废旧铝质易拉罐回收及再生铝合金改性研究
发布时间：2022-10-27 20:50
本文通过特制易拉罐脱漆炉研究了废旧易拉罐碎片的高温脱漆工艺,利用体式显微镜、傅里叶变换红外光谱分析仪（FTIR Spectrometer）等分析脱漆工艺对漆层的影响规律;将处理后的易拉罐碎片熔炼浇注获取再生铝合金,并用稀土元素Ce作变质剂,制备再生稀土铝合金,利用扫描电镜及能谱分析、X射线衍射分析及光学显微镜观察并分析合金的显微组织,研究稀土 Ce含量对废旧铝质易拉罐再生铝合金显微组织及室温力学性能的影响;对废旧铝质易拉罐再生铝合金进行半固态等温热处理,分析不同的等温热处理工艺（处理温度、处理时间）对合金半固态组织的影响,得出以下主要结论:1.采用高温+振荡的双重作用可以达到良好的脱漆效果,废旧易拉罐表面具有复杂官能团的有机漆层经过高温处理之后,几乎全部断裂为小分子物质,从废旧易拉罐的表面分离,产生的固态碳化物也经旋转振荡作用从表面脱离;在540℃、保温20min条件、旋转时间10min条件下处理后的易拉罐碎片,漆层基本除去。2.向再生Al-Mn-Mg合金中添加稀土元素铈（Ce）后,再生Al-Mn-Mg合金的晶粒组织得到明显的细化,当Ce含量为1.0wt%时,合金晶粒组织细化效果最好,...
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 铝合金的特点及其应用领域
1.1.1 铝合金的特点
1.1.2 铝合金的应用领域
1.1.3 易拉罐用铝合金
1.2 铝合金回收意义及研究现状
1.2.1 我国原铝生产现状及再生铝的重要性
1.2.2 铝质易拉罐的回收现状
1.2.3 铝质易拉罐的脱漆工艺
1.2.4 废旧铝质易拉罐的回收熔炼工艺
1.2.5 稀土对铝质易拉罐再生铝合金的作用
1.3 半固态直接成形在易拉罐回收过程中的应用
1.3.1 半固态成形技术的特点
1.3.2 半固态成形技术的优势
1.4 本文研究目的及意义
1.5 本文主要研究内容
2 试验材料与方案
2.1 试验方案
2.2 试验材料
2.3 试验方法
2.3.1 试验仪器及用品
2.3.2 废旧易拉罐脱漆处理
2.3.3 废旧易拉罐碎片的熔炼及稀土Ce变质处理
2.3.4 废旧易拉罐再生铝合金半固态处理
2.4 组织表征与分析
2.4.1 热分析
2.4.2 体视显微镜观察
2.4.3 傅里叶变换红外光谱
2.4.4 金相及X射线衍射分析(XRD)
2.4.5 扫描电镜与能谱分析(SEM、EDS)
2.5 力学性能分析
2.5.1 硬度测试
2.5.2 拉伸性能测试
3 废旧易拉罐碎片高温脱漆工艺研究
3.1 废旧易拉罐碎片热重分析
3.2 不同处理温度对易拉罐试片的影响规律
3.3 不同处理时间对试片的影响规律
3.4 不同旋转振荡时间对试片的影响规律
3.5 红外光谱分析
3.6 本章小结
4 废旧易拉罐再生铝合金熔炼及稀土变质
4.1 废旧易拉罐再生铝合金的熔炼工艺
4.1.1 加料方式对收得率的影响
4.1.2 熔炼温度及精炼剂对收得率的影响
4.1.3 废旧易拉罐再生铝合金的成分及性能
4.2 铸态再生Al-Mn-Mg-xCe合金凝固组织及力学性能研究
4.2.1 稀土Ce对再生Al-Mn-Mg合金相组成的影响
4.2.3 稀土Ce对再生Al-Mn-Mg合金铸态组织的影响
4.3 稀土Ce对再生Al-Mn-Mg合金力学性能的影响
4.4 稀土Ce对Al-Mn-Mg合金硬度的影响
4.5 本章小结
5 废旧易拉罐再生铝合金半固态组织研究
5.1 等温温度对再生铝合金半固态组织的影响
5.2 等温时间对再生铝合金半固态组织的影响
5.3 本章小结
6 结论
致谢
参考文献
在校期间发表论文及专利
【参考文献】：
期刊论文
[1]6061铝合金在模拟工业-海洋大气环境下的腐蚀研究[J]. 杨浪,赵起越,贺建,李晓刚,黄运华. 中国材料进展. 2018(01)
[2]Al-Ti5-B1-Er复合粉末对再生3104铝合金细化效果[J]. 上官晶晶,段瑞斌,张文达,白培康,刘云. 中国有色金属学报. 2017(11)
