專利名稱：：廢鋁回收制備稀土鋁硅合金的方法及其稀土鋁硅合金的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種鋁硅合金，尤其是涉及一種廢鉛回收制備稀土鋁硅合金的方法及其稀土鋁硅合金。主要應用于汽車、摩托車配件、出口機械配件等4亍業。
背景技術：
：近年來中國鋁加工業迅皿展，鋁硅合金以其優異的性能被廣泛運用于國民經濟的各個行業，目前鋁硅合金的生產主要有兩種方法(一)原生鋁熔煉配制合金；(二)廢舊鋁合金回收再利用。廢鋁再生利用能耗低，能耗只有原生鋁生產的5%，回收實得率高，可以多次回收利用。而且再生鋁生產投資小，收益期短，比原生鋁配制生產鋁珪合金具有很大的成本和能效優勢。近十幾年來，我國鋁再生行業M迅猛，其中僅舊易拉罐回收利用率達60%以上，2001年我國廢舊鋁合金凈進口量達到360.019萬噸。但是，目前我國鋁回收技術落后，主要存在以下問題1、分選、配料和熔煉工藝簡單，成分檢測和質量控制手段尚不完善，有的企業僅以鋁a面質量與斷口形貌來判斷產品是否合格，生產冶金質量不穩定，相當部分企業只能生產X^H氐附加值的鑄造鉉合金，如副牌ZL102等。2、廢鋁回收工藝能耗大，廢紹再生過程中產生的有害氣體和廢渣的朝,放帶來的環境問題。因此，如何改良廢舊鋁合金的再生技術，降^^鉛回收的能M環境污染，制備一種具有良好合金性能及穩定性的鋁硅合金，對解決原生紹資源匱乏的問題，具有重要意義。
發明內容本發明的主要目的在于提供一種能耗低、且環保性好的廢鋁回收制備稀土鋁硅^^的方法。為實現本發明的主要目的，所采取的技術方案為，一種廢鋁回收制備稀土鋁硅合金的方法，其特征在于，包括將廢鋁經預處理后分鑄成廢鋁錠，然后按純鋁20-25%:廢43錠75~80%比例，在硅、銅合金、稀土合金的存在下，7007卩0"C熔煉7-8小時，澆注成鋁珪合金。本發明的進一步設置為廢鋁預處理包括度料分類堆放-手工挑揀歸類~細致磁選~初步檢測分析等工序。具體地，按照廢料的大小、形狀確定工藝過程如下A.大件和切片按成分分類—去除其它金屬及嵌件—烘燒去油污油漆；B.粉狀物與廢碎料分類—干燥去水—磁選、風選、拋物分選—焙燒；C.易拉罐等切碎—焙燒除漆—壓塊。分鑄工序包括將經過預處理后的廢料按分類進行鑄造成廢鋁分鑄錠。優選地，所述的熔煉工序中開爐點火前先清爐、洗爐，以免其它元素及雜質帶入其中；用氧4匕鋅i^抹工具、才Ur以免4^^^入；投料投料前，先用溫火烘烤至ioox:左右，以緩沖溫差，并使氧化鋅完全溶融覆蓋。投料比例按(Al、A0、A00)純鋁20~25%,度鉛^#錠75~80%,按工藝要求分兩次加入，第一次下料50%,然后升溫至700-720"C，保溫23小時；將金屬^>入鋁液中至完全熔化；把純銅加工ACu40中間合金加入鋁液中，再進行第二次下料50%;然后加入稀土合金。本發明所述稀土合金按下述重量百分比組成配料鋁(A1)87-90，稀土元素(RE)10-13，分次按20m入鋁，升溫至700-72(TC熔化，把RE金屬塊壓入鋁液2/3以下，保溫在700-720C下讓其自然熔化10分鐘，攪拌均勻，靜止10~15分鐘后澆注而成。稀土元素(RE)的組成Ce:52~57、La:36—41、Pr:5~8、Gd:2~3。優選在熔煉過程中，加入適量的除渣劑，用氮氣^T在鋁液中i^f亍多次全方位攪拌透徹，并除去灰渣。