沫鋁材料。
2.根據(jù)權(quán)利I所述的采用再生鋁生產(chǎn)泡沫鋁的工藝方法，其特征在于:所用回收鋁材料為成分較穩(wěn)定的某種特定回收鋁，如回收輪轂、回收鋁合金門窗、回收鋁鑄件等。
3.根據(jù)權(quán)利2所述的采用再生鋁生產(chǎn)泡沫鋁的工藝方法，其特征在于:對(duì)回收鋁根據(jù)需要，添加一定成分的純鋁、硅、鎂等成分，合成所需要的配比，然后采用電磁吸附法、固溶體沉降法等方法對(duì)鋁液進(jìn)行除鐵處理，處理后對(duì)鋁試樣進(jìn)行光譜測(cè)試，確保鋁合金中鐵含量降至0.4%以內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利I所述的采用再生鋁生產(chǎn)泡沫鋁的工藝方法，其特征在于:泡沫鋁生產(chǎn)方法為熔體發(fā)泡法，所生產(chǎn)泡沫鋁，其孔隙率為6(Γ90%，密度為0.3^1 X 13 kg/m3,抗壓強(qiáng)度為16?24MPa，熱膨脹系數(shù)為(14?19) ΧΙΟ—6/。C，吸能率8?30J/cm3。
【文檔編號(hào)】C22C1/08GK104451231SQ201410668542
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】聶剛, 謝峰, 龍海敏 申請(qǐng)人:界首市一鳴新材料科技有限公司