[3]Al-Mn-Mg合金均匀化热处理中“6-α”转化对化合物破碎的影响[J]. 张永皞,刘庆. 材料热处理学报. 2017(04)
[4]世界再生铝行业发展呈现的新形势[J]. 姜玉敬. 中国金属通报. 2017(01)
[5]稀土Ce对7A52铝合金组织与性能的影响[J]. 胡桂云,陈送义,姜慧丽,王培吉,陈康华. 中国有色金属学报. 2016(07)
[6]稀土铈变质对ZL102合金铸态力学性能的影响[J]. 侯晓霞,赵岩. 热加工工艺. 2016(13)
[7]微量铈对7136铝合金微观组织和性能的影响[J]. 房洪杰,孙杰,汪洪波,尹登峰. 中国稀土学报. 2016(03)
[8]Ce对铸态5356铝合金组织性能的影响[J]. 高天学,刘红梅,王峰阳,陈宇. 材料科学与工艺. 2016(03)
[9]中国的再生铝工业[J]. 王祝堂. 有色金属加工. 2015(06)
[10]钇含量对Al-1%Mn变形铝合金显微组织和力学性能的影响[J]. 许志华,李克,姚立峰,卢敏敏. 机械工程材料. 2015(11)
博士论文
[1]易拉罐用3104铝合金再生关键技术研究[D]. 段瑞斌.中北大学 2016
[2]超高强铝合金Al-12Zn-2.4Mg-1.2Cu热变形特性及应用研究[D]. 陈刚.中北大学 2016
[3]罐体用大规格3104铝合金材料制备、组织与性能研究[D]. 黄瑞银.中南大学 2013
[4]Mg-Al-Si合金半固态组织演变及其影响因素[D]. 马国睿.哈尔滨工程大学 2011
硕士论文
[1]半固态5083铝合金压缩行为及触变轧制研究[D]. 肖文华.华南理工大学 2011
[2]6061合金半固态触变模锻成形工艺研究[D]. 李晓峰.东北大学 2011
[3]废铝易拉罐的净化及变质工艺研究[D]. 丁灏.中北大学 2013
[4]SIMA法制备ZCuSn10铜合金半固态坯料工艺研究[D]. 吴龙彪.昆明理工大学 2014
[5]稀土变质处理对高性能铸造铝合金影响的研究[D]. 蔡礼园.沈阳大学 2015
[6]我国电解铝与再生铝生产的生命周期评价[D]. 张言璐.山东大学 2016
[7]3004铝合金退火力学性能研究[D]. 孙立赢.山东大学 2016
[8]熔体处理对易拉罐用铝材热变形的流变应力与微观组织的影响[D]. 王沁峰.福州大学 2005
[9]Al10Ce中间合金制备及其变质效果研究[D]. 王正军.兰州理工大学 2005
[10]3104铝合金板材深冲制耳的有限元模拟[D]. 姚宗勇.中南大学 2004
本文编号：3697189
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 铝合金的特点及其应用领域
1.1.1 铝合金的特点
1.1.2 铝合金的应用领域
1.1.3 易拉罐用铝合金
1.2 铝合金回收意义及研究现状
1.2.1 我国原铝生产现状及再生铝的重要性
1.2.2 铝质易拉罐的回收现状
1.2.3 铝质易拉罐的脱漆工艺
1.2.4 废旧铝质易拉罐的回收熔炼工艺
1.2.5 稀土对铝质易拉罐再生铝合金的作用
1.3 半固态直接成形在易拉罐回收过程中的应用
1.3.1 半固态成形技术的特点
1.3.2 半固态成形技术的优势
1.4 本文研究目的及意义
1.5 本文主要研究内容
2 试验材料与方案
2.1 试验方案
2.2 试验材料
2.3 试验方法
2.3.1 试验仪器及用品
2.3.2 废旧易拉罐脱漆处理
2.3.3 废旧易拉罐碎片的熔炼及稀土Ce变质处理
2.3.4 废旧易拉罐再生铝合金半固态处理
2.4 组织表征与分析
2.4.1 热分析
2.4.2 体视显微镜观察
2.4.3 傅里叶变换红外光谱
2.4.4 金相及X射线衍射分析(XRD)
2.4.5 扫描电镜与能谱分析(SEM、EDS)
2.5 力学性能分析
2.5.1 硬度测试
2.5.2 拉伸性能测试
3 废旧易拉罐碎片高温脱漆工艺研究
3.1 废旧易拉罐碎片热重分析
3.2 不同处理温度对易拉罐试片的影响规律