優選在熔煉過程中，進行第一爐前分析在第一次攪拌后^^羊用原子吸收法做快速分析，一般應在15分鐘完成。如發現化學元素有偏析應及時作補充調整后再作第二次分析。澆注澆注前，應清渣扒渣，并在攪拌后撇去浮渣，靜止15分鐘后澆注，澆注時鋁液溫度保持680~700匸左右。優選地，還包括后處理工序，即對澆注的成品做化學成分分析、金相、物理*，并打印包裝，過磅入庫。本發明的另一目的在于提供一種采用上述工藝制備的、具有良好^^性能及穩定性的稀土鋁硅合金，包括按重量百分比的下述組成.-Si:8-5、Cu:3.5、REO.15—0.25、Mg:0.10、Mn:0.4—0.45、Ni:0.4~0.45、Zn:0.25、Sn:0.15~0.25、Fe:1.0~1.30，余量為鋁及<0.5的雜質。所述RE的重量百分比組成為Ce:52~57、La:36-41、Pr:5—8、Gd:2-3以下結合附圖和具體實施例對本發明的目的、方案和效果作進一步說明。圖1為本-發明鋁^^合金的生產工藝滋4呈圖；圖2為本發明稀土合金的生產工藝琉艱圖。務體實施方式如圖i所示，本發明鋁硅合金的生產工藝包括1、廢鋁預處理將廢料經分類堆放~手工挑揀歸類~細致磁選~初步檢測分析等工序后備用。具體地，按照廢料的大小、形狀確定工藝過程如下A.大件和切片，按成分分類—去除其它金屬及嵌件—烘燒去油污油漆；B.粉狀物與廢碎料，分類—干燥去水—磁選、風選、拋物M—焙燒；C.易拉罐等，切碎—焙燒除漆—壓塊。預處理的目的是^a鋁^^^金成分分類、去水、去油污油漆、去其他金屬雜質，預處理時嚴控水分，防止砂土、氧化夾雜、有機物質的帶入，M住廢料的歸類M。同時，通過分類篩i^的廢料，經初步檢測分析其組^，選擇本發明的配料組分，以控制最^金成分。2、分鑄將經過預處理后的廢料旨類進行鑄造成廢鋁^#錠。采取分類檢測、分類鑄錠的優點是有利于合金組分的控制，合金的成分較為穩、定。3、熔煉①開爐點火前先清爐、洗爐，以免其它元素及雜質帶入其中；②用氧化鋅涂抹工具，模具以克鐵質滲入；③投料投料前，先用溫火烘烤至100iC左右，以緩沖溫差，并使氧化鋅完全熔融覆蓋；^:料比例按(A1、AO、AOO)純鋁20~25%，廢鋁分鑄錠75~80%，按工藝要求分兩次加入，第一次下料50%，待加硅、銅中間合金后完成第二次下料50%;采用分次下料的好處是避免了一次下料造成的耗熱大、燒損大的缺點，有利于控制溫度及合金紐成，且第一次下料熔化后，第二次加入的鋁熔化時間短，耗熱小。(D熔化為了節約成本，減少消耗，提高產品質量，熔煉過程中少用大火，多用溫火，溫度控制在700-720TC，以10-屯~15噸/爐計每爐成品下線時間一般應保持在7-8小時，其中第一次投料時升溫到700-720"C,保溫2-3小時；熔煉過程中應進行攪拌除氣，并清渣套V查。⑤加硅炒硅將金屬硅加工成雞蛋大小狀加入鋁液中至完全熔化；⑥加銅中間合金把純銅加工AlCu40中間《、^r加入鋁液中，銅中間合金加入時間可選擇在第一次投料后，或于第二次投料時^投入；⑦加稀土合金由于直接加入稀土元素，熔合性差，影響產品性能，且稀土元素易燒損揮發，因此，本發明釆取先把稀土金屬加工成A1RE10-13中間合金的形式再加入，加入前須干燥、預熱，加入時應均勻拋灑在鋁液中，待10-15分鐘熔化后，加入適量的除渣劑，用氮氣槍在鋁液中全方位攪拌透徹，除去灰渣。