Благодаря превосходным механическим свойствам, технологичности и возможности вторичной переработки алюминий и алюминиевые сплавы широко используются в различных областях. Алюминиевые сплавы, произведённые из отходов и достигшие конца срока службы, в совокупности называются алюминиевым ломом, включая материалы аэрокосмической промышленности, алюминиевые двери и другие отходы, содержащие алюминий. На фоне растущей необходимости энергосбережения, сокращения выбросов и снижения потребления ресурсов отрасль переработки алюминия стабильно развивается и приобретает всё большее значение.
Однако существуют проблемы, связанные с ухудшением качества и низкой добавленной стоимостью. Статистика показывает, что ежегодно 700 000 тонн алюминиевых банок превращаются в отходы, снижающие качество дверей и окон, что приводит к низкой добавленной стоимости в отрасли переработки отходов. Хотя у отрасли имеются разнообразные источники сырья, большинство из них поставляют лишь низкокачественный или даже загрязненный лом. Поэтому контроль микроструктуры является необходимым и важным условием для получения высококачественного вторичного алюминия.
Для эффективного контроля микроструктуры используются такие методы, как рафинирование, модификация и деформация. Многоступенчатый процесс удаления примесей и рафинирования, применяемый при переработке алюминия, включает следующие этапы: предварительную сортировку, сушку, предварительный нагрев, плавку, рафинирование и удаление включений из отходов. Использование модификаторов на основе редкоземельных элементов, рафинирующих агентов и инертных газов позволяет улучшить механические свойства и чистоту расплавленных сплавов. Однако в качестве инертного газа использовался азот, что приводило к образованию нитрида алюминия. Кроме того, не раскрыт никакой способ контроля микроструктуры, а деформированный алюминий не содержит сплава.
Высокоэффективные и энергосберегающие процесс переработки включает в себя следующие этапы: предварительную сортировку, плавку, шлакообразование и отделение горячей золы. В изобретении не используется традиционный метод переработки, а отходы повторно используются посредством одноэтапного метода, при котором шлак измельчается и очищается с целью снижения содержания алюминия в шлаке. Однако в настоящем изобретении не раскрывается способ дегазации и удаления примесей из расплавленных сплавов, а также заготовок и профилей из алюминиевых сплавов с контролируемой микроструктурой.
Процесс утончения крупных зерен в сплаве Al-Si: в данном процессе используется комбинация шестеренчатых мешалок для перемешивания полутвердого алюминиево-кремниевого сплава и его вращения с высокой скоростью, что позволяет разрушить крупные дендриты и преобразовать их в нормальные структуры. Зерна сплава Al-Si могут быть дополнительно утончены путём экструзии. Однако настоящее изобретение не предусматривает модификации в ходе отверждения, дегазации, удаления примесей, деформации и роста зерен.
Таким образом, метод контроля микроструктуры заготовок и профилей из вторичного алюминиевого сплава включает в себя следующие этапы: уменьшение или предотвращение образования нитрида алюминия, эффективную дегазацию, удаление примесей и модификацию. Контроль микроструктуры определяет качество изделий из вторичного алюминия.