3.3 不同处理时间对试片的影响规律
3.4 不同旋转振荡时间对试片的影响规律
3.5 红外光谱分析
3.6 本章小结
4 废旧易拉罐再生铝合金熔炼及稀土变质
4.1 废旧易拉罐再生铝合金的熔炼工艺
4.1.1 加料方式对收得率的影响
4.1.2 熔炼温度及精炼剂对收得率的影响
4.1.3 废旧易拉罐再生铝合金的成分及性能
4.2 铸态再生Al-Mn-Mg-xCe合金凝固组织及力学性能研究
4.2.1 稀土Ce对再生Al-Mn-Mg合金相组成的影响
4.2.3 稀土Ce对再生Al-Mn-Mg合金铸态组织的影响
4.3 稀土Ce对再生Al-Mn-Mg合金力学性能的影响
4.4 稀土Ce对Al-Mn-Mg合金硬度的影响
4.5 本章小结
5 废旧易拉罐再生铝合金半固态组织研究
5.1 等温温度对再生铝合金半固态组织的影响
5.2 等温时间对再生铝合金半固态组织的影响
5.3 本章小结
6 结论
致谢
参考文献
在校期间发表论文及专利
【参考文献】：
期刊论文
[1]6061铝合金在模拟工业-海洋大气环境下的腐蚀研究[J]. 杨浪,赵起越,贺建,李晓刚,黄运华. 中国材料进展. 2018(01)
[2]Al-Ti5-B1-Er复合粉末对再生3104铝合金细化效果[J]. 上官晶晶,段瑞斌,张文达,白培康,刘云. 中国有色金属学报. 2017(11)
[3]Al-Mn-Mg合金均匀化热处理中“6-α”转化对化合物破碎的影响[J]. 张永皞,刘庆. 材料热处理学报. 2017(04)
[4]世界再生铝行业发展呈现的新形势[J]. 姜玉敬. 中国金属通报. 2017(01)
[5]稀土Ce对7A52铝合金组织与性能的影响[J]. 胡桂云,陈送义,姜慧丽,王培吉,陈康华. 中国有色金属学报. 2016(07)
[6]稀土铈变质对ZL102合金铸态力学性能的影响[J]. 侯晓霞,赵岩. 热加工工艺. 2016(13)
[7]微量铈对7136铝合金微观组织和性能的影响[J]. 房洪杰,孙杰,汪洪波,尹登峰. 中国稀土学报. 2016(03)
[8]Ce对铸态5356铝合金组织性能的影响[J]. 高天学,刘红梅,王峰阳,陈宇. 材料科学与工艺. 2016(03)
[9]中国的再生铝工业[J]. 王祝堂. 有色金属加工. 2015(06)
[10]钇含量对Al-1%Mn变形铝合金显微组织和力学性能的影响[J]. 许志华,李克,姚立峰,卢敏敏. 机械工程材料. 2015(11)
博士论文
[1]易拉罐用3104铝合金再生关键技术研究[D]. 段瑞斌.中北大学 2016
[2]超高强铝合金Al-12Zn-2.4Mg-1.2Cu热变形特性及应用研究[D]. 陈刚.中北大学 2016
[3]罐体用大规格3104铝合金材料制备、组织与性能研究[D]. 黄瑞银.中南大学 2013
[4]Mg-Al-Si合金半固态组织演变及其影响因素[D]. 马国睿.哈尔滨工程大学 2011
硕士论文
[1]半固态5083铝合金压缩行为及触变轧制研究[D]. 肖文华.华南理工大学 2011
[2]6061合金半固态触变模锻成形工艺研究[D]. 李晓峰.东北大学 2011
[3]废铝易拉罐的净化及变质工艺研究[D]. 丁灏.中北大学 2013
[4]SIMA法制备ZCuSn10铜合金半固态坯料工艺研究[D]. 吴龙彪.昆明理工大学 2014
[5]稀土变质处理对高性能铸造铝合金影响的研究[D]. 蔡礼园.沈阳大学 2015
[6]我国电解铝与再生铝生产的生命周期评价[D]. 张言璐.山东大学 2016
[7]3004铝合金退火力学性能研究[D]. 孙立赢.山东大学 2016
[8]熔体处理对易拉罐用铝材热变形的流变应力与微观组织的影响[D]. 王沁峰.福州大学 2005
[9]Al10Ce中间合金制备及其变质效果研究[D]. 王正军.兰州理工大学 2005
[10]3104铝合金板材深冲制耳的有限元模拟[D]. 姚宗勇.中南大学 2004
本文编号：3697189
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