一种锻造轮毂用6061铝合金屑原级利用方法与流程

本发明属于铝合金材料，具体涉及一种锻造轮毂用6061铝合金屑原级利用方法。

背景技术：

1、有研究资料表明，每回收利用一吨再生铝，可减少矿石开采11吨，减少co2、so2排放量约1.4吨，减少固体排放20吨，节约用水22立方米，节约用电1.3万kwh。6061铝合金碎屑原级利用即属于再生铝利用范畴。

2、铝屑作为6061铝合金铸棒的原料不同于原铝锭。一是回收的铝屑中含有铁件、尘土、油污等杂质，经测定，其中含挥发物0.343％；二是比表面特别大(同样重量与空气接触面之比)，测定其比表面是原铝锭的7.28倍。因此，如何将铝屑再生利用(铝屑作为6061铝合金铸棒的原材料生产中出现可能杂质超标，含气量、含渣量不合格，实收率低、以及不满足锻造轮毂使用要求)是目前亟需解决的重要问题。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种锻造轮毂用6061铝合金屑原级利用方法，通过对6061铝合金屑进行预处理工艺且优化熔炼工艺，生产出符合6061铝合金铸棒质量标准的产品，从而实现6061铝合金碎屑原级利用的目的。

2、为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：

3、一种锻造轮毂用6061铝合金屑原级利用方法，包括以下步骤：

4、将6061铝合金屑进行预处理，当原铝生产6061合金工艺中铝液温度达到740±10℃时，开始向炉内投加预处理后的6061铝合金屑，搅拌，除渣、除气，静置25±5min，得到的产品即可用于铸造6061铝合金铸棒；

5、所述6061铝合金屑加入量为铝液总质量的30-100％；优选60％；

6、所述6061铝合金屑投放时陆续向铝液中心投加，投放速度以铝液基本无可见铝屑为准。

7、若投放100％的6061铝合金屑作为原料，则需要选用6061铝合金大块废料，先将大块料投入炉内熔化，等铝液温度达740±10℃时按照上述方法操作。

8、进一步地，所述预处理具体为：

9、1)将6061铝合金屑置于坡度≥10°的光滑地面上，堆放厚度≤200mm，地面设有防雨棚，棚内通风良好；

10、2)将6061铝合金屑摊平的同时人工去除肉眼可见杂质；

11、3)用铝屑铁器料分选机去除6061铝合金屑中的铁料，存放于干燥处备用。

12、进一步地，所述搅拌的具体操作为：将石墨搅转子拌器加热到350±20℃，然后将石墨转子搅拌器调整浸到铝液中，其上缘距炉内铝液液面100mm，转速为150±20r/min。

13、进一步地，所述除渣的具体操作为：分两阶段加入精炼剂，第一阶段在搅拌装置投放6061铝合金屑的漏斗处添加，添加量为炉内6061铝合金屑总质量的2‰，每隔0.5h添加一次；第二阶段在6061铝合金屑全部添加完成时添加，添加量为炉内铝液总质量的2‰，用喷粉机将精炼剂喷入铝液底部，并用耙在炉内搅拌5min，待铝液静置5-10min后，用耙将铝液表面浮渣扒出，扒渣检验标准为铝液表面不能有可见浮渣。

14、更进一步地，所述精炼剂主要是氯盐和氟盐混合制作的粉状物。

15、进一步地，所述除气的具体操作为：向炉内通入氩气直至炉内减压密度≥2.68ml/100gal，除气时铝液温度为735±5℃，氩气气压为0.25±0.05mpa。除气后再次扒净铝液表面浮渣，再静置25±5min，即可铸造。

16、本发明还提供一种利用所述锻造轮毂用6061铝合金屑原级利用方法制备的6061铝合金屑铝液。

17、本发明还提供一种6061铝合金铸棒，是利用所述的6061铝合金屑铝液铸造而成，所述6061铝合金铸棒由如下质量百含量的化学成分组成：si：0.4-0.8wt％，fe≤0.7wt％，mg：0.8-1.2wt％，cu：0.15-0.4wt％，mn：≤0.15wt％，cr：≤0.25wt％，ti：≤0.15wt％，单个杂质：≤0.05wt％，杂质总和：≤1.5wt％，其余含量为al。

18、利用本发明方法得到的6061铝合金铸棒铸造的均匀化退火，以及各种检测方法与原铝生产6061铝合金铸棒工艺相同。

19、所述6061铝合金铸棒力学性能：均匀化退火状态，抗拉强度≥140mpa，屈服强度≥50mpa，伸长率≥22％。

20、本发明还提供一种所述的6061铝合金铸棒在制备锻造轮毂中的应用。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

