铝合金熔体过滤净化技术
铝及铝合金的熔体净化(baidu)
夹杂物的生成途径主要是： • 从炉村中吸收杂质； • 从熔剂和熔炼添加剂中吸收杂质； • 从炉气中反应并吸收杂质； • 从炉料及炉渣中吸收杂质。
•夹杂物的危害
并不是熔体中的所有异物都是有害夹杂。金属中 非金属异质点的形态和大小，对金属性质有重要影 响。细小，弥散均匀分布的夹杂颗粒，在金属凝固 时，可以成为结晶的异质核心，同时也可以阻碍晶 粒的长大，起到细化晶粒的作用。所以高纯铝较一 般的工业纯铝更容易形成粗大晶粒。
• 非金属夹杂的种类很多，按其化学成分可分为氧 化物（FeO,SiO2,Al2O3,TiO2,MgO,ZnO等）；氮化 物（AlN,ZrN,TiN等）；硫化物（Ni3S2,CeS,Cu2S 等）；氯化物（NaCl,KCl,MgCl2等）；氟化物 （CaF2,NaF等）；硅酸盐（Al2O•SiO2等）。这些 夹杂以不同形态和大小分布在金属熔体中，对金 属性能产生不同影响。
铝及铝合金的熔体净化
• 有色金属及其合金熔体在熔炼过程存在气体、各 种非金属夹杂物等，影响金属的纯洁度,往往会使 产品产生气孔、夹杂、疏松、裂纹等缺陷,影响铸 锭的加工性能及制品强度、塑性、抗蚀性、阳极 氧化性和外观质量。同时，在有色金属中除气体 和非金属夹杂之外，还含有少量的金属杂质，如 铝合金的钠、钙等低熔点金属。钠在含镁量高的 镁-铝系合金中易引起热裂敏感性，合金热轧时易 产生开裂，通常称之谓“钠脆性”，此外还影响 熔体的流动性和铸造性。
Al中Al2O3夹杂物的形态(两维）
Al中Al2O3夹杂物的形态(三维）
AlN
采用先进的测渣方法捕捉到的夹渣
Refractories
采用先进的测渣方法捕捉到的夹渣
• 夹杂物的来源与危害 • 杂质的吸收和积累主要是熔炼过程中，金属熔体
上海交通大学科技成果——铝熔体电磁净化技术与装备
上海交通大学科技成果——铝熔体电磁净化技术与装备
技术背景
高性能工业铝材生产中必需的关键熔体净化技术，可去除普通过滤方法难以除净的<10μm微细夹杂，显著提高材料的加工性能与表面质量，并改善其塑性、抗疲劳等力学性能。
铝熔体电磁净化系统
技术水平
采用国际铝工业界公认的PoDFA检测装置，分析表明经过电磁净化后夹杂物含量可降低到0.02mm2/kg，达到国际先进水平。
获得7项中国发明专利和1项美国专利。
获得国家技术发明二等奖、上海市技术发明一等奖和中国有色工业科学技术二等奖各1项。
应用领域
铝合金架空导线、OA用高精密挤压铝管、高精度铝板带箔、高强航空铝合金中厚板。
大跨越用铝导线OA用高精密铝管
大飞机用铝合金板锭。
铸造铝合金熔体净化技术及工艺进展杨途才
铸造铝合金熔体净化技术及工艺进展杨途才文章首先简要分析了铝合金铸造中的熔体净化技术，在此基础上对铝合金熔体净化技术的工艺进展进行论述。
期望通过本文的研究能够对铝合金铸造质量的提升有所帮助。
标签：铝合金熔体；铸造；净化技术1铝合金铸造中的熔体净化技术分析在对铝合金进行铸造的过程中，受熔炼工艺的影响，使得熔体当中不可避免地会存在一些气体、夹杂物及金属杂质等，由此可能会导致铸造出来的铝合金出现裂纹、气孔等质量缺陷，对铝合金制品的整体强度、抗蚀性以及外观品质会造成影响。
熔体净化技术的出现，为这一问题的解决提供了途径，在铝合金铸造中，常用的熔體净化技术有两类，一类是吸附净化，另一类是非吸附净化。
下面分别对这两类技术进行分析。
1.1吸附净化技术。
此类技术主要利用熔体与吸附剂进行直接接触，通过吸附剂的理化和机械作用，去除铝合金熔体当中的气体和杂质。
具体包括以下几种方法：过滤法、气泡浮游法和溶剂法。
1.1.1过滤法。
以具有一定活性的材料制成过滤容器，将铝合金熔体置于其中，从而将悬浮在熔体当中的固态夹杂物分离出来，进而达到净化的目的。
