ZL101A精炼工艺对变质效果的影响

研究了六氯乙烷精炼与氩气旋转喷吹精炼工艺对ZL101A钠盐变质与锶变质效果的影响,分析了不同复合精炼变质工艺对铝液精炼效果和变质效果的影响.试验结果表明,采用氩气旋转喷吹工艺,合金液的精炼效果略好于六氯乙烷精炼工艺,对锶变质效果无影响,且使钠盐的变质效果在60 min以上;采用六氯乙烷工艺,对锶变质效果影响较大,加入量超过0.4％以后,锶的变质效果已经消失,且加快钠盐变质效果的衰退,在加入钠盐30 min后,钠盐的变质效果已消失.     

铝合金氩气旋转喷吹精炼与变质剂和清渣剂复合使用研究

研究了氩气旋转喷吹精炼处理与变质剂、清渣剂复合工艺的使用情况,分析了不同复合工艺对铝液精炼效果和变质效果的影响,分析了变质剂、清渣剂的相互影响。试验结果表明,采用氩气旋转喷吹精炼与盐类变质剂、清渣剂复合使用可提高铝液的精炼效果,对于采用锶变质剂的铝合金,清渣剂的使用可增加锶的烧损,降低锶的变质效果。     

精炼工艺对铸造Al-2Li-2Cu-0.2Zr合金夹杂物和力学性能的影响（英文）

研究不同精炼工艺对铸造Al-2Li-2Cu-0.2Zr合金夹杂物和力学性能的影响,包括双级C_2Cl_6精炼工艺,双级氩气旋转喷吹精炼工艺和双级复合精炼工艺。结果表明,结合C_2Cl_6和氩气旋转喷吹的双级复合精炼工艺可以显著提高铸造Al-2Li-2Cu-0.2Zr合金的熔体纯净度和力学性能。与未精炼的合金相比,通过双级复合精炼工艺得到的合金气孔缺陷和夹杂物的体积分数从1.47%下降到0.12%,固溶处理后合金的屈服强度、抗拉强度和伸长率分别从113 MPa、179 MPa和3.9%提高至142 MPa、293 MPa和18.1%。合金熔炼过程中,在加入锂之前首先使用C_2Cl_6精炼进行除气以及除掉熔体中较大尺寸的夹杂物,在加入锂之后使用氩气旋转喷吹进一步除气以及除掉熔体中细小的悬浮夹杂物。双级复合精炼工艺不仅可以有效去除熔体中的气体和夹杂物,还可以大幅度降低锂元素的氧化烧损,结合两种精炼方法的各自优势,取得显著的精炼效果。     

铝合金精炼变质机理研究

本研究是采用过滤的方式,将待处理铝液注入精炼变质处理炉,使铝液通过胶体状态的高效复合熔剂层实现精炼变质处理的.过滤后的铝液清除了形成气泡的核心,使合金具有精炼的可重熔性.熔剂中变质元素改变了硅相的生长方式,使变质硅的形貌呈复杂的珊瑚状分枝、端部圆钝,从而收到良好的变质效果.变质元素既可吸附于硅相的生长晶面,亦可固溶或化合于基体中,后者使变质具有长效性.     

7075铝合金旋转喷吹精炼工艺的研究

采用正交试验的方法,研究了旋转喷吹精炼工艺中的气体流量、转子转速、精炼时间和静置时间4个参数对7075铝合金精炼效果的影响;采用对比试验研究了C2Cl6精炼工艺、旋转喷吹精炼工艺及C2Cl6 旋转喷吹精炼的混合工艺对7075铝合金除气效果的影响.结果表明,转子转速对除气效果的影响最大,气体流量、精炼时间次之,静置时间的影响最小,优选出的最佳方案是转子转速为400 r/min,气体流量为0.4 mL/h,精炼时间为15 min,静置时间为6 min;采用C2Cl6精炼除氢率为34.5%左右,采用旋转喷吹精炼除氢率为70%左右,采用C2Cl6 旋转喷吹精炼的混合工艺除气效果最佳,除氢率为78%左右.各精炼工艺对合金力学性能的影响也不同,C2Cl6 旋转喷吹混合精炼的铝合金试样的抗拉强度、屈服强度和伸长率均最高,旋转喷吹精炼的次之,C2Cl6精炼的最低.     

