铝合金的熔炼、铸锭与固溶处理
铝合金熔炼工序
铝合金熔炼工序
铝合金熔炼工序一般分为以下几个步骤：
1. 铝合金的原料准备：将所需的铝合金原料，如铝锭、合金添加剂等按比例准备好。
2. 铝合金熔炼：将铝合金原料放入熔炼炉中，加热至一定温度，使其完全熔化。
3. 添加合金元素：在铝合金熔化的过程中，根据合金的配方要求，逐步添加所需的合金元素，如铜、硅、锰等，以调整合金的化学成分。
4. 调整温度和搅拌：根据合金的特点，调整炉内的温度和搅拌速度以保持合金中的元素均匀分布。
5. 除杂和净化：通过气体吹炼、共熔法等方法，除去合金中的夹杂物和气体，提高合金的质量。
6. 浇注：将熔融的铝合金从熔炼炉中倒入铸造模具中，形成所需的铝合金产品。
7. 冷却和固化：待铝合金产品冷却后，开始固化过程，使其恢复到固态，获取最终产品。
以上是常见的铝合金熔炼工序，具体的操作步骤和工艺参数可能会因合金类型和生产工艺的不同而有所差异。
铝合金圆铸锭熔铸工艺操作规程
铝合金圆铸锭熔铸工艺操作规程包括以下几个步骤：1. 准备工作- 确认所需的铝合金圆铸锭的品种和规格。
- 检查熔炉和相关设备的运行状况。
- 确保炉子和设备周围的工作区域干净、整洁，并清理炉子内部。
2. 熔炼铝合金- 将合适的原料溶解在熔炉中，根据所需合金的配比和比例加入合金材料。
- 调整炉子的温度和燃料供应以控制熔炼过程中的温度和熔化速度。
- 确保炉子内的溶解和混合均匀，避免产生气泡。
3. 准备铸模- 将铸模清洗干净，确保表面光滑。
- 涂抹一层分离剂，以避免铸锭与铸模粘连。
- 把模具放置在预定的位置上，确保稳定。
4. 浇注铝合金- 当铝合金熔化且温度达到要求时，将炉内的铝合金转移到浇注容器。
- 控制铝液的浇注速度和压力，以避免气泡和其他缺陷的产生。
- 确保铝液均匀地进入铸模，并保持适当的浇注温度。
5. 冷却和固化- 当铝液倒入铸模后，让其逐渐冷却和固化。
- 根据所需的固化时间和温度，将铸模放置在设计好的冷却区域中。
6. 脱模和清理- 等待铝合金圆铸锭冷却和固化后，进行脱模。
- 小心地从铸模中取出铝合金锭，避免损坏和变形。
- 检查铸锭的表面和尺寸，对有缺陷的产品进行修复或淘汰。
7. 后续处理- 对铝合金圆铸锭进行必要的热处理、表面处理和机械加工，以满足客户的要求和标准。
- 包装和标记铝合金圆铸锭，以便储存、运输和交付给客户。
以上是铝合金圆铸锭熔铸工艺操作规程的基本步骤，具体操作和细节可能根据不同的情况和要求有所不同。
在操作过程中，必须要按照相关的安全操作规程进行操作，保证工作的安全性和质量。
铝合金熔炼与铸造工艺规范与流程
铝合金熔炼与铸造工艺规范与流程资料来源：全球铝业网铝业知识频道一、铝合金熔炼规范（1）总则①按本文件生产的铸件，其化学成分和力学性能应符合GB/T9438-1999《铝合金铸件》、JISH5202-1999《铝合金铸件》、ASTMB108-03a《铝合金金属型铸件》、GB/T15115-1994《压铸铝合金》、JISH5302-2006《铝合金压铸件》、ASTMB85-03《铝合金压铸件》、EN1706-1998《铸造铝合金》等标准的规定。
②本文件所指的铝合金熔炼，系在电阻炉、感应炉及煤气（天然气）炉内进行。
一般采取石墨坩埚或铸铁坩埚。
铸铁坩埚须进行液体渗铝。
（2）配料及炉料1）配料计算①镁的配料计算量：用氯盐精炼时，应取上限，用无公害精炼剂精炼时，可适当减少；也可根据实际情况调整加镁量。
②铝合金压铸时，为了减少压铸时粘模现象，允许适当提高铁含量，但不得超过有关标准的规定。