這樣，熔合性好，使產品的現復、抗拉強度以及流動性都得到了提高。本發明所述稀土合金的制備工藝如圖2所示a,選料配料選擇純鋁U00.AO)及高品位稀土金屬(CLPG)，按下述重量百分比組成配料鋁(Al)87-90稀土元素(RE)10-13稀土元素(RE)的組成如表l所示表l稀土元素組成表<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>b、鑄造先用氧化鋅涂抹工具、模具以免M滲入；下料前須干燥預熱至IOO"C左右，以緩沖溫差，防止炸爐；分次按80%、20%投入鋁，升溫至700720"C炫化，RE加入時需用鐘罩(專用工具)把RE金屬塊壓入鋁液2/3以下，保溫在700~720X:下讓其自然熔化10分鐘，然后用專用伊具全方位攪拌均勻，^止10~15分鐘后澆注，澆注時鋁液溫度為680700t:左右。⑧爐前分析在第一次攪拌后取樣用原子吸收法做快速分析，一般應在15分鐘完成。⑨調整、再分析發現化學元素有偏析應及時作補充調整后再作第二次分析，以免影響產品質量。4、澆注澆注前，應清渣扒渣，并在攪拌后撇去浮渣，靜止10~15分鐘后澆注，澆注時鋁液溫度保持680~700"左右。5、后處理對澆注的成品做化學成分^^析.金相、物理試驗，并打印包裝，過磅入庫。結合表2~表4所示，本發明制備的鋁硅合金(代號ZLDA380RE)與現有的A380鋁合金比較，其組成成分、產品性能均有較大的提高。表2>現有^380合金化學元素成分表％<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表3、本發明制備的ZLDA380RE合金化學元素成份表。/0<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表4、A380與ZLDA380RE力學性能對比表<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>由表2~表4可以看出1、本發明采用低鐵類稀土金屬由Ce、La、Pr、Gd、Pe<0.2主要成分組成，加入稀土金屬(中間合金)后可大量減少化工熔劑的使用量，既降低了成本，又提高了產品質量(提高了產品的硬度、表面光潔度、抗拉強度以及流動性)，還大幅消減廢氣的排放量，有益于操作工人的身體俛泉，改善周邊環境，真正做到了綠色環保生產。2、本主要原材料以廢鋁為主，純鋁為輔，通過對熔煉前后的工藝流^ii行改革創新，首先對采購回廠的度鋁進行分類堆放、逐件磁選、分類檢測、分類鑄成錠，再次進行檢測分析，然后才能ii^生產流程，并根據逐次分析的數據加入一定比例的純鋁，以保證合金的高品質，還加入適量的其他元素和稀土金屬，生產出來的產品各項指標均達到和超過了同類牌號產品合金錠。這樣，一方面提高了對廢舊物資的再生利用，對國民經濟、節能降耗，優化環境有著特殊的意義，另一方面避免了過去全部用廢鋁為主要原材料生產企業，能耗高，燒損大，檢測手段不到位，產品質量難以保障，纟,滿足用戶對材質的要求，經常出現各類質量問題。3、在所有鋁>^金產品中，4失含量始^^被視為有害物質，因此，本發明工藝中，原輔材料均采用了低鐵要求，成品設計時把l.3-2.0%鐵含量降低為1.0~1.3%，包，土金屬，我們也采用低鐵類稀土，把國標1.0降低0.2%^4失量，從而保證了產品的質量。