一种循环再生铝合金及其制备方法与流程

本公开涉及循环再生铝合金材料开发，具体地，涉及一种循环再生铝合金及其制备方法。

背景技术：

1、目前众多行业在低碳、循环利用方面寻求突破，尤其是再生能源和再生材料方向，各个主机厂都在探索研究。但是在循环再生铝材料的应用方向上，仍然存在不足。例如：采用废旧合金制备得到的循环再生铝合金的抗拉强度和屈服强度等性能不能满足压铸件的要求；以及现有循环再生工艺未对铝合金中的铁杂质影响进行处理，当铁含量过高时（例如0.2重量%以上），会使铸件产生脆性，对再生合金性能产生不利影响。

技术实现思路

1、本公开的目的是提供一种循环再生铝合金及其制备方法，利用循环再生铝材料制作铝锭，其性能达到100%原铝铝锭的要求，实现降低原材料成本和碳排放的目的。

2、为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种循环再生铝合金，以所述循环再生铝合金的总重量为基准，所述循环再生铝合金包括：8.5~11.0重量%的si，0.25重量%以下的fe，0.2~1.0重量%的mn，0.6~2.0重量%的mg，1.0~2.0重量%的zn，1.8~3.0重量%的cu，0.05~0.20重量%的ti，0.02~0.08重量%的sr，0.02~0.08重量%的zr，0.01~0.10重量%的be，总量为0.10重量%以下的杂质和余量的al。

3、可选地，以所述循环再生铝合金的总重量为基准，所述循环再生铝合金包括：8.8~10.0重量%的si，0.22重量%以下的fe，0.2~0.8重量%的mn，0.6~1.8重量%的mg，1.0~2.0重量%的zn，1.5~2.5重量%的cu，0.06~0.15重量%的ti，0.02~0.08重量%的sr，0.02~0.08重量%的zr，0.03~0.08重量%的be，总量为0.10重量%以下的杂质和余量的al。

4、可选地，在所述循环再生铝合金中，以元素的含量计，fe/be的值为15以下。

5、可选地，在所述循环再生铝合金中，以元素的含量计，ti/be的值为1~10。

6、可选地，所述循环再生铝合金的本体性能包括：屈服强度为200mpa以上，抗拉强度为300mpa以上，延伸率为1.5%以上。

7、本公开第二方面提供一种制备循环再生铝合金的方法，包括以下步骤：

8、s1、对循环再生铝原料进行熔融处理，得到第一铝液；其中所述循环再生铝原料包括废旧铝合金；

9、s2、对所述第一铝液进行第一成分检测处理，根据第一成分检测处理的结果以及第一目标合金组成之间的元素含量差异，向所述第一铝液中添加合金元素，进行精炼处理和扒渣处理，以得到满足所述第一目标合金组成的第二铝液；

10、s3、向所述第二铝液中加入al-be中间合金，进行保温处理、除气处理和静置处理，得到第三铝液；所述第三铝液包括：8.5~11.0重量%的si，0.25重量%以下的fe，0.2~1.0重量%的mn，0.6~2.0重量%的mg，1.0~2.0重量%的zn，1.8~3.0重量%的cu，0.05~0.20重量%的ti，0.02~0.08重量%的sr，0.02~0.08重量%的zr，0.01~0.10重量%的be，总量为0.10重量%以下的杂质和余量的al；

11、s4、对所述第三铝液进行铸造处理。

12、可选地，所述第一目标合金组成包括：8.5~11.0重量%的si，0.25重量%以下的fe，0.2~1.0重量%的mn，0.6~2.0重量%的mg，1.0~2.0重量%的zn，1.8~3.0重量%的cu，0.05~0.20重量%的ti，0.02~0.08重量%的sr，0.02~0.08重量%的zr。

13、可选地，该方法还包括：

14、将废旧铝合金进行清理处理、清洗处理、破碎处理和磁选处理，得到所述循环再生铝原料；

15、其中所述废旧铝合金选自废旧1系变形铝合金、废旧6系变形铝合金和废旧alsi系铸造铝合金中的一种或几种。

16、可选地，步骤s1中，所述熔融处理的条件包括：熔融温度为730~760℃，熔融时间为2~10h；

17、步骤s2中，所述精炼处理的条件包括：在710~720℃下，加入精炼剂进行精炼，同时伴随搅拌，静置10~20min；

18、步骤s3中，所述保温处理的条件包括：保温温度为640~680℃，保温时间为0.1~10h；所述除气处理的条件包括：除气温度为710~720℃，除气时间10~20min；所述静置处理的条件包括：静置温度为650~670℃，静置时间为10~20min；