2）金属材料及回炉料①新金属材料铝锭：GB/T1196－2002《重熔用铝锭》铝硅合金锭：GB/T8734-2000《铸造铝硅合金锭》镁锭：GB3499-1983《镁锭》铝铜中间合金：YS/T282-2000《铝中间合金锭》铝锰中间合金：YS/T282-2000《铝中间合金锭》各牌号的预制合金锭：GB/T8733-2000《铸造铝合金锭》、JISH2117-1984《铸件用再生铝合金锭》、ASTMB197-03《铸造铝合金锭》、JISH2118-2000《压铸铝合金锭》、EN1676-1996《铸造铝合金锭》等。
②回炉料包括化学成分明确的废铸件、浇冒口和坩埚底剩料，以及溢流槽和飞边等破碎的重熔锭。
回炉料的用量一般不超过80％，其中破碎重熔料不超过30％；对于不重要的铸件可全部使用回炉料；对于有特殊要求（气密性等）的铸件回炉料用量不超过50%。
3）清除污物为提高产品质量，必须清除炉料表面的脏物、油污、废铸件上的镶嵌件，应在熔炼前除去（可用一个熔炼炉专门去除镶嵌件）。
铝合金热处理的工艺
铝合金热处理的工艺铝合金热处理的工艺一、引言铝合金是一种重要的结构材料，具有良好的机械性能和耐腐蚀性能。
然而，由于铝合金的晶粒尺寸较大且存在内部应力，需要经过热处理来改善其性能。
本文将介绍铝合金热处理的工艺流程及其影响因素。
二、铝合金热处理工艺流程1. 固溶处理（Solution Treatment）固溶处理是将铝合金加热至固溶温度，使其内部元素达到均匀分布并形成固溶体溶解。
该过程可以消除晶界和析出物，并增加材料的塑性和韧性。
2. 淬火（Quenching）在固溶处理后，需要快速冷却以保持固溶体中元素的均匀分布。
淬火可以通过水、油或气体等介质进行。
选择不同的淬火介质将影响材料的硬度和强度。
3. 时效处理（Aging）时效处理是通过再次加热铝合金至较低温度，并在一定时间内保持稳定温度进行。
该过程有助于形成强化相，提高材料的强度和硬度。
三、影响铝合金热处理的因素1. 合金成分不同的铝合金具有不同的成分，其中包括主要元素和合金元素。
这些元素的含量和比例将直接影响到热处理工艺的选择和效果。
2. 加热温度加热温度是固溶处理和时效处理中最重要的参数之一。
过高或过低的温度都可能导致材料性能下降。
选择适当的加热温度非常关键。
3. 冷却速率冷却速率对铝合金的组织结构和性能有很大影响。
快速冷却可以产生细小均匀的晶粒，从而提高材料的强度。
但是，过快或过慢的冷却速率都可能导致不良效果。
4. 时效时间时效时间是指在时效处理中保持稳定温度进行的时间。
较长的时效时间可以使强化相更充分地析出，从而提高材料性能。
然而，过长时间也会导致晶粒长大和析出物过多。
四、铝合金热处理工艺优化1. 确定合适的热处理工艺参数根据铝合金的成分和性能要求，选择合适的加热温度、冷却速率和时效时间。
通过试验和实践，优化工艺参数以获得最佳的材料性能。
2. 控制加热和冷却过程在加热和冷却过程中，需要控制温度和时间，以确保材料达到所需的固溶度和组织结构。
同时，要注意避免过高或过低的温度对材料造成不利影响。
铝合金的熔炼、铸锭与固溶处理
铝合金的熔炼、铸锭与固溶处理铝合金的熔炼、铸锭与固溶处理一、实验目的：掌握铝合金熔炼的基本原理，并应用在熔炼的实践中。
熔炼是使金属合金化的一种方法，它是采用加热的方式改变金属物态，使基体金属和合金组元按要求的配比熔制成成分均匀的熔体，并使其满足内部纯洁度、铸造温度和其他特定条件的一种工艺过程。
熔体的质量对铝材的加工性能和最终使用性能产生决定性的影响，如果熔体质量先天不足，将给制品的使用带来潜在的危险。