这里所指的活性材料有陶瓷泡沫、玻璃丝布、微孔陶瓷管等等。
在上述几种材料中，最为常用的是以玻璃丝布制作成的过滤网，其优点是制作成本低、结构简单、实用性强，但在实践中发现，这种净化方法存在一些不足，其中最为突出的是过滤效果的稳定性欠佳，在过滤时，只能凭借滤网的网眼将一些尺寸较大的夹杂物去除掉，而比较微小的夹杂物则很难有效去除，并且每个滤网仅能使用一次，不可以重复利用。
陶瓷泡沫虽然净化效果比较好，并且使用也比较方便，但它的空隙率比较高，净化效率一般。
陶瓷管具有良好的过滤除渣能力，可将小到微米级的夹杂物过滤掉，但这种方法只适用于高质量铝合金制品的生产。
1.1.2气泡浮游法。
该方法也被称之为吹气法，可有效去除铝合金熔体当中的氢气，除此之外，在处理过程中，气泡上浮还可以吸附少部分氧化夹杂物，具有除杂的效果。
铝及铝合金的熔体净化及晶粒细化
铝及铝合金的熔体净化和晶粒细化摘要：综述了铝合金熔体净化的技术特点，重点分析了气泡浮游法、过滤法、熔剂法等几种常见的熔体吸附净化方法的工作原理和工艺改进，介绍了新型的旋转脉冲喷吹工艺、超声波净化工艺和电磁净化工艺，并展望了熔体净化工艺研究发展的趋势；综述了晶粒细化剂的发展历史及细化剂的细化机理和各种细化剂的比较，并着重介绍了新一代的Al-Ti-C晶粒细化剂。
关键词：铝合金；熔体净化；细化剂；细化机理1综述近年来铝合金材料大致向两个方向发展：一是发展高强高韧等高性能铝合金新材料，以满足航空航天等军事工业和特殊工业部门的需要；二是发展一系列可以满足各种条件用途的民用铝合金新材料。
与国外相比，我国铝合金研究的整体水平还比较落后，基础理论研究和技术装备水平及其完善程度都与国外的差距很大。
目前，铝合金研究的重点之一是研究和采用各种先进的熔体净化与变质处理方法，去除铝液中的气体和夹杂物，降低杂质含量，提高铝熔体的纯度，细化铝的晶粒从而改善铝合金的性能。
这也是可持续发展战略中废铝回收亟待解决的技术难题。
熔体净化是保证铝合金材料冶金质量的关键技术，引起企业界的广泛关注。
铝合金熔体净化的目的，主要是降低熔体中的含气量和非金属夹杂物含量。
对熔体纯洁度的要求，一般铝合金制品的含气量应小于0.15ml/100gAl，特殊的航空材料要求在0.10ml/100gAl以下；钠含量应在5ppm以下；非金属夹杂物不允许有1～5Lm尺寸的颗粒和聚集物，夹杂物含量越低越好。
可见，对铝合金熔体的纯洁度要求是非常严格的。
要达到上述要求，需采用各种先进的净化处理技术。
铝及其合金组织的微细化，可显著提高铝材的力学性能和加工工艺性能。
晶粒细化处理是使铝及其合金组织微细化，获取优质铝锭，改善铝材质量的重要途径。
铝加工工业的迅速发展促进了各种铝晶粒细化剂的开发与生产。
本文将在初步总结和分析国内外熔体净化和晶粒细化剂生产实践及文献资料的基础上，较全面地讨论各种铝合金熔体净化技术及其发展趋势，讨论各种晶粒细化剂及发展趋势。
铝合金熔体净化工艺概述
陶瓷泡沫是近年来发展起来的新型陶瓷过滤材料，它是由氧 化铝和氧化铬等组成的陶瓷浆料，借助聚氨酯泡沫成型，再经干 燥、烧结而成。孔隙率高达 80%～90%。它的特点是使用方便， 过滤效果好，过滤时不需要很高的压头，价格便宜。
但陶瓷泡沫较脆，易破损，通常只能使用一次。为了增加过 滤效果，可采用双级过滤法，如DFU法等。
3、熔剂法
熔剂法是将熔剂加入到熔体内部，通过一系列物理化学作用，达到除气 除杂的目的。
熔剂的除杂能力是由熔剂对熔体中氧化夹杂物的吸附作用和溶解作用以 及熔剂与熔体之间的化学作用所决定的。因为氧化夹杂物是不被铝液润湿的， 二者之间的界面张力很小。
熔剂吸附熔体中的氧化夹杂后，能使系统的表面自由能降低，因此，熔 剂具有自动吸附氧化夹杂的能力，这种吸附作用是熔剂除杂的主要原因。熔 剂和夹杂物之间的界面张力愈小，而溶剂和金属的界面张力及铝液和夹杂物 之间的界面张力愈大，则熔剂的吸附性愈好，除杂作用愈强。
