專利名稱：鋅及鋅合金熔體噴氣離心過(guò)濾復(fù)合凈化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種凈化方法，尤其涉及一種鋅及鋅合金熔體噴氣離心過(guò)濾復(fù)合凈化方法。
背景技術(shù)：
熔體凈化是保證合金材料冶金質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)，鋅合金熔體凈化的目的，主要是降低熔體中的氣體含量、氧化物夾雜和金屬間化合物。傳統(tǒng)的鋅合金凈化可采用靜置澄清、氯鹽處理、惰性氣體吹煉及過(guò)濾等方法?，F(xiàn)有技術(shù)普遍采用溶劑精煉即氯鹽處理，精煉劑主要成分為NH4Cl或ZnCl2添加少量的碳酸鹽或硝酸鹽組成，利用氯鹽在鋅合金熔煉溫度下氣 化析出大量微氣泡，促使合金內(nèi)氣體與夾雜物附著于氣泡上浮，達(dá)到去除之目的。這種精煉方法釋放出氯化鋅、氨氣等刺激性很強(qiáng)的有毒氣體與煙霧迷漫于生產(chǎn)廠房，造成嚴(yán)重環(huán)境污染，危害操作工人身體健康，腐蝕廠房建筑與設(shè)備，已為現(xiàn)代化生產(chǎn)所不容。也有使用細(xì)粒陶瓷粒子堆積鋪墊成一定厚度的過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾凈化，這種方法雖然凈化效果較好，可以去除ZZnA14-l合金液中將近90%的氧化物和85%的金屬間化合物。但裝置繁瑣，過(guò)濾量很小，只能用于數(shù)十公斤重的小鋅合金鑄件澆注。目前，大量鋅合金爐外凈化技術(shù)，尤其是可用于鋅合金連鑄連軋熔體凈化技術(shù)，尚未得到開(kāi)發(fā)。近四十年來(lái)，有多種陶瓷過(guò)濾介質(zhì)在合金熔體凈化工藝中得到廣泛應(yīng)用，如泡沫陶瓷、蜂窩陶瓷、粒狀陶瓷等，這類過(guò)濾介質(zhì)均是集機(jī)械阻擋、沉淀捕捉、表面吸附于一體的高效過(guò)濾元件，其凈化效果則與過(guò)濾器的厚度、孔徑和材質(zhì)有關(guān)，厚度越大、孔徑約小、對(duì)夾雜吸附能力越強(qiáng)的陶瓷過(guò)濾介質(zhì)，凈化效果越好。但單純使用厚度大、孔徑小的泡沫陶瓷，過(guò)濾效果雖好，但易于被堵塞，且因?qū)饘偃垠w流動(dòng)阻力較大，需要較大的壓頭。離心過(guò)濾則是將過(guò)濾介質(zhì)置于可旋轉(zhuǎn)澆道中，借助離心力，增加壓頭，使鋅合金熔體通過(guò)高密度、厚尺寸的過(guò)濾介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)離心過(guò)濾。由于離心力系一種慣性力，故在離心力場(chǎng)中，合金中的氣泡及密度小于鋅合金熔體的雜質(zhì)顆粒有向旋轉(zhuǎn)中心移動(dòng)的傾向，有利于雜質(zhì)顆粒與氣體的排除，故這是一種復(fù)合凈化方法。鋅合金雖然吸氣性較小，但氣體凈化對(duì)降低鋅合金熔體中氣體含量，從而降低合金脆性、提高合金強(qiáng)度有良好作用，本發(fā)明提出在離心過(guò)濾中，將可旋轉(zhuǎn)澆道中心接圓筒形直澆道，在直澆道底部周邊布置懸垂式噴氣頭，向熔體噴吹惰性氣體或N2氣體，從噴吹頭噴出的氣體形成大量微氣泡，可將熔體中的氣體與一些比重小于鋅的夾雜物上浮帶出。顯然，這是一種集多種凈化功能的復(fù)合凈化方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種鋅及鋅合金熔體噴氣離心過(guò)濾復(fù)合凈化方法，為了有效降低鋅或鋅合金熔體中夾雜的含量，本發(fā)明采用在離心過(guò)濾的直澆道中心加氣體噴吹的復(fù)合凈化方法。