因此，熔炼又是对加工制品的质量起支配作用的一道关键工序。
而铸造是一种使液态金属冷凝成型的方法，它是将符合铸造的液态金属通过一系列浇注工具浇入到具有一定形状的铸模（结晶器）中，使液态金属在重力场或外力场（如电磁力、离心力、振动惯性力、压力等）的作用下充满铸模型腔，冷却并凝固成具有铸模型腔形状的铸锭或铸件的工艺过程。
铝合金的铸锭法有很多，根据铸锭相对铸模（结晶器）的位置和运动特征，可将铝合金的铸锭方法分类如下：二、实验内容：铝铜合金熔炼基本工艺流程三、实验要求严格控制熔化工艺参数和规程1. 熔炼温度熔炼温度愈高，合金化程度愈完全，但熔体氧化、吸氢倾向愈大，铸锭形成粗晶组织和裂纹的倾向性愈大。
通常，铝合金的熔炼温度都控制在合金液相线温度以上50～100℃的范围内。
从图1的Al-Cu相图可知，Al-5%Cu的液相线温度大致为660～670℃，因此，它的熔炼温度应定在710（720）℃～760（770）℃之间。
浇注温度为730℃左右。
图1 铝铜二元状态图2．熔炼时间熔炼时间是指从装炉升温开始到熔体出炉为止，炉料以固态和液态形式停留于熔炉中的总时间。
熔炼时间越长，则熔炉生产率越低，炉料氧化吸气程度愈严重，铸锭形成粗晶组织和裂纹的倾向性愈大。
精炼后的熔体，在炉中停留愈久，则熔体重新污染，成分发生变化，变形处理失效的可能性愈大。
因此，作为一条总的原则，在保证完成一系列的工艺操作所必需的时间的前提下，应尽量缩短熔炼时间。
铸造铝合金的熔炼工艺
铸造铝合金的熔炼工艺
铸造铝合金的熔炼工艺一般包括以下几个步骤：
1. 材料准备：选择适合铸造铝合金的原材料，通常包括铝、合金元素和其他附加剂。
铝的纯度要求较高，合金元素根据合金配方进行选择。
2. 熔炼：将准备好的材料放入熔炉中进行熔炼。
熔炼温度根据不同的合金类型和铸造要求而变化，一般在600C至800C之间。
熔炼过程中，需要注意材料的均匀加热，搅拌破碎氧化层，并控制好熔炼温度和时间。
3. 清炼：熔炼完成后，需要进行清炼以去除杂质。
清炼一般包括除渣、除气等步骤，利用氮气等惰性气体进行喷吹，将杂质和气泡从熔液中排出。
4. 合金调质：铝合金需要进行合金调质以提高其力学性能。
合金调质一般包括固溶处理和时效处理两个步骤。
固溶处理是将合金加热至固溶温度，保持一定时间，使合金元素均匀溶解在铝中。
时效处理是在固溶处理后，将合金冷却到室温，在一定的温度下保持一定时间，使合金元素重新分布和形成细小的析出相，从而提高合金的强度和韧性。
5. 浇注：将熔融的合金倒入预先准备的铸型中。
在浇注过程中，需要控制好铸态温度、浇注速度和浇注压力，以确保铸件的质量。
6. 冷却：浇注后，铸件需要进行冷却。
冷却速度会影响铸件的晶粒大小和组织结构，因此需要根据不同的合金性能要求，选择合适的冷却方式。
7. 修磨和表面处理：冷却后的铸件需要进行去毛刺、修磨和表面处理等工艺，以提高铸件的表面质量和精度。
以上是铸造铝合金的一般熔炼工艺流程，具体操作步骤和参数设置会根据不同的铝合金材料和铸造要求而有所差异。
铝合金深井铸造工艺流程
铝合金深井铸造工艺流程
铝合金深井铸造工艺流程：
①配料：
- 根据所需合金成分，精确称量各种金属原料。
②熔炼：
- 将配好的原料加入熔炉，加热至熔化状态，形成均匀的铝液。
③精炼保温：
- 对铝液进行精炼处理，去除气体和夹杂物，随后保温以维持液态和温度。
④深井铸造准备：
- 准备深井铸造系统，包括冷却装置和铸模，确保系统处于工作状态。
⑤浇注：
