一、鋁水除雜核心方法

1. 扒渣處理（物理除雜）

適用階段：熔煉后期、澆注前。

操作要點(diǎn)：

用石墨扒渣勺或不銹鋼扒渣工具（避免鐵污染）攪動(dòng)鋁水，使浮渣聚集于液面。

撒入扒渣劑（如冰晶石 Na?AlF?、氯化鋅 ZnCl?），與氧化物反應(yīng)生成易分離的復(fù)合渣（密度低于鋁液），快速扒除。

注意：扒渣時(shí)動(dòng)作要輕，避免鋁液飛濺或卷氣，扒渣后靜置 5-10 分鐘。

2. 精煉除氣（化學(xué) / 物理除雜）

通過向鋁液中通入精煉劑或惰性氣體，去除氫氣和懸浮雜質(zhì)。

（1）惰性氣體精煉（物理法）

常用氣體：氬氣（Ar）、氮?dú)猓∟?）。

操作方式：

用石墨轉(zhuǎn)子將氣體以細(xì)小氣泡形式通入鋁液（氣泡直徑≤5mm），砂型鋁鑄件利用氣泡上浮過程吸附氫氣和固態(tài)顆粒雜質(zhì)。

工藝參數(shù)：

氣體流量：0.1-0.3 m3/h（根據(jù)鋁液量調(diào)整）；

處理時(shí)間：10-15 分鐘；

轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速：200-300 r/min（避免劇烈攪拌卷氣）。

優(yōu)點(diǎn)：無殘留污染，適用于高純度鋁合金（如航空航天用鋁）。

（2）氯鹽 / 氟鹽精煉（化學(xué)法）

常用精煉劑：

六氯乙烷（C?Cl?）：分解產(chǎn)生 Cl?氣體，與 H?反應(yīng)生成 HCl（揮發(fā)），并與 Fe、Mg 等金屬雜質(zhì)反應(yīng)生成氯化物（如 FeCl?、MgCl?），上浮至渣層。

四氯化碳（CCl?）：原理類似，但毒性較大，逐步被淘汰。

操作要點(diǎn)：

將精煉劑壓入鋁液底部（深度≥200mm），反應(yīng)生成的氣體充分接觸鋁液；

處理后靜置 10-15 分鐘，確保渣氣分離。

缺點(diǎn)：易產(chǎn)生 Cl?殘留，腐蝕模具，需控制用量（一般為鋁液質(zhì)量的 0.1%-0.3%）。

（3）無鈉精煉劑（環(huán)保型）

成分：主要為氟化物（如 Na?AlF?）與惰性氣體復(fù)合，無鈉或低鈉配方，減少對(duì)環(huán)境和模具的腐蝕。

應(yīng)用場(chǎng)景：高端鋁合金（如食品級(jí)、醫(yī)用鋁）的精煉。

3. 過濾除雜（物理攔截）

通過過濾介質(zhì)截留鋁液中的固態(tài)雜質(zhì)，分為靜置過濾和在線過濾。

（1）靜置過濾（澆注前）

過濾材料：

玻璃纖維布：成本低，適用于小型熔煉爐，過濾精度 50-100μm；

陶瓷過濾板：如剛玉（Al?O?）或碳化硅（SiC）板，鋁合金半固態(tài)壓鑄孔徑 1-3mm，過濾精度更高（可截留≥50μm 的雜質(zhì)）。

操作方法：將過濾材料置于澆包或流槽中，鋁液通過時(shí)雜質(zhì)被攔截。

（2）在線過濾（連續(xù)生產(chǎn)）

裝置：如泡沫陶瓷過濾器（FCF）或陶瓷顆粒過濾器（CPF），安裝于熔煉爐與鑄造機(jī)之間的流槽中。

過濾精度：泡沫陶瓷孔徑 10-30 PPI（ pores per inch ），可截留≥20μm 的夾雜物，效率達(dá) 90% 以上。

優(yōu)點(diǎn)：適合大規(guī)模生產(chǎn)，可連續(xù)過濾，減少人工干預(yù)。

4. 變質(zhì)處理（針對(duì)特定雜質(zhì)）

通過添加變質(zhì)劑改善鋁合金中有害雜質(zhì)的形態(tài)，例如：

針對(duì) Fe 雜質(zhì)：添加稀土元素（RE）或鍶（Sr），使針狀 FeAl?相轉(zhuǎn)變?yōu)轭w粒狀，減輕對(duì)合金塑性的危害。

針對(duì) Si 雜質(zhì)：在 Al-Si 系合金中添加鈉（Na）或磷（P），細(xì)化共晶硅顆粒，提高力學(xué)性能。

二、工藝優(yōu)化與注意事項(xiàng)

熔煉溫度控制：

鋁合金熔煉溫度一般為700-750℃（避免過高溫度加劇氧化），精煉時(shí)溫度稍高（730-760℃，利于氣體逸出）。

避免二次污染：

熔煉工具（坩堝、扒渣勺等）需預(yù)熱至200-300℃并涂刷防粘涂料鋁壓鑄加工（如氮化硼涂層），防止表面水分帶入氫氣，或鐵元素溶入鋁液。

檢測(cè)與監(jiān)控：

用氫含量測(cè)試儀（如減壓凝固法）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋁液含氫量（目標(biāo)值≤0.1ml/100g Al）；

澆注前取三角試片，觀察斷口是否致密，判斷除雜效果。

環(huán)保要求：

氯鹽精煉產(chǎn)生的廢氣（Cl?、HCl）需通過堿液洗滌塔處理，避免污染環(huán)境。