5、提高铝熔体净化效果的主要途径
避免片面追求低氢含量的倾向，才有利于开发研制更为有效的铝液净化新 技术。
在以除杂为主的净化方法中，过滤法一般是在除气后浇注前进行的（如 过滤网安放在浇口或流槽等处），其除杂机理主要是机械的和物理的作用， 对悬浮在熔体中微细夹杂的排除作用并不显著，并且该法难以实现先排杂后 除气的原则；
熔剂对氧化物的溶解作用是由熔剂的本性所决定的，通常，当熔剂的分 子结构与某些氧化物的分子结构相近或化学性质相近时，在一定温度下可以 产生互溶。
熔剂的除气作用主要表现在三个方面： 1）随络合物的除去而除去被氧化夹杂所吸收的部分络合氢； 2）熔剂产生分解或与熔体相互作用时形成气态产物，进行扩
散除氢，如产生AlCl3、N2、CO2和SiF4等； 3）由于熔体表面氧化膜被溶解而使得溶解的原子氢向大气扩
铝熔体在线电磁净化技术及设备
铝熔体在线电磁净化技术及设备1何向问2张昌兵3疏达1中色科技股份有限公司，河南洛阳，邮编4710392上海中跃能源科技有限公司，上海，邮编2001253上海交通大学，上海，邮编200240摘要：铝熔体净化的种类根据熔体位置和净化机理可以分为不同类型，本文着重介绍了铝熔体在线电磁净化技术和设备，描述了该设备的组成及其工作原理，最后通过将其与目前市场上常见的陶瓷板过滤装置、管式过滤装置和深床过滤装置进行对比，分析其优势和缺点，指出了其光明的前景。
关键词：铝熔体净化电磁净化技术陶瓷板过滤管式过滤深床过滤铝熔体净化的主要目的是除去其中的气体（主要是游离态的氢）、碱金属（主要为钠离子、钾离子等）和非金属夹杂物（主要为氧化铝等）。
一般情况下，铝熔体中的气体和非金属夹杂物可以同时去除，只是每种技术和设备的侧重各不相同，而碱金属的去除则需要特殊的精炼剂（或气体）进行专门的去除。
1铝熔体净化技术铝及铝合金熔体内氢含量、碱金属含量和氧化铝含量的多少对产品质量有着至关重要的影响。
因此，人们为了从源头上提高铝及铝合金产品的质量，开发出了多种铝熔体净化技术。
根据铝熔体处理的位置不同可以分为炉前预处理、炉内处理和炉外在线处理；根据净化的机理可以分为吸附净化技术和非吸附净化技术。
吸附净化技术主要是依靠精炼剂（精炼气体）或其他介质对铝熔体中的氢和非金属夹杂物进行吸附，达到净化铝熔体的目的；非吸附净化技术是除此之外依靠其他物理化学作用，达到铝熔体净化的目的。
炉前预处理，主要是指在加入熔铝炉之前对铝熔体的净化。
目前国内外很多铝及铝合金产品的生产厂家采用电解铝液作为原料。
电解铝液虽然能大大减少配料和熔化时间，节约能源，但熔体中却存在“二多、一少、一高”的现象，即氢含量多、夹杂物多、活性晶核少、铝熔体温度高，非常容易造成铸坯的冶金缺陷，如气孔、夹渣、晶粒粗大等，对最终产品质量产生不良影响。
为确保原料的纯净度，必须对电解铝液提前采取净化处理。
铝合金熔体净化工艺
铝合金熔体净化工艺3Ξ上海交通大学 蒋海燕ΞΞ 孙宝德 倪红军 丁文江摘 要 分析总结了各种铝合金熔体净化方法的技术特点,并简要介绍了最新发展的新工艺。
在旋转喷吹除氢的基础上,提出了一种脉冲进气法,可使喷吹出的气泡尺寸减小至μm 级,大大提高了气泡在熔体中的比表面积,与传统的恒压进气方式相比较,脉冲进气法可增加进气压力,减小转子转速,使熔体液面平稳并可削弱合泡现象。
关键词:铝合金 净化 工艺中图分类号:TF111.18 文献标识码:A 文章编号:1001-2449(2001)02-0048-02图1 连续净化装置示意图1 熔体净化方法铝合金净化方法按其作用原理可分为吸附净化和非吸附净化两个基本类型。
吸附净化是指通过铝熔体直接与吸附剂(如各种气体、液体、固体精炼剂及过滤介质)相接触,使吸附剂与熔体中的气体和固态氧化夹杂物发生物理化学的、物理的或机械的作用,达到除气、除杂的目的。