- 将精炼后的铝液通过浇注系统注入深井铸模中。
⑥冷却固化：
- 铝液在深井中迅速冷却，形成内部结构致密的铸锭。
⑦脱模：
- 待铸锭完全固化后，从铸模中取出。
⑧均热处理：
- 将铸锭置于均热炉中，进行均匀加热，消除应力，改善组织结构。
⑨机械加工处理：
- 对铸锭进行锯切、铣面等加工，去除表面缺陷，准备后续工序。
⑩热处理（如果需要）：
- 根据合金特性，进行固溶处理、时效硬化等热处理工艺，以增强力学性能。
⑪成品检验：
- 对经过加工的铸锭进行尺寸、表面质量及力学性能的检测。
⑫包装与储存：
- 将检验合格的铝合金铸锭进行包装，防止氧化和损伤，准备交付客户。
深井铸造工艺能够生产出高质量的铝合金铸锭，适用于航空航天、汽车制造等行业对材料性能有严格要求的应用场景。
铝合金熔炼与铸造
铝合金熔炼与铸造 铝合金的熔炼与浇注是铸造生产中主要环节。
严格控制熔炼与浇铸的全过程，对防止针孔、夹杂、欠铸、裂纹、气孔以及缩松等铸造缺陷起着重要的作用。
由于铝熔体吸收氢倾向大，氧化能力强，易溶解铁，在熔炼与浇铸过程中必须采取简易而又谨慎的预防措施，以获得优质铸件。
1、铝合金炉料配制及质量控制 为了熔炼出优质铝熔体，首先应选用合格的原材料。
须对原材料进行科学管理和适当处理，否则就会严重影响合金的质量，生产实践证明，原材料（包括金属材料及辅助材料）控制不严会使铸件成批报废。
（一）原材料必须有合格的化学成分及组织，具体要求如下： 入厂的合金锭除分析主要成分及杂质含量外，尚就检查低陪组织及断口。
实践证明，使用了含有严重缩孔、针孔、以及气泡的铝液，就难以获得致密的铸件，甚至会造成整炉、整批的铸件报废。
有人在研究铝硅合金锭对铝合金针孔的影响时发现，用熔融的纯浇铸砂型试块时并不出现针孔，当加入低组织和不合格的铝硅合金锭后，试块针孔严重，且晶粒大。
其原因为材料的遗传性所致。
铝硅系合金和遗传性随着含量的提高面增大，硅量达到7%时，遗传显著。
继续提高硅含量到共晶成分，遗传性又稍减小。
为解决炉料遗传性引起的铸件缺陷，必须选用冶金质量高的铝锭、中间合金及其它炉料。
具体标准如下： （1）断口上不应有针孔、气孔 针孔应在三级以内，局部（不超过受检面积的25%）不应超过三级，超过三级者必须采取重熔炼的办法以减少针孔度。
重熔精炼方法与一般铝合金熔炼相同，浇铸温度不宜超过660℃，对于那些原始晶粒大的铝锭、合金锭等，应先用较低的锭模温度，使它们快速凝固，细化晶粒。
2、炉料处理 炉料使用前应经吹砂处理，以去除表面的锈蚀、油脂等污物。
放置时间不长，表面较干净的铝合金锭及金属型回炉料可以不经吹砂处理，但应消除混在炉料内的铁质过滤网及镶嵌件等，所有的炉料在入炉前均应预热，以去除表面附的水分，缩短熔炼时间在3小时以上。
3、炉料的管理及存放 炉料的合理保存及管理对确保合金质量有重要意义。
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铝合金的熔炼、铸锭与固溶处理
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铝合金的熔炼、铸锭与固溶处理
一、实验目的:
掌握铝合金熔炼的基本原理，并应用在熔炼的实践中。
熔炼是使金属合金化的一种方法,它是采用加热的方式改变金属物态,使基体金属和合金组元按要求的配比熔制成成分均匀的熔体，并使其满足内部纯洁度、铸造温度和其他特定条件的一种工艺过程。
熔体的质量对铝材的加工性能和最终使用性能产生决定性的影响，如果熔体质量先天不足，将给制品的使用带来潜在的危险。
