專利名稱：一種鋁合金焊絲原材料熔體的凈化方法及其專用熔劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬熔體的凈化方法，具體涉及一種鋁合金焊絲原材料熔體的 等離子凈化方法及其專用熔劑。
背景技術(shù)：
隨著鋁合金在汽車工業(yè)、航空航天工業(yè)等其他領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，對鋁合金 質(zhì)量及使用要求愈來愈高。鋁合金在熔煉過程中，熔體中存在的氣體、各種夾雜物及其 他金屬雜質(zhì)往往使鑄錠產(chǎn)生氣泡、氣孔、疏松、裂紋、白斑等缺陷，對鑄錠的加工性能 及制品強度、塑性、抗蝕性和外觀品質(zhì)都有顯著影響，由原材料鑄錠中的氣體與夾雜產(chǎn) 生的缺陷對鋁合金焊絲的使用性能有著非常大的影響，而且是后續(xù)無法消除的。熔體凈 化技術(shù)是基于物理化學(xué)原理和相應(yīng)的工藝措施，除掉液態(tài)金屬中的氣體、夾雜物和有害 元素，以便獲得純凈金屬熔體的工藝方法。鋁合金熔體凈化技術(shù)是一種從源頭消除有害 缺陷的方法，是保證鋁合金材料冶金質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)，是學(xué)術(shù)界和企業(yè)界廣泛關(guān)注的問 題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種可有效除雜去氫的鋁合金焊絲原 材料熔體的凈化方法，減少氣與雜產(chǎn)生的缺陷對鑄錠質(zhì)量的危害。
本發(fā)明所要解決的第二個技術(shù)問題是提供一種鋁合金焊絲原材料熔體凈化的專 用熔劑。
本發(fā)明解決上述第一個技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種鋁合金焊絲原材料 熔體的凈化方法，其特征在于采用等離子設(shè)備進行凈化處理，將等離子發(fā)生器在非冷 卻狀態(tài)下浸入鋁合金焊絲原材料熔體中，點火使其產(chǎn)生等離子射流，高溫等離子射流注 入鋁合金焊絲原材料熔體后，產(chǎn)生大量氣泡，通過氣泡和鋁合金焊絲原材料熔體界面的 壓力差，將鋁合金焊絲原材料熔體中的氫吸入氣泡中，同時鋁合金焊絲原材料熔體中的 夾雜物也吸附在氣泡表面，隨著氣泡浮出液面除去。
作為改進，所述鋁合金焊絲原材料熔體在達到凈化處理溫度后，在等離子凈化 處理前，在其表面均勻撒上熔體質(zhì)量0.2 0.5%的專用熔劑，20分鐘后進行等離子凈化處理。
作為改進，所述等離子設(shè)備包括電源、移動臺車、氣體供應(yīng)裝置、控制柜、氣 體反應(yīng)系統(tǒng)、升降機構(gòu)、熔劑稱量器、等離子發(fā)生器和真空室，凈化處理時，先接通電 源，調(diào)整起弧電壓75 85V，調(diào)整點火電流450-480A，點火后將真空室下移到鋁合金焊 絲原材料熔體內(nèi)，真空室下端距坩堝底部S^K)mm，接通真空泵，提升鋁合金焊絲原材料 熔體到真空室內(nèi)，在真空度達到設(shè)定值后打開氬氣閥，調(diào)整壓力至0.2MPa，流量控制范 圍 7 9L/min。
再改進，所述凈化處理溫度為710 750°C，凈化處理時間為6 8min。
最后，所述凈化處理結(jié)束后，關(guān)閉真空泵，待鋁合金焊絲原材料熔體退出真空 室后，提出真空室，靜置12 16min。
本發(fā)明解決上述第二個技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種鋁合金焊絲原材料 熔體的專用熔劑，其特征在于該熔劑的各原料質(zhì)量百分比為
NaCl 20% 40%，
KCl 20% 40%，
MgCl2 20% 40%，
NaF 20% 30%，