属于吸附净化的方法有:吹气法、过滤法、熔剂法等等。
非吸附净化是指不依靠向熔体中加吸附剂,而通过某种物理作用(如真空、超声波、密度差等),改变金属2气体系统或金属2夹杂物系统的平衡状态,从而使气体和固体夹杂物从铝熔体中分离出来的方法。
属于非吸附净化方法的有:静置处理、真空处理、超声波处理等。
1.1 吹气法吹气法又称气泡浮游法,它是将惰性气体(如氮气、氩气等),通入到铝熔体内部,形成气泡,熔体中的氢在分压差的作用下扩散进这些气泡中,并随气泡的上浮而被排除,达到除气的目的。
气泡在上浮的过程中还能吸附部分氧化夹杂,起到除杂的作用[1,2]。
吹气法是20世纪70年代发展起来的铝熔体净化工艺[3],主要用于除氢,按其气体导入方式,可分为单管吹气法、多孔喷头吹气法、固定喷吹法、旋转喷吹法。
吹气法的效果一方面取决于惰性气体的性质和纯度,更主要的取决于气泡的大小和气泡在熔体中的分散程度,如果吹入的气泡直径越小,分布越均匀弥散,则气泡比表面积越大、熔体中的氢扩散进气泡的路程越短、气泡上浮越慢、除气率越高,另外,还取决于吹气时间、吹气压力、吹气温度等工艺参数[4,5]。
铝及铝合金熔体净化处理
铝及铝合金熔体净化处理铝料的表面都有一层厚薄不均的氧化膜，有时还吸附水分，夹杂灰沙，粘有油污，涂有油漆等。
在熔化时，铝料在高温环境中进一步氧化，氧化膜厚度增加，并与气氛中的水分起化学反应，生成氧化铝和氢，使氧化夹杂和气体含量增加。
所以，铝料熔化以后，必须进行净化处理，以清除铝液内部的杂质和气体。
用于净化铝液的物质统称为熔剂。
熔剂在室温多数是固体或气体，也有个别熔剂是液体，如CCl4。
固体熔剂的优点是体积小，容易运输和储存，但都具有较强的吸湿性，必须密封包装。
为了提高固体熔剂的净化效果，可将熔剂压紧成紧密小块用铝箔包裹，放入长柄的钻孔容器内插入熔池底部。
对以NaCl和KCl的混合盐为基体的熔剂，可先按配比将混合盐熔化后，加入难熔组分，例如Na3AlF6，经搅拌冷却后注入密封铁箱内。
熔剂使用前应存放在室温较高的干燥地点，如熔炉旁，以防受潮。
在熔炉内施加覆盖熔剂，可以减少熔化消耗，阻止铝液从炉膛气氛中吸收气体，但覆盖熔剂的耗用量大(约相当于铝料重量的10%)，使生产成本提高，中小型铝加工厂一般不采用。
净化熔剂的使用通常是在铝料熔化以后将按配比混合的粉状熔剂撒在熔池表面，然后用长柄工具搅动铝液促使灰渣上浮。
在搅动过程中，部分熔剂加入熔池内部，与铝液发生化学反应，生成不溶于铝的气态物质，在气泡上升过程中起除气和除灰的作用。
使用较多的一种熔剂是2份冰晶石与1份氯化铵混合的粉末，其净化铝液时的化学反应如下：Na3AlF6＋Al→2AlF3＋3NaNH4Cl＋2Al→AlN＋AlCl＋2H2AlF3＋2Al→3AlFAlCl3＋2Al→3AlCl6AlF＋3O2→2Al2O3＋2AlF36AlCl＋3O2→2Al2O3＋2AlCl3以上化学反应中所生成的Al2O3，AlN和H2，连同铝液中原有的Al2O3和H2一起被AlF3和AlCl3气泡带出液面。
有时也用Na2SiF6作为熔剂，但其净化效果不如Na3AlF6。
铝及铝合金熔体净化方法研究
铝及铝合金熔体净化方法研究摘要：论述了国内外铝合金熔体净化工艺和净化剂的研究现状，并简要介绍了我国铝合金净化的行业现状，提出了铝熔体提高净化效果的主要途径及发展方向。
本文同时介绍了铝及铝合金熔炼过程中铝熔体中存在的可溶的和不溶的杂质氢及氧化物夹杂及其所造成的冶金缺陷，论述了铝熔体净化处理的重要性，分析了传统的铝熔体炉内分批净化处理所存在的不足，说明了先进的净化处理工艺产生的背景，从理论上阐明了铝熔体净化的机理，详细地分析了这些先进的净化处理工艺与设备的特点、处理效果及所存在的问题，指出了铝熔体净化处理工艺的发展方向。
