【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及再生鋁合金，具體涉及一種再生鋁合金的回收方法及回收的鋁合金及其應用，尤其涉及一種含fe金屬間化合物相得以改善的再生鋁合金的回收方法及回收的鋁合金及其應用。
技術介紹
1、在再生鋁合金回收利用的過程中，雜質元素的去除是其關鍵環節，尤其是fe元素在使用過程中會通過多種渠道混入合金中造成其含量超標。fe元素常與其它元素形成粗大針片狀含fe金屬間化合物，嚴重降低材料的力學性能并增加鑄造缺陷。國內外針對再生al-si合金中過量的fe雜質元素去除做了大量研究，主要集中在通過mn、cr等合金元素的添加，將熔體中fe雜質元素轉化為高密度含fe化合物，通過對該高密度含fe化合物的分離，降低熔體中fe含量。但該方法除fe效率低，合金中仍會殘存較多的fe含量，同時還會引入大量的mn、cr等元素。因此，對合金中殘存的fe元素進行處理，使其轉化成對再生鋁合金性能影響較小的含fe相具有重要的意義。
2、合金中通常添加晶粒細化劑來細化合金的晶粒組織及含fe相，al-ti-b中間合金是最常用的晶粒細化劑，但在加入的tib2顆粒中只有不到1％對形核有活性，效率很低。
3、專利cn202010651481公開了al-si系壓鑄鋁合金中富鐵相的細化方法，該方法是在高fe含量的鑄造鋁合金中加入高含量的sr元素對富fe相進行變質，減小富fe相尺寸并改變其形貌，從而提高其力學性能，但sr元素添加量高時，鋁熔體的吸氣傾向也增大，且額外引入了sr元素。
4、專利cn103820683a公開了高fe鋁硅合金中fe相的多元復合細化
5、并且雖然鋁合金中通常添加晶粒細化劑或變質劑來細化fe相，但是該方法在再生鋁合金中很少使用。
6、在實際生產過程中，液態鋁熔體表面總是有形成氧化膜的傾向，氧化物不可避免地進入液態鋁合金中，其晶體結構與鋁基體相似，并且還可以作為鋁合金中含鐵金屬間化合物的成核位點。但該技術存在幾個難點，其一是氧元素的添加比較困難。有研究利用鋁液表面氧化引入的氧元素，但該方法氧含量不易控制；如果采用在鋁液中直接通o2的形式，該方法危險性較大；也有通過在鋁合金中加入固體氧化物的形式，但由于熔體表面氧化膜的存在，顯著降低了固體氧化物與熔體的潤濕性，并且在空氣中施加物理外場時容易卷氣，產生大量的氣孔及氧化膜缺陷，添加進入目標熔體中會降低后續熔體的純凈度。
7、如何改善再生鋁合金中的含fe金屬間化合物相，且減少再生鋁合金中的氣孔和缺陷，使其力學性能得以明顯改善是再生鋁合金領域的技術難點。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是克服現有技術中的一個或多個不足，提供一種改進的再生鋁合金的回收方法，該回收方法可以明顯改善再生鋁合金中的含fe金屬間化合物相，且明顯減少其中的氣孔和缺陷，使得再生鋁合金的力學性能得到明顯改善。
2、本專利技術同時還提供了一種由上述制備方法制備得到的回收鋁合金。
3、本專利技術同時還提供了一種上述回收鋁合金的用途。
4、為達到上述目的，本專利技術采用以下技術方案：
5、一種再生鋁合金的回收方法，所述回收方法包括以下步驟：
6、1)在先抽真空再通入惰性氣體保護的條件下以al-mg合金熔體、含氧化合物為原料，反應制備得到al-mgal2o4中間合金；
7、2)將再生鋁合金熔融得到再生鋁熔體，往所述再生鋁熔體中加入所述al-mgal2o4中間合金，熔融混合，得到回收鋁合金熔體；
8、3)將所述回收鋁合金熔體鑄造凝固成型，得到回收鋁合金。
9、現有技術中，針對再生al-si等再生合金中過量的fe雜質元素的去除，主要通過mn、cr等合金元素的添加，將熔體中fe雜質元素轉化為高密度含fe化合物，通過對該高密度含fe化合物的分離，降低熔體中fe含量。然而，該方法除fe效率低，合金中仍會殘存較多的fe含量，同時還會引入大量的mn、cr等元素。在不引入其他雜質元素的前提下，如何將再生鋁合金中的fe相進行優化和細化是難點。本申請的專利技術人通過研究發現，先在先抽真空再通入惰性氣體保護的條件下通過反應制備得到al-mgal2o4中間合金，再將其加入到再生鋁合金中進行熔融和鑄造，可以明顯改善再生鋁合金中的含fe金屬間化合物相，使再生鋁合金中的含鐵相形狀由分布不均勻的長板條狀、大塊狀轉變為細小顆粒狀、蠕蟲狀等，進而實現含fe金屬間化合物相的細化和改善，得到含fe相細化且分布均勻的、力學性能明顯改善的回收鋁合金。