本發(fā)明是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的，方法步驟為1)用耐高溫合金制成可旋轉(zhuǎn)金屬澆道，將該澆道安放于離心裝置上，澆道出口通道內(nèi)放置過(guò)濾介質(zhì)片，過(guò)濾介質(zhì)由內(nèi)至外按過(guò)濾孔隙孔徑大小由粗孔到細(xì)孔的順序疊放于出口通道內(nèi)，過(guò)濾介質(zhì)片的厚度總和在20mm-300mm ；2)可旋轉(zhuǎn)金屬澆道在離心裝置中放置時(shí)，其直澆道軸線與離心裝置旋轉(zhuǎn)軸線重合；3)在可旋轉(zhuǎn)澆道的直澆道內(nèi)放置通氣管，并將通氣塞成環(huán)狀布置懸掛于直澆道底部通氣管與通氣塞不與旋轉(zhuǎn)澆道有任何接觸；4)澆注前將澆道預(yù)熱至400°C以上；5)啟動(dòng)離心裝置，離心裝置旋轉(zhuǎn)速度在10 3000r/min范圍，然后澆注鋅合金，鋅合金熔體將在離心力與重力作用下通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)片；6)澆注后即開(kāi)始通入氣體，使形成氣泡由直澆道中心部位上浮。過(guò)濾介質(zhì)片可以是I)各種泡沫陶瓷；2)各種蜂窩陶瓷；3)各種粒狀陶瓷；4)各種金屬濾網(wǎng)、鋼絲絨。氣體可以是N2或各種惰性氣體。本發(fā)明具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和開(kāi)創(chuàng)性，采用泡沫陶瓷離心多級(jí)過(guò)濾加中部的微孔陶瓷吹氣塞進(jìn)行的復(fù)合凈化方法，使鋅合金完全達(dá)到現(xiàn)有技術(shù)對(duì)鋅合金鑄件的凈化要求，裝置簡(jiǎn)單，成本低廉，而且完全無(wú)環(huán)境污染，符合現(xiàn)代化綠色生產(chǎn)要求。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖中，1、進(jìn)氣管2、噴氣塞3、軸承4、電動(dòng)機(jī)5、保溫爐6、可旋轉(zhuǎn)金屬澆道7、澆道流槽8、集流槽9、過(guò)濾介質(zhì)片。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，本發(fā)明方法需要使用的裝置包括進(jìn)氣管、噴氣塞、軸承、電動(dòng)機(jī)、保溫爐、可旋轉(zhuǎn)金屬澆道、澆道流槽、集流槽、過(guò)濾介質(zhì)片，保溫爐5內(nèi)中心放置有可旋轉(zhuǎn)金屬澆道6，可旋轉(zhuǎn)金屬澆道6底端經(jīng)過(guò)軸承3同軸連接電動(dòng)機(jī)4，可旋轉(zhuǎn)金屬澆道I的橫澆道內(nèi)連有過(guò)濾介質(zhì)片9，金屬液體經(jīng)過(guò)過(guò)濾介質(zhì)片9進(jìn)入7，澆道流槽7的出水口連接集流槽8，可旋轉(zhuǎn)金屬澆道I的中心連有若干個(gè)噴氣塞2，噴氣塞2連接進(jìn)氣管I。方法步驟為1)用耐高溫合金制成可旋轉(zhuǎn)金屬澆道，將該澆道安放于離心裝置上，澆道出口通道內(nèi)放置過(guò)濾介質(zhì)片，過(guò)濾介質(zhì)由內(nèi)至外按過(guò)濾孔隙孔徑大小由粗孔到細(xì)孔的順序疊放于出口通道內(nèi)，過(guò)濾介質(zhì)片的厚度總和在20mm-300mm ；2)可旋轉(zhuǎn)金屬燒道在離心裝置中放置時(shí)，其直澆道軸線與離心裝置旋轉(zhuǎn)軸線重合；3)在可旋轉(zhuǎn)澆道的直澆道內(nèi)放置通氣管，并將通氣塞成環(huán)狀布置懸掛于直澆道底部通氣管與通氣塞不與旋轉(zhuǎn)澆道有任何接觸；4)澆注前將澆道預(yù)熱至400°C以上；5)啟動(dòng)離心裝置，離心裝置旋轉(zhuǎn)速度在10 3000r/min范圍,然后澆注鋅合金,鋅合金熔體將在離心力與重力作用下通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)片；6 )澆注后即開(kāi)始通入氣體，使形成氣泡由直澆道中心部位上浮。