关键词：熔体净化铝合金1 引言在航空航天等国防技术领域，大型铝合金构件的应用越来越多，对构件的要求越来越高，除了要保证其化学成分、力学性能和尺寸精度外，还不允许铸件有缩孔、气孔、渗漏、夹渣等缺陷。
铝合金熔体净化处理是生产高质量的铝铸件的基本保证措施之一，也是提高铝合金综合性能的主要手段。
铝合金熔体精炼效果对疏松、气孔、夹杂等的形成有重要影响，且直接影响铝铸件的物理性能、力学性能以及使用性能。
没有高质量的铝合金熔液，即使以后的变质、晶粒细化处理再有效，加工成形控制再先进，采取合理的铸造工艺以及热处理工艺，缺陷一旦从开始就产生，仍然会顽固地存在、难以弥补，高质量的铸件也是很难想象的。
因此，人们非常重视铸造铝合金熔体中的气体和夹杂物，并采取各种铝合金熔体净化措施排除气体和夹杂物[1-3]。
目前，铝合金熔体纯净化和均质细晶化的综合处理，被认为是获得优质铝合金必须解决的共性技术基础问题。
有许多相关的研究如：各种铝熔体除气去渣的净化方法（物理的和化学的），各种电、磁场对熔体的处理方法，研究合金熔体的结构及熔体的热历史对凝固组织的影响，快速凝固粉末冶金铝合金的研究等等。
铝合金熔体净化处理按处理所处的生产环节的不同，可将其分为炉内处理和炉外处理两大类。
铝合金熔体炉内净化技术按照净化作用的机理又可以分为吸附净化处理技术和非吸附净化处理技术。
铝合金炉外净化工艺流程
铝合金炉外净化工艺流程一、铝合金炉外净化的重要性。
铝合金在熔炼过程中呀，会混入好多杂质的，就像一群不速之客闯进了一个原本纯净的世界。
这些杂质要是不除掉，那铝合金的性能可就大打折扣啦。
比如说它的强度、韧性、耐腐蚀性之类的，都会变得很糟糕。
所以呢，炉外净化就像是给铝合金来一场超级大扫除，让它能以最佳的状态去面对各种用途，不管是做汽车零件呀，还是盖高楼大厦用的铝合金材料，都得经过这关键的一步。
二、气体净化。
这气体净化可是炉外净化工艺流程里的一个大招哦。
其中一个常用的方法就是通入惰性气体，像氩气就特别受欢迎。
想象一下，氩气就像一群小卫士，冲进铝合金熔液里，把那些溶解在里面的氢气之类的有害气体给赶跑。
它们在熔液里欢快地游动，就像在玩追逐游戏一样，把有害气体都驱散开。
还有一种方法是用氯气呢，不过氯气有点小危险，就像一个有点调皮但又很厉害的小怪兽。
使用氯气的时候得特别小心，它能和铝合金熔液里的杂质发生反应，生成一些氯化物，这些氯化物就会浮到熔液表面，很容易被清除掉啦。
三、熔剂净化。
熔剂净化就像是给铝合金熔液敷上一层神奇的面膜。
熔剂通常是一些由盐类组成的混合物。
把这些熔剂加入到铝合金熔液里，它们就会像小海绵一样，吸附熔液里的氧化物杂质。
这些熔剂可聪明啦，它们专门去找那些捣乱的氧化物，然后紧紧地抱住它们，最后带着这些杂质一起浮到熔液的表面。
这时候只要把表面的那层东西给舀掉，就等于把杂质给清理出去啦。
而且不同的铝合金可能需要不同配方的熔剂，就像不同肤质的人要用不同的面膜一样呢。
四、过滤净化。
过滤净化就像是在铝合金熔液的必经之路上设置了一个超级筛子。
这个筛子可以是陶瓷做的，也可以是纤维做的。
当铝合金熔液缓缓流过这个筛子的时候，那些固体杂质就会被筛子给拦住，就像小鱼想游过一个细密的网，大一点的杂质就过不去啦。
这样一来，从筛子另一边流出来的铝合金熔液就变得更加纯净啦。
这就保证了铝合金在后续的加工过程中不会因为这些固体杂质而出现问题，比如说堵塞模具之类的麻烦事儿。
铝合金熔体过滤净化技术
∙铝合金熔体过滤净化技术∙发布时间:2010-1-25 14:13:43 来源：互联网文字【大中小】∙金属中的夹杂物、气体对材料的强度疲劳抗力、耐腐蚀性、应力腐蚀开裂性能等均有重大影响。
有效地控制熔体的氧化夹杂物，以提高铸棒的质量是铝业熔铸共同追求的目标。
目前,广泛采用过滤净化方法去除铝合金熔体中的夹杂物。
1.铝合金中夹杂物的形成铝合金中的夹杂物一部分直接来自废料，而大部分则是在熔炼和浇注过程中所形成的，主要是氧化物夹杂。