先抽真空再通入惰性氣體保護的條件相比于普通的大氣壓環境，由于幾乎不存在氧氣，可以明顯抑制卷氣，使得al-mgal2o4中間合金和最終回收鋁合金的氣孔和氧化膜缺陷明顯減少，最終得到的回收鋁合金的力學性能得到進一步地提高。含氧化合物為中間合金提供o原料，相比于現有的利用鋁液表面氧化引入氧元素，含氧化合物的用量更容易控制，即控制氧含量更為方便，相比于直接通入氧氣更為安全，相比于在鋁合金中直接加入固體氧化物，含氧的al-mgal2o4中間合金能夠與再生鋁合金一起熔融，更能混合均勻。
10、在一些實施方式中，所述抽真空至壓力為10-5～100pa；優選10-3～10pa，更優選10-3～1pa。該壓力為壓力表讀數的實際壓力，為絕對壓強。該真空壓力下，空氣中的氧氣幾乎被完全除去，不會造成卷氣。
11、在一些實施方式中，所述步驟1)在真空爐中進行。
12、在一些實施方式中，所述步驟1)的反應的溫度為700～850℃。
13、在一些實施方式中，所述步驟1)的反應的時間為10～120min。
14、在一些實施方式中，所述步驟1)的反應在攪拌的條件下進行；優選地，所述攪拌為間歇攪拌。
15、在一些實施方式中，所述攪拌為機械攪拌。
16、在一些實施方式中，所述間歇攪拌為每隔15-25min攪拌2-8min。
17、在一些實施方式中，所述含氧化合物選自sio2、h3bo3和tio2中的一種或多種的組合。
18、在一些實施方式中，所述含氧化合物為固體粉末形式。
19、在一些實施方式中，所述含氧化合物的質量為所述al-mg合金熔體質量的0.1％～10.0％；優選2％-8％。若含氧化合物的用量過多，則其在al-mg合金熔體中不易分散均勻，不利于形成均勻分散的mgal2o4相，不利于后續再生鋁合金中含鐵相的改善；若含氧化合物的用量過少，則mgal2o4相的生成量很少，也不利于后續再生鋁合金中含鐵相的改善。
20、在一些實施方式中，以重量百分比計，所述al-mg合金熔體中：mg?1.0％～10.0％，余量為al。
21、在一些實施方式中本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種再生鋁合金的回收方法，其特征在于，所述回收方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的再生鋁合金的回收方法，其特征在于，所述抽真空至壓力為10-5～100Pa；優選10-3～10Pa。
3.根據權利要求1所述的再生鋁合金的回收方法，其特征在于，所述步驟1)在真空爐中進行；和/或，所述步驟1)的反應的溫度為700～850℃；和/或，所述步驟1)的反應的時間為10～120min。
4.根據權利要求1所述的再生鋁合金的回收方法，其特征在于，所述步驟1)的反應在攪拌的條件下進行；優選地，所述攪拌為間歇攪拌。
5.根據權利要求4所述的再生鋁合金的回收方法，其特征在于，所述間歇攪拌為每隔15-25min攪拌2-8min。
6.根據權利要求1所述的再生鋁合金的回收方法，其特征在于，所述含氧化合物選自SiO2、H3BO3和TiO2中的一種或多種的組合；和/或，所述含氧化合物為固體粉末形式。
7.根據權利要求1所述的再生鋁合金的回收方法，其特征在于，所述含氧化合物的質量為所述Al-Mg合金熔體質量的0.1％～10.0％
8.根據權利要求1所述的再生鋁合金的回收方法，其特征在于，以重量百分比計，所述Al-Mg合金熔體中：Mg?1.0％～10.0％，余量為Al。
9.根據權利要求1所述的再生鋁合金的回收方法，其特征在于，所述步驟1)具體包括：將純Al錠、純Mg錠在先抽真空再通入惰性氣體保護的條件下加熱到700～850℃進行熔融，得到Al-Mg合金熔體；往所述Al-Mg合金熔體中加入預熱后的所述含氧化合物，并分散均勻，得到中間合金熔體；將所述中間合金熔體在700～850℃下保溫反應10～120min，并每隔15-25min對其進行攪拌2-8min，冷卻凝固后得到Al-MgAl2O4中間合金。
10.根據權利要求1所述的再生鋁合金的回收方法，其特征在于，所述再生鋁合金選自Al-Si系再生鋁合金、Al-Si-Mg系再生鋁合金、Al-Si-Cu系再生鋁合金和Al-Si-Cu-Mg系再生鋁合金中的一種或多種的組合。