將上述原料稱量后裝入陶瓷坩堝容器內(nèi)，放入加熱器中，并500士 10°C烘干 3.9 4.1小時；將烘干后的原料統(tǒng)一倒入容器充分攪拌，均勻混合放入干燥皿即可。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于采用熔劑與等離子設(shè)備相結(jié)合的方法進 行凈化處理，一方面熔劑可以隔絕熔體與空氣的接觸，并與熔體產(chǎn)生一系列的物理化學(xué) 反應(yīng)，防止熔體吸氣，降低熔體與夾雜間的粘附作用；另一方面等離子發(fā)生器提供的高 溫等離子射流注入鋁合金焊絲原材料熔體后，產(chǎn)生大量彌散分布的氣泡，將溶于鋁合金 焊絲原材料熔體中的氫不斷吸入氣泡中，浮出液面。同時，降低粘附作用的夾雜能夠自 動吸附在氣泡表面，從而被帶出液面。因此，本發(fā)明的凈化方法可以有效的除雜去氫， 達到熔體凈化的最佳效果。


圖1為等離子設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理圖號說明，1、電源，2、移動臺車，3、氣體供應(yīng)裝置，4、控制柜，5、升降機 構(gòu)，7、等離子發(fā)生器，6、真空室，具體實施方式
以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
實施例1:對5356焊絲原材料熔體進行凈化處理，將焊絲原材料按比例配好烘 干，依照填料順序?qū)⒃牧戏湃霠t中熔化，在鋁合金焊絲原材料熔化過程中，通過移動 臺車將關(guān)閉的等離子凈化裝置放置在爐旁，以備使用，等離子凈化裝置是采用烏克蘭國 家科學(xué)院的PFP-I型產(chǎn)品。待爐內(nèi)的鋁合金焊絲原材料熔體充分熔化達到凈化處理溫度 730°C后通過單項熔劑選擇稱量器按比例稱取熔劑(25%NaCl、25% KCK 30% MgCl2> 20% NaF)如0.3%，均勻撒入鋁合金焊絲原材料熔體，并覆蓋整個熔體表面。此時接通 等離子凈化裝置電源，通過控制柜、升降機構(gòu)將等離子發(fā)生器和真空室置于熔體上方加 熱，待熔劑撒入20分鐘后調(diào)整起弧電壓至85V，調(diào)整點火電流至480A(此時電壓會降至 22V左右)，點火后將真空室下移到鋁合金焊絲原材料熔體內(nèi)，真空室下端距坩堝底部約 ^K)mm。接通真空泵，提升鋁合金焊絲原材料熔體到真空室內(nèi)，在真空度達到設(shè)定值后 打開氬氣閥，調(diào)整壓力至0.2MPa，流量控制范圍8L/min。開始凈化處理，等離子發(fā)生 器提供的高溫等離子射流注入鋁合金焊絲原材料熔體后，產(chǎn)生大量彌散分布的氣泡，將 溶于鋁合金焊絲原材料熔體中的氫不斷吸入氣泡中，浮出液面。同時，熔劑隔絕熔體與 空氣的接觸，防止熔體吸氣，降低熔體與夾雜間的粘附作用，促使夾雜能夠自動吸附在氣泡表面，從而被帶出液面。凈化處理Smin后，關(guān)閉真空泵，待鋁合金焊絲原材料熔體 退出真空室后，提出真空室，靜置15min后澆鑄。
實施例2:對5356焊絲原材料熔體進行凈化處理，將焊絲原材料按比例配好烘 干，依照填料順序?qū)⒃牧戏湃霠t中熔化，在鋁合金焊絲原材料熔化過程中，通過移動 臺車將關(guān)閉的等離子凈化裝置放置在爐旁，以備使用。待爐內(nèi)的鋁合金焊絲原材料熔 體充分熔化達到凈化處理溫度725°C后通過單項熔劑選擇稱量器按比例稱取熔劑(30% NaCK 30% KCK 20% MgCl2> 20% NaF)如0.4%，均勻撒入鋁合金焊絲原材料熔體， 并覆蓋整個熔體表面。此時接通等離子凈化裝置電源，通過控制柜、升降機構(gòu)將等離子 發(fā)生器和真空室置于熔體上方加熱，待熔劑撒入20分鐘后調(diào)整起弧電壓至85V，調(diào)整點 火電流至480A(此時電壓會降至22V左右)，點火后將真空室下移到鋁合金焊絲原材料 熔體內(nèi)，真空室下端距坩堝底部約^K)mm。接通真空泵，提升鋁合金焊絲原材料熔體到 真空室內(nèi)，在真空度達到設(shè)定值后打開氬氣閥，調(diào)整壓力至0.2MPa，流量控制范圍9L/ min。開始凈化處理，等離子發(fā)生器提供的高溫等離子射流注入鋁合金焊絲原材料熔體 后，產(chǎn)生大量彌散分布的氣泡，將溶于鋁合金焊絲原材料熔體中的氫不斷吸入氣泡中， 浮出液面。同時，熔劑隔絕熔體與空氣的接觸，防止熔體吸氣，降低熔體與夾雜間的粘 附作用，促使夾雜能夠自動吸附在氣泡表面，從而被帶出液面。凈化處理6min后，關(guān)閉 真空泵，待鋁合金焊絲原材料熔體退出真空室后，提出真空室，靜置12min后澆鑄。
