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本文针对目前国内铝合金生产中用的净化熔剂处理效果欠佳,对周围环境的污染较为严重、成本较高等问题,在前期研究的基础上,对熔剂排杂净化的热力学与动力学特性进行了分析,以A356铝合金和Al-Mn-Mg合金为主要研究对象,采用OM、SEM、EDAX、有害气体含量测定等试验手段,设计开发出具有低环境负荷的铝合金高效排杂净化熔剂及其处理技术。获得如下结果: 1.排杂熔剂的物理性质(熔点)和化学性质(表面张力、润湿角等)直接决定了熔剂排杂净化的热力学和动力学条件,从而对铝合金的净化效果产生决定性的影响。试验表明,排杂熔剂RJ2的组元配比恰当,有利于排杂净化的热力学和动力学条件,与常规熔剂相比,其溶杂率较高,达到了7.4750%,常规熔剂的熔点大都在650℃以上,而试验熔剂RJ2仅为578.0℃。2.正交试验结果表明,不同熔剂处理工艺参数对其净化效果有着明显的影响:(1)熔剂组成对铝中含杂量的影响最大,即熔剂组成是影响铝合金净化处理效果的最主要决定因素; (2)熔炼温度过低,不利于熔剂作用的发挥。熔炼温度越高,氢的溶解度将随之增加,加剧了组元的氧化烧损,熔炼温度要适宜; (3)随着熔剂加入量的增多,熔剂与夹杂物的作用时间延长,含杂量将明显降低,但当加入量超过了某一定量后,效果将趋于一水平,因此熔剂加入量不宜过多; (4)A356铝合金的最佳净化处理工艺(B1)是:RJ2熔剂、加入量1%、熔炼温度680℃; Al-Mn-Mg合金的最佳净化处理工艺(T1)是:RJ2熔剂、加入量为3%、熔炼700℃。3.在其它条件相同的情况下,加入方式采用原材料达到熔点后加入熔剂,能有效地改善铝液与熔剂的接触条件,有利于充分发挥熔剂的排杂净化作用。4.与常规熔剂处理工艺相比,最佳排杂净化处理工艺(B1、T1)在环境负荷的各个评估指标的影响幅度大小均显示出最小值:(1)除杂率和力学性能最好,因此净化效果最好; (2)铝净得率最高,渣中铝含量占总投料的百分比M均明显低于所有常规熔剂处理工艺,对原材料的损耗少; (3)处理过程中基本无烟雾、无刺激性气味,经检测后也证实,B1工艺的有害气体排放量不仅低于常规熔剂处理工艺(B3),也大大低于相应国家标准限值。5.对A356铝合金和Al-Mn-Mg合金进行熔剂处理工艺的环境负荷评估的计算,结果进一步表明:(1)仅考虑有害气体排放程度(定性)时,B1和T1的总环境影响因子分别为1.20和1.35,均明显小于常规熔剂处理工艺; (2)将有害气体排放程度的试验数据量化,并将其计入总环境影响因子后,常规熔剂净化处理工艺(B3)的总环境影响因子为4.13,而最佳熔剂处理工艺(B1)的总环境影响因子仅为2.07。这进一步说明了采用最佳熔剂处理工艺的环境负荷最小。