铝合金的精炼 原理
铝合金精炼 实验报告
铝合金精炼实验报告一、实验目的本实验旨在研究铝合金精炼的方法和技术，探究不同精炼工艺对铝合金性能的影响，提高铝合金的质量和性能。
二、实验原理铝合金精炼是通过对铝合金进行除杂、脱气、净化等操作，以提高铝合金的成分纯度和性能。
常用的精炼方法有气体精炼、气泡精炼、电磁搅拌等。
三、实验步骤1. 准备实验所需的铝合金样品和精炼设备。
2. 将铝合金样品放入精炼炉中，并设置合适的温度和精炼时间。
3. 根据采用的精炼方法，进行相应的操作。
比如，如果采用气泡精炼，可以通过向炉内注入氩气或氮气来产生气泡，促使杂质浮到熔池表面。
4. 操作完成后，关闭精炼设备，取出样品。
四、实验结果经过铝合金精炼实验，我们得到了如下结果：1. 通过气泡精炼，我们成功降低了铝合金中的杂质含量；2. 通过电磁搅拌，我们改善了铝合金的均匀性和致密性；3. 通过气体精炼，我们成功减少了铝合金中的气体含量，提高了铝合金的密度。
五、实验分析通过对铝合金精炼实验的结果分析，我们得出以下结论：1. 不同精炼方法对铝合金的影响是不同的。
气泡精炼主要用于除去金属杂质，而电磁搅拌主要用于提高铝合金的均匀性；2. 气体精炼有助于减少铝合金中的气体含量，提高铝合金的密度和力学性能；3. 精炼温度和时间的选择也对精炼效果有一定影响，需要根据具体情况进行调整。
六、结论通过铝合金精炼实验，我们成功提高了铝合金的质量和性能，明确了不同精炼方法对铝合金的作用。
这对于铝合金行业的发展具有重要意义，可以为铝合金的生产提供科学依据。
同时，本实验也为进一步研究铝合金精炼技术提供了思路和方向。
七、参考文献1. 王某某. 铝合金精炼技术研究[D]. 上海交通大学, 2015.2. 张某某. 铝合金气体精炼原理及应用研究[J]. 合金, 2020, 7(11): 30-34.八、备注本实验报告仅为实验结果分析和研究结论的简要陈述，并未包含详细的实验步骤和数据。
铝的炼制原理
铝的炼制原理铝是一种常见的金属材料，具有轻质、导电性能好、耐腐蚀等优点，因此在许多工业和日常生活中都有广泛的应用。
铝的炼制是通过提炼铝矿石中的氧化铝来得到纯铝的过程，下面将详细解释铝的炼制原理。
铝的主要矿石为铝石和脉石，其中主要以氧化铝为主要成分，因此铝的炼制过程主要是提炼氧化铝中的铝。
铝的炼制过程主要分为两个步骤，即铝矿石的提炼和电解铝的制备。
首先是铝矿石的提炼过程。
铝矿石经过粉碎和研磨后，通常使用赤泥法或碳还铝法进行提炼。
赤泥法是将氧化铝进行冶炼得到铝的方法。
首先，将铝矿石与氢氧化钠在高温下熔融反应，得到氢氧化铝溶液。
然后，对氢氧化铝溶液进行冷却和结晶，得到氧化铝。
氧化铝经过还原反应，就得到了铝金属。
碳还铝法则是使用炭粉和铝矿石进行高温反应，将氧化铝还原成铝金属。
碳还铝法常用于提炼高铝型铝矿。
然后是电解铝的制备过程。
通过铝氧化物在熔融氟化物盐电解质中的电解可以得到铝金属。
首先，将氧化铝和氢氟酸盐混合并加热至高温熔化，形成氟化铝盐电解质。
然后，将铝盐电解质倒入电解槽中，通过电流进行电解，氧化铝在阳极被氧化成氧气释放出来，而铝离子则在阴极还原成铝金属，通过下沉到槽底得到铝金属。
整个炼制过程主要依赖于提炼铝矿石中的氧化铝，并通过还原反应得到纯净的铝金属。
通过电解铝的制备，可以得到更纯净的铝金属。
而炼制铝的关键技术是高温冶炼和电解，需要保证高温条件下的安全和稳定，并且需要消耗大量的电能。
总的来说，铝的炼制原理是通过提炼铝矿石中的氧化铝，并通过还原反应得到纯净的铝金属。
而电解铝的制备是最常用的方法，通过高温熔化铝盐和电流进行电解，得到更纯净的铝金属。
铝的炼制技术在工业生产中具有重要意义，因为铝是现代工业中一种使用广泛的金属，所以炼制铝的技术一直在不断的完善和发展。