两种铝液精炼处理对A356.2铝合金力学性能的影响

通过两种铝液精炼处理工艺即传统旋转喷精炼与新型旋涡式添加熔剂旋转喷吹精炼对A356.2铝液精炼处理过程的对比,研究了精炼过程中熔剂的自动添加对铝液中杂质含量的影响。结果表明:精炼过程,定量的熔剂通过旋涡自动添加到铝液中,和铝液充分混合并反应,有助于去除铝液中的氢气与非金属杂质,从而提高铝合金的力学性能。其中拉伸试棒的平均抗拉强度由216 MPa提升至236 MPa;平均伸长率由12.6%提升至15%,并保持一定的稳定性。     

A356铝合金双重除气工艺研究

采用水模拟试验研究了两种旋转喷吹转子对气泡的影响,并分别采用透气砖、旋转喷吹和双重除气工艺对铝合金熔体除气,开发出一种双重除气工艺。结果表明,转子形状对铝液除气效果有较大影响,双层转子能够充分破碎气泡,并使气泡更加分散,起到良好的除气效果。旋转喷吹对底部铝液除气效果较差,而透气砖除气效率较低,采用透气砖和旋转喷吹双重除气,能够充分处理底部铝液中的气体,显著提高除气效率。     

旋转喷吹氩气在Al-Si合金熔体净化中的应用

对ZL101熔体分别采用熔剂处理、旋转喷吹氩气处理,检测处理前后的含氢量。将未净化及采用两种不同工艺处理的ZL101熔体分别浇注砂型、金属型铸件,对比两种处理方法对铸件针孔度的影响。结果表明,旋转喷吹氩气的除气效果明显优于熔剂处理;旋转喷吹氩气后,不论是砂型还是金属型,铸件针孔度都可达到一级。     

旋转喷吹铝液净化工艺研究

介绍旋转喷吹铝液净化技术,将不同纯度、不同牌号的惰性气体除气对铝液的净化效果进行了对比,并将惰性气体喷吹除气与惰性气体加精炼剂相结合的喷吹除气对铝液的除气净化效果进行对比,从而确定出最佳旋转喷吹除气处理工艺参数.     

铝合金的复合气体除气工艺及其装置通过了技术鉴定

提高铝合金质量的重要途径之一,是对合金液进行除气精炼变质处理。目前国内大部份工厂采用六氯乙烷、四氯化碳、氯化锌等氯盐除气、钠盐变质。以上除气剂在除气过程中,不仅均产生有害气体、污染环境,影响工人身体健康,而且对含镁、锶等元素的合金均能引起元素的烧损,影响除气变质效果。 锶是代替钠盐对铝硅合金进行变质的较好的元素,既可消除钠盐变质时对环境的污染,又具有变质长效性.但锶吸气性较强,易造成铸件针孔缺     

透气砖底吹净化铝熔体的除气效率分析

在线测量了透气砖底吹净化装置的除气效果,从除气动力学方程出发建立了除气效率的计算模型,计算了气泡尺寸,并考虑气体受热膨胀和合泡的影响对其进行了修正.试验结果表明,除气效率随N2流量的增加而增大,当采用N2作为净化气体时,除气效率在40%以内,而采用N2-Cl2混合气体时,除气效率提高约10%.修正后计算得出通过透气砖吹入铝液中的气泡尺寸约为4 mm,除气效率计算值与试验结果较吻合.除气过程中气泡利用效率为50%～70%.从动力学角度分析得出了提高除气效率的主要途径.     

超声场作用下Mg-3Ca合金除气及细化的工艺研究

对Mg-3Ca合金熔体进行超声处理来研究超声功率、施振时间和施振温度对合金除气及凝固组织的影响。结果表明,采用超声波处理技术,可以有效去除Mg-3Ca合金熔体中的气体,从而提高铸锭的致密度。超声除气效果与施振功率、处理时间及处理温度密切相关。当施振功率过小、处理时间过短或过长及处理温度过高或过低均不会有良好的除气效果。熔体处理温度为:700℃,超声功率为150W,处理时间为120s时除气效果最好,除气率可达53.8%。另外,超声波在去除熔体中气体的同时,也使得铸锭的凝固组织变得细小、均匀。粗大的树枝晶不利于气泡的上浮和熔体补缩;而均匀、细小的等轴晶则有利于这一点。     

Molten metal processing of advanced cast aluminum alloys

Premium quality aluminum alloy castings are used extensively in various applications requiring a high strength-to-weight ratio, such as aerospace, automotive and other structural components. The mechanical properties in these structure-sensitive alloys are determined primarily by the secondary dendrite arm spacing and the morphology of interdendritic phases. In addition, the amount of porosity in the casting and the inclusion concentration have a strong influence on fracture, fatigue and impact properties. During the production of the casting, various molten metal processing techniques can be implemented to control these microstructural parameters. These melt treatments include grain refinement with Ti-B, eutectic modification with strontium or sodium, degassing with purge gases and filtration of inclusions. The efficiency of these treatments determines the quality of the cast component.     