在铸造前的所有夹杂物称为一次氧化夹杂，根据尺寸大小可分为两类：一类是宏观组织中分布不均匀的大块夹杂物，它使合金组织不连续，降低铸件的致密性，成为腐蚀的根源和裂纹源，从而明显降低合金的强度和塑性；另一类是细小的弥散夹杂，这类夹杂物经过精炼也不能完全去除，它使熔体粘度增大，降低凝固时铝液的补缩能力。
二次氧化夹杂物主要是在浇注过程中形成的，在浇注时，铝液和空气接触，氧与铝作用形成氧化夹杂物。
铝合金在熔炼过程中与炉气中各种成分接触，生成AL2O3等化合物。
铝液中的Al2O3会增加铝合金熔体的氢含量，所以，铝液中的AL2O3含量对铝铸件中气孔的形成有很大的影响。
2.过滤净化方法泡沫陶瓷过滤技术出现于20世纪70年代,采用泡沫陶瓷过滤板是清除铝熔体中夹杂的最有效方法。
至于金属过滤网、纤维布过滤，只能除去铝合金熔体中的大块夹杂物，但对微米级以下的夹杂物无法去除，而且金属滤网还会污染铝合金。
采用泡沫陶瓷过滤板，能滤除细小夹杂物，显着提高铸件的力学性能和外观质量，是熔铸车间的首要选择。
3.过滤板的使用和选择泡沫陶瓷过滤板安装在炉口与分流盘之间的过滤箱里，过滤箱由“中耐五号”耐火材料制成，它能经过于多次激冷激热而不开裂，有着强度高、保温性能好等优点，是目前制作过滤箱、流槽等最好的材料。
过滤箱离分流盘越近越好，原因是这样能缩短铝液过滤后的流动距离而减少或避免氧化物的再次产生。
铝液从炉口流出经过过滤箱，再通过流槽流入分流盘。
铝熔体净化方法
铝熔体净化方法之过滤法
过滤法主要是让铝熔体通过中性或活性材料制造的过滤器，以分离悬浮在熔体中的固态夹杂物的净化方法。
该法主要去除熔体中的夹杂物，对除氢效果甚微，所以在实际应用中，过滤法往往与吹气法相结合运用。
过滤方式有多种，效果最好的有刚玉过滤管和泡沫陶瓷过滤板。
刚玉过滤管效率高，但价格昂贵、使用不方便；泡沫陶瓷过滤板是近几年发展起来的新型陶瓷过滤材料，它的特点是使用方便、过滤效果好、价格低，在世界广泛使用，发达国家50%以上的铝合金熔体都采用泡沫陶瓷过滤板过滤。
目前，一般采用箱式泡沫陶瓷过滤板技术的较多，他是一套带有气体预热盖系统的过滤箱。
铝液从过滤板通过时，熔体中的夹杂物经过过滤器机械阻隔而达到排除分离的目的。
这种方式过滤效果好，其过滤精度可为2µm，过滤效率达99%。
铝合金熔体净化工艺概述
现代铝熔体熔剂净化机制认为: 只有首先着眼于铝液中氧化 夹杂物Al2O3为主的净化, 有效地降低夹杂含量, 尤其是悬浮在铝 液中的弥散状的夹杂物数量, 才能防止铝液增氢, 消除去氢障碍, 从而获得纯净的铝液, 浇出健全的铸件。
铝液表面氧化－吸氢现象和炉气中的PH2O及液面扰动程度有 关, 当净化温度不变, 表面Al2O3膜破裂时, 产生水气和铝液的反 应:
2Al+3H2O → Al2O3 +3H2 生成新的氧化膜, 氢溶入铝液中, 这一过程周而复始地循环 着，液面不断被更新, 污染。更新频率越高, 吸氢、造渣就越严 重。这就是单管或多孔吹头的缺点。
二、铝合金净化原理 1、去氢动力学条件
可归根为两条： 铝液中的空隙率； 气-液两相接触面积。
空隙率和气-液两相接触面积越大, 去氢动力学条件越好。 2、污染－净化动态平衡
去氢净化过程实际上由铝液内部去氢净化过程和铝液表面氧 化－吸氢过程即污染过程所组成, 净化效果由这两个方向相反的 过程的动态平衡所决定，人们往往只注意去氢净化过程而忘记表 面氧化－吸氢过程，因而得不到理想的效果。
4、铝合金精炼应遵循的原则：
消除气孔和氧化夹杂的工艺原则，可以概括为： “防”、“排”、“溶”三个字。 “防”就是严防水气及各种脏物进入熔池中。 “排”就是排除铝液中的氧化夹杂和氢气。 “溶”就是使铝液中的氢在凝固时能部分地甚至全部地固溶在合金
组织中, 不致在铸件中生成气孔。 安排和选择“防”、“排”、“溶”三套工艺措施在熔炼工艺上必