19、步骤s4中，所述铸造处理的条件包括：铸造压力为60~80mpa，高速速度为4.5±0.1m/s，真空度为40~50mbar，铝液温度为650~670℃，模具喷涂后温度为150~160℃，压射延迟时间为1±0.1s。

20、可选地，步骤s3包括：

21、对保温处理后的第二铝液进行第二成分检测处理；当第二成分检测处理的结果符合第二目标合金组成，使所述第二铝液进行所述除气处理和静置处理，

22、其中所述第二目标合金组成包括：第二铝液包括8.5~11.0重量%的si，0.25重量%以下的fe，0.2~1.0重量%的mn，0.6~2.0重量%的mg，1.0~2.0重量%的zn，1.8~3.0重量%的cu，0.05~0.20重量%的ti，0.02~0.08重量%的sr，0.02~0.08重量%的zr，0.01~0.10重量%的be，总量为0.10重量%以下的杂质和余量的al。

23、通过上述技术方案，本公开提供一种循环再生铝合金及其制备方法，使用循环再生材料同时保证材料强度和韧性不变弱，同时解决铁杂质高的影响问题；本公开在合金中加入be元素，能使铝合金中脆性的铁金属间化合物晶体由粗大针状和层状转变成细小的等轴物，改善铸件的强度和韧性，从而得到较高强度和良好塑性的优质铸件；采用循环再生铝代替电解铝，能够有效节省成本以及电耗，减少二氧化碳排放，实现降低原材料成本和碳排放的目的；并且本公开中循环再生铝合金的性能来自电驱壳体本体取样，能够满足电驱壳体的本体性能需求。

24、本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种循环再生铝合金，其特征在于，以所述循环再生铝合金的总重量为基准，所述循环再生铝合金包括：8.5~11.0重量%的si，0.25重量%以下的fe，0.2~1.0重量%的mn，0.6~2.0重量%的mg，1.0~2.0重量%的zn，1.8~3.0重量%的cu，0.05~0.20重量%的ti，0.02~0.08重量%的sr，0.02~0.08重量%的zr，0.01~0.10重量%的be，总量为0.10重量%以下的杂质和余量的al。

2.根据权利要求1所述的循环再生铝合金，其特征在于，以所述循环再生铝合金的总重量为基准，所述循环再生铝合金包括：8.8~10.0重量%的si，0.22重量%以下的fe，0.2~0.8重量%的mn，0.6~1.8重量%的mg，1.0~2.0重量%的zn，1.5~2.5重量%的cu，0.06~0.15重量%的ti，0.02~0.08重量%的sr，0.02~0.08重量%的zr，0.03~0.08重量%的be，总量为0.10重量%以下的杂质和余量的al。

3.根据权利要求1所述的循环再生铝合金，其特征在于，在所述循环再生铝合金中，以元素的含量计，fe/be的值为15以下。

4.根据权利要求1所述的循环再生铝合金，其特征在于，在所述循环再生铝合金中，以元素的含量计，ti/be的值为1~10。

5.根据权利要求1所述的循环再生铝合金，其特征在于，所述循环再生铝合金的本体性能包括：屈服强度为200mpa以上，抗拉强度为300mpa以上，延伸率为1.5%以上。

6.一种制备循环再生铝合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一目标合金组成包括：8.5~11.0重量%的si，0.25重量%以下的fe，0.2~1.0重量%的mn，0.6~2.0重量%的mg，1.0~2.0重量%的zn，1.8~3.0重量%的cu，0.05~0.20重量%的ti，0.02~0.08重量%的sr，0.02~0.08重量%的zr。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤s1中，所述熔融处理的条件包括：熔融温度为730~760℃，熔融时间为2~10h；

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤s3包括：

技术总结本公开涉及一种循环再生铝合金及其制备方法，以所述循环再生铝合金的总重量为基准，所述循环再生铝合金包括：8.5~11.0重量%的Si，0.25重量%以下的Fe，0.2~1.0重量%的Mn，0.6~2.0重量%的Mg，1.0~2.0重量%的Zn，1.8~3.0重量%的Cu，0.05~0.20重量%的Ti，0.02~0.08重量%的Sr，0.02~0.08重量%的Zr，0.01~0.10重量%的Be，总量为0.10重量%以下的杂质和余量的Al。本公开能够利用循环再生铝材料制作铝锭，其性能达到原铝铝锭的要求，实现降低原材料成本和碳排放的目的。技术研发人员：龚俊川,张兴孟受保护的技术使用者：小米汽车科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13