通过铝的炼制，可以得到更高质量的铝产品，满足不同行业对铝材料的需求。
同时，炼制铝的过程也需要注重环保和节能，以减少炼制过程对环境的影响，创建绿色、环保的生产工艺。
铝合金液熔体处理精练法(完整版)实用资料
铝合金液熔体处理精练法（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库《铝合金铸件铸造技术》课程教案铝合金液熔体处理—精炼法制作人：张保林陕西工业职业技术学院铝合金液熔体处理一、铝合金液的精炼处理概述铝合金熔体的净化是获得优质铸件的前提。
由于原材料和在熔炼、转送、浇铸过程中的吸气、氧化，铝合金液很容易受到溶解的氢、非金属夹杂物和多余的碱或碱土金属的污染，使浇注的铸件容易产生针孔、气孔、疏松、夹杂物等缺陷，并对铸件的力学性能、抗腐蚀性、气密性、阳极氧化性能及外观质量产生较大的损害。
因此，在浇铸前必须对其进行精炼净化，除气排夹杂物，以提高合金液的纯净度。
铝合金液的精炼方法很多，根据精炼机理，可分为吸附法和非吸附法两大类。
二、吸附精炼法吸附精炼法是依靠精炼剂产生的吸附作用达到除去氧化夹杂和气体的目的。
精炼作用仅发生在吸附界面上，不能对全部铝液发生作用，效果受到限制。
具体又分为浮游法和过滤法两种。
（1）浮游法浮游法的原理是向铝液中通入惰性气体（通常为氮、氩或加入盐类所产生的气体）产生大量的气泡，由于气泡中氢的分压为零，因此借助于铝液和气泡中氢分压之差氢便不断扩散进入气泡并上浮逸出液面。
与此同时，由于浸润性的差异，铝液中的夹杂物能被吸附在与之接触的气泡上，随之上浮而排除，从而达到除氢排夹杂的目的。
根据精炼剂的不同，浮游法分为通氮法、通氩法、通氯法和氯盐精炼法等。
①通氮精炼氮气价格便宜，常用于精炼铝合金，如图1所示。
但它存在的不足处是：为防止大量氮化物夹杂（如AlN、Mg3N2等）的形成，处理温度较低（700～730℃），从而限制了氢的扩散能力。
实验结果表明，在大气压下熔炼时氮气气泡只能吸入约为本身容0.1积氢，精炼效果受一定影响。
氮气纯度要求高，含有微量氧和水分会极大地降低精炼效果，有资料表明，含氧量为0.5%即可使除气效果降低40%。
②通氩精炼精炼温度可提高到760℃，有利于增强氢的扩散能力。
铝合金熔体的熔剂精炼
铝合金熔体的熔剂精炼 Revised as of 23 November 2020铝合金熔体的熔剂精炼本文介绍了熔剂精炼在铝合金熔体净化过程中的作用，熔剂的分类和要求，常用熔剂的组成，适用范围及使用方法等。
在铝及铝合金熔炼过程中，氢及氧化夹杂是污染铝熔体的主要物质。
铝极易与氧生成A1202或次氧化铝(Al2O及A10)．同时也极易吸收气体（H）其含量占铝熔体中气体总量的70—90％，而铸造铝合金中的主要缺陷——气孔和夹渣，就是由于残留在合金中的气体和氧化物等固体颗粒造成的。
因此，要获得高质量的熔体，不仅要选择正确合理的熔炼工艺，而且熔体的精炼净化处理也是很重要的。
铝及铝合金熔体的精炼净化方法较多，主要有浮游法、熔剂精炼法、熔体过滤法、真空法和联合法。
本文介绍熔剂精炼法在铝合金熔炼中的应用。
1熔剂的作用熔盐熔剂广泛地用于原铝和再生铝的生产，以提高熔体质量和金属铝的回收率[]。
熔剂的作用有四个：其一，改变铝熔体对氧化物(氧化铝)的润湿性，使铝熔体易于与氧化物(氧化铝)分离，从而使氧化物(氧化铝)大部分进入熔剂中而减少了熔体中的氧化物的含量。
其二，熔剂能改变熔体表面氧化膜的状态。
这是因为它能使熔体表面上那层坚固致密的氧化膜破碎成为细小颗粒，因而有利于熔体中的氢从氧化膜层的颗粒空隙中透过逸出，进入大气中。
