Eisen in Aluminium

Die schädlichste Beimischung

Eisen gilt zu Recht als eine der schädlichsten Verunreinigungen in Größere mikrostrukturelle Veränderungen in. Dies macht sich besonders bei der Herstellung von Produkten aus Aluminiumgusslegierungen beim Gießen in Kokillen und Sandformen bemerkbar.. Eisen zusammen mit Aluminium und anderen Legierungselementen, wie Mangan, Kupfer, Magnesium und Silizium bilden intermediäre eisenhaltige Phasen, die die mechanischen Eigenschaften des Endprodukts erheblich reduzieren.

Schrott aluminium eisen

Große Verschmutzung Aluminium Eisen entsteht beim Umschmelzen von Aluminiumschrott, das mit Eisenschrott vermischt ist. Außerdem, Aluminiumschrott selbst kann eine hohe Eisenkonzentration enthalten. Es gehört, z.B, zu Druckgussabfällen aus Aluminiumlegierungen. Minimierung von Aluminiumverunreinigungsproblemen mit Alteisen, Die Aluminiumindustrie verwendet eine sorgfältige Sortierung des Schrotts, bevor er in den Schmelzofen geladen wird. Dazu gehört auch das manuelle Sortieren, magnetische Sortierung, elektromagnetische Sortierung und das sogenannte "Luftmesser" zum Sortieren von zerkleinerten Schrottpartikeln nach Dichte.

Recyceltes Aluminium mit Primär verdünnen?

Eine einfache Möglichkeit, den Inhalt zu reduzieren Eisen in Aluminium verdünnt es mit primärem Aluminium. Dies ist jedoch oft nicht förderlich..

Eisenhaltige Partikel in flüssigem und festem Aluminium

Bei der Erstarrung herkömmlicher Aluminium-Silizium-Gusslegierungen beginnt meist zuerst die Aluminiumphase zu erstarren.. Andere Bestandteile der Legierung reichern sich in den verbleibenden flüssigen Bereichen zwischen den Körnern der Primärphase an. Eisenverunreinigungen können zu Veränderungen in der Erstarrungsreihenfolge der Phasen führen: Partikel der eisenhaltigen Zwischenphase treten zuerst auf, und dann kristallisieren die Aluminiumkörner. Wenn diese Partikel vor Aluminium gebildet werden, dann haben sie die Möglichkeit des freien Wachstums und wachsen daher zu groben Kristallen heran, umgeben von einer flüssigen Phase.

Wirkung von Mangan auf die Effizienz der Eisenentfernung

Silizium wird üblicherweise in Aluminiumgusslegierungen verwendet, um die Viskosität der Aluminiumschmelze zu verringern.. Legierungen des Aluminium-Eisen-Silizium-Systems haben auch nach der Entfernung von Primärkristallen eine relativ hohe Löslichkeit von Eisen in der flüssigen Phase., Eisen enthalten. deshalb, Um den Eisengehalt in der flüssigen Phase zu reduzieren, wird der Legierung Mangan zugesetzt, die das System Aluminium-Eisen-Silizium in das System Aluminium-Eisen-Mangan-Silizium umwandelt.

Die Zugabe von Mangan verändert die Härtungsmechanismen, Beitrag zur Trennung von Zwischenphasen, Eisen enthalten, sowie die Reduzierung der Restkonzentration von Eisen in der flüssigen Phase auf akzeptable Grenzen für Gusslegierungen. Geschmolzenes Aluminium wird auf einer Zwischentemperatur zwischen der Bildung der Zwischenphase und dem Auftreten von Aluminium gehalten. Die Trennung der festen Phase von der Flüssigkeit erfolgt durch Filtrieren der Schmelze bei dieser Temperatur.

Der Prozess der Entfernung von Eisen aus Aluminium

Die Wirksamkeit von Manganadditiven auf die Kinetik der Bildung von Primärphasen während der Erstarrung von Aluminiumgusslegierungen bietet eine Möglichkeit, Eisen durch Ausfällung von Zwischenphasen, gefolgt von einer Filtration durch einen Keramikfilter, zu entfernen. Es kann jedoch nicht als leicht und billig bezeichnet werden.. Dennoch, es ermöglicht die Verwendung von Aluminiumschrott aus beliebigen Quellen, unabhängig vom ursprünglichen Gehalt an Eisen darin, für Anwendungen, die einen niedrigen Eisengehalt erfordern, wie Aluminiumdruckguss oder Sandguss.

Jede Zusammensetzung der Sekundäraluminiumschmelze erfordert eine bestimmte Menge an Mangan- und Siliziumzusätzen (bis zur Zusammensetzung der Gusslegierungen), um eine hohe Enteisenungseffizienz zu erreichen. Die Menge des zugesetzten Mangans richtet sich nach dem Eisengehalt der Schmelze.

Die Entfernung von Eisen aus Aluminium erfolgt in vier Stufen (Abbildung):
1) Zugabe von Mangan zur Schmelze und, Bei Bedarf, Silizium;
2) kontrolliertes Abkühlen der Schmelze, um Partikel der Zwischenphase Al(FeMn)Si in der Schmelze abzutrennen;
3) Sedimentation der Schmelze zur Abscheidung eisenhaltiger Partikel am Ofenboden;
4) Filtration der Schmelze durch einen Keramikfilter.

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Bild – Schema des Prozesses zum Entfernen von Eisen aus Aluminium

Materialtransaktionen, Vol. 47, Nein. 7 (2006)