過(guò)濾介質(zhì)片可以是I)各種泡沫陶瓷；2)各種蜂窩陶瓷；3)各種粒狀陶瓷；4)各種金屬濾網(wǎng)、鋼絲絨。氣體可以是N2或各種惰性氣體。
權(quán)利要求
1.一種鋅及鋅合金熔體噴氣離心過(guò)濾復(fù)合凈化方法，其特征是方法步驟為1)用耐高溫合金制成可旋轉(zhuǎn)金屬澆道，將該澆道安放于離心裝置上，澆道出口通道內(nèi)放置過(guò)濾介質(zhì)片，過(guò)濾介質(zhì)由內(nèi)至外按過(guò)濾孔隙孔徑大小由粗孔到細(xì)孔的順序疊放于出口通道內(nèi)，過(guò)濾介質(zhì)片的厚度總和在20mm-300mm ；2)可旋轉(zhuǎn)金屬燒道在離心裝置中放置時(shí),其直燒道軸線與離心裝置旋轉(zhuǎn)軸線重合；3)在可旋轉(zhuǎn)澆道的直澆道內(nèi)放置通氣管，并將通氣塞成環(huán)狀布置懸掛于直澆道底部通氣管與通氣塞不與旋轉(zhuǎn)澆道有任何接觸；4)澆注前將澆道預(yù)熱至4000C以上；5)啟動(dòng)離心裝置，離心裝置旋轉(zhuǎn)速度在10 3000r/min范圍，然后澆注鋅合金，鋅合金熔體將在離心力與重力作用下通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)片；6)澆注后即開(kāi)始通入氣體，使形成氣泡由直澆道中心部位上浮。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋅及鋅合金熔體噴氣離心過(guò)濾復(fù)合凈化方法,其特征是過(guò)濾介質(zhì)片可以是I)各種泡沫陶瓷；2)各種蜂窩陶瓷；3)各種粒狀陶瓷；4)各種金屬濾網(wǎng)、鋼絲絨。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋅及鋅合金熔體噴氣離心過(guò)濾復(fù)合凈化方法,其特征是氣體可以是N2或各種惰性氣體。
全文摘要
一種鋅及鋅合金熔體噴氣離心過(guò)濾復(fù)合凈化方法，方法步驟為澆注前將澆道預(yù)熱至400℃以上；啟動(dòng)離心裝置，離心裝置旋轉(zhuǎn)速度在10～3000r/min范圍，然后澆注鋅合金，鋅合金熔體將在離心力與重力作用下通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)片；澆注后即開(kāi)始通入氣體，使形成氣泡由直澆道中心部位上浮。本發(fā)明具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和開(kāi)創(chuàng)性，采用泡沫陶瓷離心多級(jí)過(guò)濾加中部的微孔陶瓷吹氣塞進(jìn)行的復(fù)合凈化方法，使鋅合金完全達(dá)到現(xiàn)有技術(shù)對(duì)鋅合金鑄件的凈化要求，裝置簡(jiǎn)單，成本低廉，而且完全無(wú)環(huán)境污染，符合現(xiàn)代化綠色生產(chǎn)要求。
文檔編號(hào)B22C9/08GK102925711SQ201210434959
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月5日
發(fā)明者王薇薇, 戴斌煜, 商景利 申請(qǐng)人:南昌航空大學(xué)