其三，熔剂层的存在，能隔绝大气中水蒸气与铝熔体的接触，使氢难以进入铝熔体中，同时能防止熔体氧化烧损。
其四，熔剂能吸附铝熔体中的氧化物，使熔体得以净化。
总之，熔剂精炼的除去夹杂物作用主要是通过与熔体中的氧化膜及非金属夹杂物发生吸附，溶解和化学作用来实现的。
2熔剂的分类和选择2．1熔剂的分类和要求铝合金熔炼中使用的熔剂种类很多，可分为覆盖剂(防止熔体氧化烧损及吸气的熔剂)和精炼剂(除气、除夹杂物的熔剂)两大类，不同的铝合金所用的覆盖剂和精炼剂不同。
但是，铝合金熔炼过程中使用的任何熔剂，必须符合下列条件[]。
铸造合金及其熔炼 第十三章 铸造铝合金的熔炼
浇注过程中生成的氧化夹杂称为二次氧化夹杂，多分 布在铸件壁的转角处及最后凝固的部位。
一次氧化夹杂按形态可分为二类。 第一类是分布不均匀的大块夹杂物，它的危害性很大， 使合金基体不连续，引起铸件渗漏或成为腐蚀的根源，明 显降低铸件的力学性能。
五、合金元素对铝液吸氢的影响
1、对溶解度的影响 在pH2 =0. 1MPa的条件下，测得硅、铜、镁对溶解
度影响，按公式(13-21)算得常数A、B值列于表13-3中。 从表中可见、含镁量越高，氢的溶解度越高；反之，
硅、铜含量越高，氢的溶解度越低。
2、对氧化膜性能的影响
Mg、Na、Ca等氧的亲和力比铝大，是表面活性元 素，密度又比铝小，富集于铝液表面，熔炼时，优先被炉 气氧化。铝液中含镁量高于1%，表面氧化膜即全部由 MgO所组成，这层MgO组织疏松，对铝液不起保护作用， 故Al-Mg类合金必须在熔剂覆盖下进行熔炼。
点状针孔由铸件凝固时析出的气泡所形成，多发生于 结晶温度范围小、补缩能力良好的铸件中，如ZL102合金 铸件中。当凝固速度较快时，离共晶成分较远的ZL105合 金铸件中也会出现点状针孔。
(2) 网状针孔 此类针孔在低倍显微组织中呈密集相 联成网状，伴有少数较大的孔洞，不易清点针孔数目，难 以测量针孔的直径，往往带有末梢，俗称“苍蝇脚”。
库应保持清洁，干燥，以防生成铝锈。对已生成铝锈的铝
锭，投入熔炉前应彻底清除铝锈，否则即使熔炼工艺操作
很严格，也不易获得高质量的铝液。
各种油污都是由复杂结构的碳氢化合物所组成，与铝 液接触后都会发生下列反应，生成氢气
4/3mAl+CmHn=1/3mAl4C3+1/2nH2
铝合金的强化机理
铝合金的强化机理
1.固溶强化
合金元素加入纯铝中，形成铝基固溶体，起固溶强化作用，使其强度提高。
铝的合金
化一般都形成有限固溶体，且都具有较大的极限溶解度。
2、时效强化
铝合金的热处理强化，主要是由于合金元素在铝中有较大固溶度且随温度降低而急剧减小，故铝合金经加热到一定温度淬火后，可以得到过饱和的铝基固溶体，这种过饱和的铝基固溶体放置在室温或加热到某一温度时，其强度、硬度随时间的延长而提高，塑性、韧性则降低，这一过程称为时效（时效强化）。
淬火+时效处理是铝合金强化的重要手段。
3、过剩相强化
当铝中加入的合金元素超过其极限溶解度时，淬火加热时便有一部分不能溶入固溶体的第二相出现，成为过剩相。
这类过剩相多为硬而脆的金属间化合物，起阻碍滑移和位错运动的作用，使铝合金强度、硬度提高，但塑、韧性下降，过剩相过多时，合金变脆，强度急剧下降。
对于铸造铝合金，过剩相强化是主要手段。
4、细晶强化
在铝合金中添加微量合金元素细化组织是提高机械性能的另一种重要手段。
细化组织包括细化铝合金固溶体基体和过剩相组织。
铸造铝合金常加入微量变质剂，进行变质处理。
常用变质剂：2/3 NaF +1/3 NaCl。
铝液精炼的工作原理
铝液精炼的工作原理
铝液精炼是铝合金生产过程中一个重要的工艺环节，它的作用是通过化学反应和物理处理，去除铝液中的杂质和气体，提高铝合金的纯度和品质。
具体来说，铝液精炼的工作原理包括以下几个方面：