22、本发明采用6061铝合金屑原级利用方法制备6061铝合金铸棒，经检测其成分均在标准范围内：其力学和物理性能与原铝锭为原料制备的6061铝合金棒持平，三个实施例平均值分别为：抗拉强度143.35mpa；屈服强度60.33mpa，断后伸长率22.70％，硬度：42.72hb。按照国标gb/t6519-2013标准规定的a级超声波检测，本发明制备的22根6061铝合金铸棒未发现缺陷点。

23、轮毂冲击韧性试验：无裂纹；弯曲疲劳试验：10万转无裂纹；化学成分、高低倍组织和断口均符合客户对6061铝合金铸棒产品的技术要求，具体要求如下：

24、1)弯曲疲劳试验：≥10万转

25、2)化学成分：

26、 si fe mg ti zn cu mn cr 0.70-0.80 0.20-0.25 0.90-1.20 0-0.05 0-0.05 0.20-0.30 0.06-0.10 0.15-0.22

27、3)高低倍组织：显微组织不应有过烧。铸棒显微组织均匀细致，不应有大量未溶相以及未溶相聚集等缺陷。

28、4)断口：断口组织应致密，不应有缩孔、熔渣、氧化膜及非金属夹杂物等缺陷。

29、本发明锻造汽车轮毂用6061铝合金碎屑原级利用方法，可以部分甚至100％替代用原铝锭生产锻造铝合金铸棒。质量达到锻造铝合金棒材标准向实现“双碳”目标迈出了一大步，达到绿色、环保生产。

技术特征：

1.一种锻造轮毂用6061铝合金屑原级利用方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的锻造轮毂用6061铝合金屑原级利用方法，其特征在于，所述预处理具体为：

3.根据权利要求1所述的锻造轮毂用6061铝合金屑原级利用方法，其特征在于，所述搅拌的具体操作为：将石墨转子搅拌器加热到350±20℃，然后将石墨转子搅拌器浸到铝液中，其上缘距炉内铝液液面100mm，转速为150±20r/min。

4.根据权利要求1所述的锻造轮毂用6061铝合金屑原级利用方法，其特征在于，所述除渣的具体操作为：分两阶段加入精炼剂，第一阶段在投放6061铝合金屑入口处添加，添加量为炉内6061铝合金屑总质量的2‰，每隔0.5h添加一次；第二阶段在6061铝合金屑全部添加完成时添加，添加量为炉内铝液总质量的2‰，添加完成后搅拌，待铝液静置5-10min后，用耙将铝液表面浮渣扒出，扒渣检验标准为铝液表面不能有可见浮渣。

5.根据权利要求1所述的锻造轮毂用6061铝合金屑原级利用方法，其特征在于，所述除气的具体操作为：向炉内通入氩气直至炉内减压密度≥2.68ml/100gal，除气时铝液温度为735±5℃，氩气气压为0.25±0.05mpa。

6.一种利用权利要求1-5任一项所述锻造轮毂用6061铝合金屑原级利用方法制备得到的6061铝合金屑铝液。

7.一种6061铝合金铸棒，其特征在于，是利用权利要求6所述的6061铝合金屑铝液铸造而成，所述6061铝合金铸棒由如下质量百含量的化学成分组成：si：0.4-0.8wt％，fe≤0.7wt％，mg：0.8-1.2wt％，cu：0.15-0.4wt％，mn：≤0.15wt％，cr：≤0.25wt％，ti：≤0.15wt％，单个杂质：≤0.05wt％，杂质总和：≤1.5wt％，其余含量为al。

8.一种如权利要求7所述的6061铝合金铸棒在制备锻造轮毂中的应用。

技术总结
本发明公开一种锻造轮毂用6061铝合金屑原级利用方法，将6061铝合金屑进行预处理，当原铝生产6061合金工艺中铝液温度达到740±10℃时，开始向炉内投加预处理后的6061铝合金屑，搅拌，除渣、除气，静置25±5min，得到的产品即可用于铸造6061铝合金铸棒；通过对6061铝合金屑进行预处理工艺且优化熔炼工艺，生产出符合6061铝合金铸棒质量标准的产品，从而实现6061铝合金碎屑原级利用的目的。

技术研发人员：蔡振斌,杨海军,尚颖,王宏峰,刘杰,刘永昌,张利旭,刘志国,陈敬超,党会发
受保护的技术使用者：秦皇岛开发区美铝合金有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12