吸附净化方法有：吹气法、过滤法、熔剂法等。
铝合金熔体净化方法众多，按作用机理特征，可归纳如下：
浅谈铝及铝合金熔体中的熔体净化方法
浅谈铝及铝合金熔体中的熔体净化方法来源：艾特贸易网熔体净化就是利用物理化学的方法和相应的工艺措施，除掉液态金属中各种杂质以获得成分符合要求的金属熔体的工艺方法。
随着铝合金应用领域越来越广泛以及高性能铝合金的研制与问世，对铝合金熔体的净化技术提出了越来越高的要求。
铝熔体净化的方法很多，不同的方法有各自的优缺点，实际生产中应根据原料所含杂质情况及对产品的质量要求进行合理选择。
如果按净化工序所在位置，铝熔体净化方法可分为炉内精炼和炉外净化过程。
炉外净化过程也称在线精炼，就是从熔炼炉流放出的金属熔体在铸造成形之前进行的连续净化处理。
因为铝合金熔体炉内处理，在熔体转注过程中又有二次污染的可能，为了提高净化处理的效果和保证熔体成形前的质量稳定可靠，炉外连续净化处理得到了迅速发展。
根据对铸锭质量的要求，炉外在线精炼可选择采用以脱气为主、以除去非金属夹杂为主或同时兼顾脱气和除渣等不同工艺。
目前方法主要有：玻璃丝布过滤法、泡沫陶瓷过滤法、无烟连续脱气和净化法、旋转喷嘴惰性气体浮选法。
如果按净化处理的主要杂质种类，铝熔体净化方法可分为除渣精炼和脱气精炼。
(1)铝熔体的除渣精炼。
铝合金中的非金属夹杂主要是氧化物、氯化物、氮化物、硫化物以及硅酸盐等，它们大都以颗粒或薄膜状的独立相存在，对铝合金及制品性质产生很大的影响。
目前，普遍采用的除渣精炼方法主要有静置澄清法、浮选法、过滤法和熔剂法。
前三者分别利用密度差、吸附作用以及机械过滤作用的原理进行除渣。
而熔剂净化法则是在熔体中加入适当的熔剂，与熔体中的杂质发生物理化学反应，生成轻质固相组分进入渣中，在除渣操作中予以排除，使熔体得以净化。
(2)铝熔体的脱气精炼。
铝合金熔体中的气体主要是氢、氧、氮三种气体，而氢占80%~85%，因此，脱气精炼主要是指从熔体中去除氢气。
在熔炼过程中，必须尽可能地降低熔体中的氢含量，否则在铝合金制品中会出现气孔、缩孔、疏松等缺陷，影响制品的使用性能。
铝合金的精炼与净化技术
晶粒细化技术
铝合金的晶粒大小对其力学性能和加工性能有重要影响。通 过晶粒细化技术可以减小铝合金的晶粒尺寸，提高其力学性 能和加工性能。常用的晶粒细化剂包括铝钛硼、铝钛碳等。
细化原理：晶粒细化剂在铝合金熔体中形成大量弥散的质点 ，这些质点可作为非自发形核的基底，促使熔体形核，从而 细化晶粒。
微量元素控制技术
铝合金的精炼与净化 技术
汇报人：可编辑 2024-01-06
• 铝合金精炼与净化的重要性 • 铝合金的精炼技术 • 铝合金的净化技术 • 铝合金精炼与净化的未来发展 • 铝合金精炼与净化的实际应用案
例
目录
01
铝合金精炼与净化的重要性
铝合金的应用领域
航空航天
铝合金因其轻质、高强 度特性广泛应用于航空
精炼与净化有助于降低铝合金的 夹杂物含量，提高其加工性能和 表面质量。
02
铝合金的精炼技术
熔剂精炼
总结词
熔剂精炼是一种通过在铝液中加入一定量的熔剂，以去除杂质和气体的方法。
详细描述
熔剂精炼的原理是利用熔剂与铝液中的杂质发生化学反应，生成不溶于铝液的 化合物，从而将杂质从铝液中分离出来。常用的熔剂包括氯化物、氟化物和硫 化物等。
建筑行业的应用
铝合金在建筑行业中被广泛用于门窗、幕墙、支架等。铝合金的精炼与净化技术可以提高其抗风压、 抗水压和耐久性，确保建筑的安全性和美观性。
例如，某建筑公司采用铝合金精炼与净化技术，成功建造了一座高层写字楼。该建筑的外墙采用高强 度铝合金材料，不仅美观耐用，而且提高了建筑物的抗震性能和节能性能。
微量元素对铝合金的性能具有重要影 响，如铁、硅、铜等元素会影响铝合 金的强度、塑性和耐腐蚀性等。通过 微量元素控制技术可以精确调控这些 元素的含量，提高铝合金的性能。