5356焊絲原材料熔體凈化，在南方潮濕環(huán)境下，處理前氫含量為0.3ml 0.4ml/ (IOOgAl)，通過其他方法處理后氫含量可以達到0.2ml/(100gAl)左右，采用等離子、熔 劑復(fù)合凈化技術(shù)處理后氫含量可以達到0.1ml/(100gAl)左右，減少了鑄錠缺陷，提高鑄 錠質(zhì)量，提高了各項綜合性能，達到了熔體凈化的最佳效果。
權(quán)利要求
1.一種鋁合金焊絲原材料熔體的凈化方法，其特征在于采用等離子設(shè)備進行凈化 處理，將等離子發(fā)生器在非冷卻狀態(tài)下浸入鋁合金焊絲原材料熔體中，點火使其產(chǎn)生等 離子射流，高溫等離子射流注入鋁合金焊絲原材料熔體后，產(chǎn)生大量氣泡，通過氣泡和 鋁合金焊絲原材料熔體界面的壓力差，將鋁合金焊絲原材料熔體中的氫吸入氣泡中，同 時鋁合金焊絲原材料熔體中的夾雜物也吸附在氣泡表面，隨著氣泡浮出液面除去。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凈化方法，其特征在于所述鋁合金焊絲原材料熔體在達到凈 化處理溫度后，在等離子凈化處理前，在其表面均勻撒上熔體質(zhì)量0.2 0.5%的專用熔 劑，20分鐘后進行等離子凈化處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凈化方法，其特征在于所述等離子設(shè)備包括電源、移動臺 車、氣體供應(yīng)裝置、控制柜、氣體反應(yīng)系統(tǒng)、升降機構(gòu)、熔劑稱量器、等離子發(fā)生器和 真空室，凈化處理時，先接通電源，調(diào)整起弧電壓75 85V，調(diào)整點火電流450-480A， 點火后將真空室下移到鋁合金焊絲原材料熔體內(nèi)，真空室下端距坩堝底部5290mm，接通 真空泵，提升鋁合金焊絲原材料熔體到真空室內(nèi)，在真空度達到設(shè)定值后打開氬氣閥， 調(diào)整壓力至0.2MPa，流量控制范圍7 9L/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凈化方法，其特征在于所述凈化處理溫度為710 750°C， 凈化處理時間為6 8min。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的凈化方法，其特征在于所述凈化處理結(jié)束后，關(guān)閉真空泵， 待鋁合金焊絲原材料熔體退出真空室后，提出真空室，靜置12 16min。
6.一種鋁合金焊絲原材料熔體的專用熔劑，其特征在于該熔劑的各原料質(zhì)量百分比為NaCl20%--40%,KCl20%-,40%,MgCl220%- 40%,NaF20%-一 30%,將上述原料稱量后裝入陶瓷坩堝容器內(nèi)，放入加熱器中，并500士 10°C烘干3.9 4.1 小時；將烘干后的原料統(tǒng)一倒入容器充分攪拌，均勻混合放入干燥皿即可。
全文摘要
本發(fā)明公開一種鋁合金焊絲原材料熔體的凈化方法，其特征在于采用等離子設(shè)備進行凈化處理，將等離子發(fā)生器在非冷卻狀態(tài)下浸入鋁合金焊絲原材料熔體中，點火使其產(chǎn)生等離子射流，高溫等離子射流注入鋁合金焊絲原材料熔體后，產(chǎn)生大量氣泡，通過氣泡和鋁合金焊絲原材料熔體界面的壓力差，將鋁合金焊絲原材料熔體中的氫吸入氣泡中，同時鋁合金焊絲原材料熔體中的夾雜物也吸附在氣泡表面，隨著氣泡浮出液面除去，本發(fā)明還公開了專用熔劑，采用本發(fā)明的凈化方法可以有效的除雜去氫。
文檔編號C22C21/00GK102021353SQ20101058987
公開日2011年4月20日 申請日期2010年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月6日
發(fā)明者喬麗, 任政, 劉玲霞, 周古昕, 宋建民, 王有祁, 王生 申請人:中國兵器工業(yè)第五二研究所