易拉罐用3104鋁合金再生關鍵技術研究.pdf

1、3104變形鋁合金以其密度低、延展性好、強度高、制耳率低等優(yōu)點，廣泛應用于易拉罐制備，但廢舊易拉罐回收后往往被降級使用，導致資源浪費。針對這一問題，本文就易拉罐用3104鋁合金材料保級還原中部分關鍵技術進行研究，希望為3104鋁合金材料再生和進一步研究提供參考。
　　本文主要研究了超聲波脫漆、自制熔劑精煉凈化、稀土細化、調節(jié)Mn含量進行變質處理及復合熱處理等工藝對廢鋁易拉罐材料保級還原過程的影響規(guī)律，并通過控制、優(yōu)化各工藝參數，改

2、善再生3104鋁合金的微觀組織和機械性能；深化了對廢鋁再生、鋁熔體處理的基本理論、復合熱處理理論的認識，對易拉罐用鋁材保級還原技術的開發(fā)和完善具有一定的指導意義。本論文主要研究內容及研究結果如下：
　　(1)利用超聲脫漆技術對廢舊易拉罐內外表面進行了脫漆處理。研究了不同空化泡初始半徑、不同超聲功率和聲壓幅值對空化泡動力特性的影響規(guī)律，并通過超聲脫漆實驗得到最佳工藝參數。研究結果表明：當空化泡初始半徑R0=160μm，超聲頻率f=2

3、0.5KHz和聲壓幅值Pa=0.5MPa時，脫漆效果最好，此時，氣泡膨脹率最大，潰滅時釋放的能量最大，傳遞給Al2O3磨粒的能量也最大。試驗證明，在超聲頻率f=20.5KHz時，選用80目的Al2O3磨粒脫漆，效率最高。
　　(2)利用自行設計的鋁熔體凈化工藝和水模擬旋轉噴吹除氣工藝對廢鋁易拉罐熔體進行了精煉凈化處理。利用正交實驗方法研究了不同熔劑配方和不同的阻流板寬度等對熔體除雜和除氣效果的影響。研究結果表明：當熔煉溫度為720

4、℃，熔劑的含量為4％時，鋁熔體的凈化效果最好，含雜率最低，制得的試樣抗拉強度和伸長率分別可以達到193MPa和21.04%；當阻流板寬度為15mm，且阻流板與噴吹頭深度接近時，溶液中氣泡尺寸最小，分布最均勻。
　　(3)利用Al-5Ti-1B-Er合金細化劑對廢棄易拉罐熔體進行了細化處理。從微觀結構方面闡述了稀土Er的細化機理，研究了合金細化劑對再生3104鋁合金組織和性能的影響規(guī)律。研究結果表明：細化劑加入后，熔體中包含TiAl

5、3、TiB2和Ti2Al20Er等第二相，在750℃熔煉溫度下，Er加入量為0.4wt.%，Al-5Ti-1B-0.4Er中間合金細化劑加入量1wt.%，在鋁液中保溫時間30min時，細化效果最好，測得再生3104鋁合金晶粒尺寸為159±59μm，比AlTiB中間合金細化效果提高了45%。
　　(4)調節(jié)Mn的含量可以明顯影響3104鋁合金的組織結構和力學性能。當Fe含量大于0.7，Mn/Fe比大于1時，有利于再生3104鋁合金組

6、織中AlMnFeMg相鈍化、細化甚至顆?；琈n/Fe比達到1.5時材料的力學性能達到最大值，Mn/Fe比大于1.5時，組織中出現(xiàn)較多粗大塊狀、片狀的AlMnFeMg相，力學性能惡化。
　　(5)利用深冷處理和均勻化相結合的復合熱處理工藝對廢棄易拉罐組織和性能進行了研究。研究結果表明：經均勻化處理的試樣，其應力應變曲線出現(xiàn)了PLC效應，而經深冷處理的試樣不會出現(xiàn)這種效應，深冷處理后再均勻化處理可以促進再生鋁合金第二相彌散析出，大量

7、細小均勻分布的沉淀相強化了溶質原子對位錯的釘扎效應，提高了合金的臨界應變值，可使材料的抗拉強度、屈服強度和伸長率分別達到214MPa、105MPa和20.8%。
　　總之，本文的研究不僅是金屬再生技術的進一步深入與拓寬，而且也是對傳統(tǒng)意義上的表面脫漆技術及其相關理論的深入理解，同時，也為國際上目前盛行的金屬保級再生技術的研究提供了可供參考和借鑒的技術思路。本文對再生3104鋁合金再生關鍵技術的研究將為開發(fā)出具有自主知識產權的廢鋁易