1.炉内气体处理：在铝液精炼的过程中，首先要处理炉内的气体，以保证其纯度和稳定性。
一般采用氩气或氮气进行熔炼，在炉内通入高纯度的气体，以保持炉内环境的稳定。
2.添加精炼剂：在铝液中添加一定的精炼剂，如氟化钠、氧化铝等，通过与铝液中的杂质和气体发生反应，使其沉淀到铝液底部，以达到净化和精炼的目的。
3.搅拌铝液：为了让精炼剂充分发挥作用，铝液需要进行充分的搅拌，以促进其混合和反应。
搅拌方式既可以是机械搅拌，也可以是气体搅拌。
4.过滤铝液：在进行铝液精炼时，铝液中的杂质和气体不可能完全沉淀，因此还需要通过过滤器等设备对铝液进行再次净化。
过滤器通常采用陶瓷过滤器或石英过滤器，以过滤残留的杂质和气体。
总的来说，铝液精炼的工作原理是通过添加精炼剂、搅拌铝液、过滤铝液等多个步骤，去除铝液中的杂质和气体，提高铝合金的纯度和品质。
这也是铝合金生产中不可或缺的一个环节。
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铝液精炼的工作原理
铝液精炼的工作原理
铝液精炼是一种重要的铝冶炼工艺，其目的是通过对铝液进行处理，去除其中的杂质和气体，从而获得高质量的铝材料。
铝液精炼的工作原理主要包括以下几个方面：
1. 去除杂质：铝液中常常含有一定数量的杂质元素，如铁、硅、铜等。
这些杂质元素对铝材料的性能和质量都有不良影响，因此需要通过精炼工艺去除。
一般采用化学反应或物理处理的方法，如加入气体或化学试剂等，使杂质元素与铝液中的其他成分分离出来，最终形成废渣，从而达到去除杂质的目的。
2. 去除气体：铝液中常常含有一定数量的氢气、氧气等气体，这些气体会影响铝材料的力学性能和表面质量。
因此，在铝液精炼中需要采取措施去除气体。
一种常用的方法是在铝液中加入一定量的气体，如氮气、氩气等，通过气体的作用使铝液中的气体逸出，从而达到去除气体的目的。
3. 调节成分：铝液精炼还可以通过添加特定的合金元素，调节铝液的成分，从而得到特定性能的铝材料。
例如，在铝液中添加一定量的铜、镁等元素，可以增强铝材料的硬度和强度，提高其耐腐蚀性能。
总之，铝液精炼是一种关键的铝冶炼工艺，通过去除杂质和气体、调节成分等方法，可以获得高质量的铝材料。
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铝合金的精炼原理
铝合金的精炼是指对铝合金中的杂质进行处理和去除，以提高铝合金的纯度和材料性能。
这一过程主要通过物理、化学和电化学方法来实现。
首先，物理方法是铝合金精炼中常用的一种方法。
其中最常见的是熔炼方法，包括熔炼炉熔炼和浮选。
熔炼炉熔炼主要是通过高温将铝合金加热熔化，异物由于密度不同而浮于铝液表面，然后通过捞渣将异物从铝液中分离出来。
而浮选主要是利用铝合金中杂质的浮力和湿附性的差异，通过气泡吹附的方式将杂质从铝合金中分离出来。
其次，化学方法也是铝合金精炼中常用的一种方法。
其中最典型的是电解法和溶解法。
电解法是利用电化学的原理，在电解槽中将铝合金溶解成离子形态，然后通过电解的方式将其中的杂质分解和去除。
溶解法则是利用溶剂将铝合金中的不溶性杂质溶解，从而将其从铝合金中分离出来。
此外，电化学方法也是一种常用的精炼方法。
铝合金通过电化学腐蚀或电沉积的方式，将其中的杂质从金属表面剥离或覆盖，以达到精炼的目的。
这种方法主要应用于表面精炼。
总结起来，铝合金精炼的原理主要通过物理、化学和电化学方法来去除和分离铝合金中的杂质。
这些方法的应用取决于铝合金中所含杂质的种类、含量和性质。
通过精炼处理，可以提高铝合金的质量和性能，使其具备更好的机械性能、耐腐蚀性能和工艺性能，满足不同工业领域对于材料的要求。