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铝合金熔体过滤净化技术
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金属中的夹杂物、气体对材料的强度疲劳抗力、耐腐蚀性、应力腐蚀开裂性能等均有重大影响。
有效地控制熔体的氧化夹杂物，以提高铸棒和轧板的质量已成为各国冶金、铸造及材料丁业共同追求的目标。
目前广泛采用过滤净化方法去除铝合金熔体中的夹杂物。
１铝合金中夹杂物的形成
铝合金中的夹杂物一部分直接来自炉料，而大部分则是在熔炼和浇注过程中所形成的，主要是氧化物夹杂。
在铸造前的所有夹杂物称为一次氧化夹杂，根据尺寸大小可分为两类：一类是宏观组织中分布不均匀的大块夹杂物，它使合金组织不连续，降低铸件的致密性，成为腐蚀的根源和裂纹源，从而明显降低合金的强度和塑性；另一类是细小的
弥散夹杂，这类夹杂物经过精炼也不能完全去除，它使金属熔体粘度增大，降低凝固时铝液的补缩能力。
二次氧化夹杂物主要是在浇注过程中形成的，在浇注时，铝液和空气接触，氧与铝作用形成氧化夹杂物。
铝合金在熔炼过程中与炉气中各种成分接触，生成AL2O3等化合物。
铝液中的Al2O3会增加铝合余熔体的氢含量，所以，铝液中的AL2O3(含量对铝铸件中气孔的形成有很大的影响。
2 过滤净化方法
泡沫陶瓷过滤技术于20世纪70年代问世，在美国、加拿大、日本、法国、澳大利亚、瑞士等同家迅速得到广泛应用。
采用泡沫陶瓷过滤板过滤口前是清除铝熔体中夹杂的最有效方法。
近年来，国内外还研究厂一些净化铝液的新技术，如真空动态处理、超声波连续去气净化和刚玉质陶瓷过滤器，收到了很好的效果。
但这些工艺方法较为复杂，成本很高，难以在上业牛产中大量推广。
至于金属过滤网、纤维布过滤，只能除去铝合金熔体中的大块夹杂，但对微米级以下的夹杂无法去除，而且金属滤网还会污染铝合金。
采用泡沫陶瓷过滤板，能滤除细小夹杂物，显著提高铸件的力学性能和外观质量。
３过滤原理
泡沫陶瓷过滤板具有多层网络、多维通孔，孔与孔之间连通。
过滤时，铝液携带夹杂物沿曲折的通道和孔隙流动，与过滤板泡沫状骨架接触时受到直接拦截、吸附、沉积等作用。
当熔体在孔洞中流动时，过滤板通道是弯曲的，流经通道的熔体改变流动方向，其中的夹杂物与孔壁砧撞而牢固的粘附在孔壁上。
4 过滤板的使用和选择
泡沫陶瓷过滤板安装在炉口与分流盘之间的过滤箱里，过滤箱由“中耐五号”耐火材料制成，它能经过于行次激冷激热而不开裂，打着强度高、保温性能好等优点，是目前制作过滤箱、流槽等最好的材料过滤箱离分流盘越近越好，原因是这样能缩短铝液过滤后的流动距离而减少或避免氧化物的再次产生。
铝液从炉口流出经过过滤箱，再通过流槽流八分流盘。
过滤装置起动时，熔体过滤前后的落差约50mm，随着过滤时间的延长，过滤板表面和孔壁上夹杂物增加、过滤流量减小、前后蒋差增加，至铸造结束时，落
差增加至60—120n皿。
选择过滤板必须根据铝液流量而定，其次，应考虑熔体的清洁度、夹杂物最高含量和熔体总通过量(见表1、表２)
过滤板的过滤效果主要山它的尺寸和孔隙度来保证，过滤板的孔隙越大，除渣效果越差，对于要求很严格的铝铸件，应选择孔隙小的过滤板。
如选用4０~45孔／英寸(1 7707L／m)的过滤板。
5 过滤装置的设计
设计过滤装置时，应根据被选过掂板的规格，以及考虑炉口、分流盘的落差，必须保证过滤板在熔体铸造时浸没在铝液内。
此外，还必须考虑到安装和拆卸很安全方便，在熔体铸造完后能把过滤箱内的铝液全部流完(见图1)。
6 过滤效果
实践证明，泡沫陶瓷过滤板是目前除去名熔体中的氧化夹杂的最有效工具。
一般的纤维过滤只能除去大块夹杂，而泡沫陶瓷过滤板可同时滤除大块夹杂和细小夹杂物(见表3)。