11.根據權利要求10所述的再生鋁合金的回收方法，其特征在于，所述再生鋁合金還包括選自Fe、Mn、Cr、V、Mo、Ti和Zn中的一種或多種的組合的其他金屬；優選地，當所述再生鋁合金包括Fe、Mn、Cr、V、Mo、Ti和Zn中的一種或多種的組合時，以重量百分比計，所述Fe為0.1％～1.5％，所述Mn為0.01％～3％，所述Cr為0.01％～1.0％，所述V為0.01％～0.5％，所述Mo為0.01％～0.3％，所述Ti為0.01％～0.5％，所述Zn為0.01％～3.0％；所述再生鋁合金還包括任選的其他雜質，以重量百分比計，所述其他雜質的總和不大于0.3％；和/或，所述Al-Si-Cu系再生鋁合金中Cu的質量百分比為0.01％～4.0％；和/或，所述Al-Si-Cu-Mg系再生鋁合金中Cu的質量百分比為0.01％～4.0％，Mg的質量百分比為0.01％～4.0％。
12.根據權利要求1所述的再生鋁合金的回收方法，其特征在于，所述Al-MgAl2O4中間合金的質量為所述再生鋁合金質量的5％-30％；和/或，所述步驟2)在空氣中進行。
13.根據權利要求1所述的再生鋁合金的回收方法，其特征在于，步驟3)中所述鑄造凝固成型選自重力、高壓、擠壓、低壓、差壓鑄造成型中的一種或多種的組合；和/或，步驟3)中所述鑄造凝固成型時，凝固速率為0.5℃/s以上。
14.一種權利要求1-13中任一項所述的再生鋁合金的回收方法回收得到的回收鋁合金。
15.根據權利要求14所述的回收鋁合金，其特征在于，所述回收鋁合金中的含鐵相為細小顆粒狀和/或蠕蟲狀，其長徑比為2.5以下，長度為20μm以下。
16.一種權利要求14或15所述的回收鋁合金在制備汽車底盤結構件、發動機或傳動器件中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種再生鋁合金的回收方法，其特征在于，所述回收方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的再生鋁合金的回收方法，其特征在于，所述抽真空至壓力為10-5～100pa；優選10-3～10pa。
3.根據權利要求1所述的再生鋁合金的回收方法，其特征在于，所述步驟1)在真空爐中進行；和/或，所述步驟1)的反應的溫度為700～850℃；和/或，所述步驟1)的反應的時間為10～120min。
4.根據權利要求1所述的再生鋁合金的回收方法，其特征在于，所述步驟1)的反應在攪拌的條件下進行；優選地，所述攪拌為間歇攪拌。
5.根據權利要求4所述的再生鋁合金的回收方法，其特征在于，所述間歇攪拌為每隔15-25min攪拌2-8min。
6.根據權利要求1所述的再生鋁合金的回收方法，其特征在于，所述含氧化合物選自sio2、h3bo3和tio2中的一種或多種的組合；和/或，所述含氧化合物為固體粉末形式。
7.根據權利要求1所述的再生鋁合金的回收方法，其特征在于，所述含氧化合物的質量為所述al-mg合金熔體質量的0.1％～10.0％。
8.根據權利要求1所述的再生鋁合金的回收方法，其特征在于，以重量百分比計，所述al-mg合金熔體中：mg?1.0％～10.0％，余量為al。
9.根據權利要求1所述的再生鋁合金的回收方法，其特征在于，所述步驟1)具體包括：將純al錠、純mg錠在先抽真空再通入惰性氣體保護的條件下加熱到700～850℃進行熔融，得到al-mg合金熔體；往所述al-mg合金熔體中加入預熱后的所述含氧化合物，并分散均勻，得到中間合金熔體；將所述中間合金熔體在700～850℃下保溫反應10～120min，并每隔15-25min對其進行攪拌2-8min，冷卻凝固后得到al-mgal2o4中間合金。
10.根據權利要求1所述的再生鋁合金的回收方法，其特征在于，所述再生鋁合金選自al...
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐永濤，陳來，長海博文，張碩，張洵，王雪楊，吳靜，李聰，
申請(專利權)人：魏橋蘇州輕量化研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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