權利要求1、一種廢鋁回收制備稀土鋁硅合金的方法，其特征在于，包括將廢鋁經預處理后分鑄成廢鋁錠，然后按純鋁20～25％:廢鋁錠75～80％比例，在硅、銅中間合金、稀土合金的存在下，700～720℃熔煉7～8小時，澆注成鋁硅合金。2、如4又利要求1所述的一種廢鋁回收制^^稀土鋁珪合金的方法，其特征在于預處理包括廢料分類堆放~手工挑揀歸類~細致磁選~初步檢測分析工序。3、如4又利要求1所述的一種廢鋁回收制備稀土鋁硅合金的方法，其特征在于分濤工序包括將經過預處理后的廢料按分類進行鑄造成廢鋁分鑄錠。4、如權利要求1所述的一種廢鋁回收制備稀土鋁硅合金的方法，其特征在于所述的熔煉工序中，開爐點火前先清爐、洗爐，并用氧化鋅涂抹工具、#莫具。5、如權利要求1所述的一種廢鋁回收制備稀土鋁硅合金的方法，其特征在于所述的熔煉工序中，投料順序為，按純鋁20-25%、廢鋁分鑄錠75~80%比例配料，第一次下料50%，然后升溫至700-720"C，保溫2~3小時；將金屬^入鋁液中至完全溶化，把銅中間合4r加入鋁液中，ii行第二次下料50、然后加7v稀土^^金。6、如權利要求1或5所述的一種廢鋁回收制備稀土鋁硅合金的方法，其特征在于所述稀土合金按下述重量百分比配料鋁87-90、稀土元素10~13，分次按80X、20%^鋁，升溫至700-7201C熔化，將稀土元素壓入鋁液2/3以下，保溫在700-720"C下自然熔化，攪拌均勻，靜止10-15分鐘后澆注而成。7、如權利要求6所述的一種廢鋁回收制備稀土鋁硅合金的方法，其特征在于稀土元素的重量百分比組成為Ce:f52-57.La:36~41、Pr:5~8、Gd:2-3。8、如權利要求1所述的一種廢鋁回收制備稀土鋁硅合金的方法，其特征在于熔煉過程中，用氮氣槍在鋁液中進行多次全方位攪拌透徹，并在第一次攪拌后取樣用原子吸收法做快速分析，發現化學元素有偏析后及時作補充調整后再作第二次分析。9、一種采用權利要求l所述方法制備的一種稀土鋁硅合金，其特征在于，包括按重量百分比的下iii且成Si:8-5、Cu:3.5、REO.15~0.25、Mg:0.10、Mn:0.4—0.45、Ni:0.4—0.45、Zn:0.25、Sn:0.15-0.25、Fe:1.0-1,30，余量為A1及〈0.5的其他雜質。10、如權利要求9所述的一種稀土鋁硅合金，其特征在于所述RE的重量百分比組成為Ce:52-57、La:36~41、Pr:5-8全文摘要本發明公開了一種廢鋁回收制備稀土鋁硅合金的方法及其稀土鋁硅合金，屬于合金制備
技術領域：
，包括將廢鋁經預處理后分鑄成廢鋁錠，然后按純鋁20～25％廢鋁錠75～80％比例，在硅、銅中間合金、稀土合金的存在下，700～720℃熔煉7～8小時，澆注成鋁硅合金。本發明原材料以廢鋁為主，純鋁為輔，通過對熔煉前后的工藝流程進行改革創新，還加入適量的其他元素和稀土金屬，一方面提高了對廢舊物資的再生利用，另一方面大量減少化工熔劑的使用量，降低了成本，提高了產品質量，還大幅消減廢氣的排放量，有益于綠色環保生產。文檔編號C22B7/00GK101381814SQ20081012112公開日2009年3月11日申請日期2008年9月28日優先權日2008年9月28日發明者丁慧芳,姚仁祥,張國俊,朱競紅,邵小英申請人:姚仁祥