An Environmentally Friendly Process Involving Refining and Membrane-Based Electrolysis for Magnesium Recovery from Partially Oxidized Scrap Alloy

Magnesium is recovered from partially oxidized scrap alloy by combining refining and solid oxide membrane (SOM) electrolysis. In this combined process, a molten salt eutectic flux (45 wt.% MgF₂–55 wt.% CaF₂) containing 10 wt.% MgO and 2 wt.% YF₃ was used as the medium for magnesium recovery. During refining, magnesium and its oxide are dissolved from the scrap into the molten flux. Forming gas is bubbled through the flux and the dissolved magnesium is removed via the gas phase and condensed in a separate condenser at a lower temperature. The molten flux has a finite solubility for magnesium and acts as a selective medium for magnesium dissolution, but not aluminum or iron, and therefore the magnesium recovered has high purity. After refining, SOM electrolysis is performed in the same reactor to enable electrolysis of the dissolved magnesium oxide in the molten flux producing magnesium at the cathode and oxygen at the SOM anode. During SOM electrolysis, it is necessary to decrease the concentration of the dissolved magnesium in the flux to improve the faradaic current efficiency and prevent degradation of the SOM. Thus, for both refining and SOM electrolysis, it is very important to measure and control the magnesium solubility in the molten flux. High magnesium solubility facilitates refining whereas lower solubility benefits the SOM electrolysis process. Computational fluid dynamics modeling was employed to simulate the flow behavior of the flux stirred by the forming gas. Based on the modeling results, an optimized design of the stirring tubes and its placement in the flux are determined for efficiently removing the dissolved magnesium and also increasing the efficiency of the SOM electrolysis process.     

铝合金熔体旋转喷吹除气净化过程模拟

采用计算机模拟方法对铝合金熔体旋转喷吹除气净化过程的温度场以及流场进行分析。结果表明,在转杆内部放置一个导气管,可以显著降低气体温度,从而可以有效地解决旋转喷头由于熔剂因高温变软而堵塞的问题;旋转速度和进气流量对铝合金熔体旋转喷吹除气净化效果具有重要影响,应该根据具体情况选择合适的工艺参数。熔池为方形结构时,气体主要从对角处出去,而远离对角处的体积分数却显著降低,甚至可能发生吸气。     

5A90铝锂合金真空熔炼工艺研究

采用真空精炼技术对自备的5A90铝锂合金进行处理,研究了不同真空度和熔炼时间对于合金中氢等杂质的去除效果,得出合理的真空熔炼参数。结果表明真空熔炼5A90铝锂合金的真空度在1000Pa,真空精炼时间为5min时．能够很好地保留合金元素并去除其中的氢和碱金属杂质。     

造铝合金ZL114A熔炼工艺的改进

采用ZS-AJ10C精炼剂替代六氯乙烷,在铝液中加入0.1％的A1Ti5B晶粒细化剂,并用氩气石墨精炼机进行二次精炼等工艺措施对ZL114A铸造铝合金熔炼工艺进行了改进.结果表明:采用改进措施后,可提高变质效果,降低铝液中铁元素与氢气的含量,显著改善ZL114A铸造铝合金液的质量,并可将回炉料的添加比例提高到70％～80％,增大了回炉料的使用率.     

4004铝合金扁铸锭气孔缺陷问题的解决

分析了4004合金扁铸锭的气孔缺陷形成机理及产生的原因,并通过采取延长精炼时间、增加变质前的静置、采用三转子除气装置、提高铸造温度等措施,减少了熔体中的气体。通过对采取措施前后的铸锭表面质量进行对比,证明上述措施是有效的。     

中间包微气泡冶金技术发展

中间包中生成微小气泡可显著促进夹杂物上浮去除。对中间包微气泡精炼技术进行了分析总结,并针对研究较为深入的长水口吹氩技术相关文献进行了详细分析。结果表明,利用中间包中钢液湍动能破碎气泡可形成高效去除夹杂物技术,一些新技术正在研发过程中,长水口吹氩技术具有良好前景;“冷钢片沾钢”工业试验表明,中间包长水口吹氩可在中间包钢液中生成弥散细小氩气泡,生成的绝大部分氩气泡尺寸小于2 mm;长水口吹氩生成微小气泡的过程可分为气泡在长水口壁孔脱附和脱附气泡在湍急钢流中被剪碎成微小气泡两个阶段,其中钢液湍动能对氩气泡的剪切破碎作用十分明显;长水口吹氩技术水模型研究较多,数值模拟研究相对较少,工业试验研究才刚刚开始,有待更进一步的深入研究。     

The production of high-purity aluminum in Japan

The two most widely industrialized techniques for aluminum refining are the three-layer electrolytic refining process and the segregation process. The three-layer process uses molten salt electrolysis to produce aluminum of greater than 99.99% purity. The segregation process produces aluminum of 99.98–99.99% purity. Although aluminum refined by the segregation process has a somewhat lower purity than that produced by the other methods, the segregation process has become increasing common since it consumes less energy. Ultrahigh-purity aluminum (99.9999%), which has uranium and thorium impurities reduced to less than 1 ppb, can also be produced.