因此,熔炼又是对加工制品的质量起支配作用的一道关键工序。
而铸造是一种使液态金属冷凝成型的方法,它是将符合铸造的液态金属通过一系列浇注工具浇入到具有一定形状的铸模(结晶器)中，使液态金属在重力场或外力场（如电磁力、离心力、振动惯性力、压力等)的作用下充满铸模型腔，冷却并凝固成具有铸模型腔形状的铸锭或铸件的工艺过程。
铝合金的铸锭法有很多,根据铸锭相对铸模(结晶器)的位置和运动特征,可将铝合金的铸锭方法分类如下:
二、实验内容：
铝铜合金熔炼基本工艺流程
三、实验要求
严格控制熔化工艺参数和规程
1. 熔炼温度
ﻩ熔炼温度愈高,合金化程度愈完全,但熔体氧化、吸氢倾向愈大,铸锭形成粗晶组织和裂纹的倾向性愈大。
通常,铝合金的熔炼温度都控制在合金液相线温度以上５0~10０℃的范围内。
从图1的Aｌ-Cｕ相图可知，Aｌ-５%Cu的液相线温度大致为660～670℃,因此，它的熔炼温度应定在7１0(７2０)℃～76０（770）℃之间。
浇注温度为７３０℃左右。
图１铝铜二元状态图
2．熔炼时间
熔炼时间是指从装炉升温开始到熔体出炉为止,炉料以固态和液态形式停留于熔炉中的总时间。
熔炼时间越长,则熔炉生产率越低,炉料氧化吸气程度愈严重，铸锭形成粗晶组织和裂纹的倾向性愈大。
精炼后的熔体,在炉中停留愈久，则熔体重新污染,成分发生变化，变形处理失效的可能性愈大。
因此，作为一条总的原则,在保证完成一系列的工艺操作所必需的时间的前提下,应尽量缩短熔炼时间。
3.合金化元素的加入方式
与铝相比,铜的比重大,熔点虽高(１０8３℃）,但在铝中的溶解度大，溶解热也很大,无需将预热即可溶解，因此,可以以纯金属板的形式在主要炉料熔化后直接加入熔体中，亦可与纯铝一同加入。
４．要注意覆盖
众所周知，铝在高温熔融状态,极易形成Aｌ２Ｏ3氧化膜，因此要对铝熔体进行保护。
就铝铜合金而言,所用的覆盖剂为：40%KＣl+４0%NaCl+２0%冰晶石（Na３AlF6)的粉状物。
它的比重约为２.3ｇ/cm3,熔点约6７0℃,这种覆盖剂不仅能防止熔体氧化和吸氢，同时还具有排氢效果。
这是因为它的熔点比熔体温度低，比重比熔体小,还具有良好的润湿性能,在熔体表面能够形成一层连续的液体覆盖膜，将熔体和炉料隔开,且具有一定的精炼能力,因而,这种覆盖剂具有良好的覆盖、分离、精炼的综合工艺性能。
加入量一般为熔体质量的2～5%。
５．要注意扒渣
当炉料全部熔化后,在熔体表面会形成一层有溶剂、金属氧化物和其它非金属夹杂物所组成的熔渣。
在进行浇注之前,必须将这层渣除掉。
其目的是:(１)防止熔体夹渣；（２)减少熔体吸气机会(因为熔渣是水蒸气的良好载体）；（3)加强传热。
扒渣时，工具要干净，要预热;操作要平稳不起波浪。
６.金属模要上涂料并加热到３00℃左右
四、实验装置
１．中频感应真空熔炼炉
２．浇铸模（可自由脱模式）
３.必要的工具（扒渣棒、抱钳等）
４.便携式红外测温仪
5．铝块
6.铜板
7．天平ﻩ
8．石墨坩埚
五、实验步骤
1、备料：按照Ａｌ-３%Cu的质量百分比,用天平称好炉料(按每炉1kg计算)；
２、装料：将铝块和铜板同时加入中频感应炉的坩埚中，然后加入覆盖剂;
3、升温:注意调整电流、电压及功率因子(ｃｏs ）;
4、测温：控制在7１0-7７0℃之间,用红外测温仪进行；
5、调温：主要是为浇注作准备，熔体温度太低,流动性不佳,不易充满模子,而熔体温度太高，易氧化和形成粗大晶粒;
6、浇注:将熔体倒入预先准备的模子中，待完全凝固后,再脱模；
７、脱模：取出铸件，注意要戴手套。
8. 固溶处理：将部分铸件放入马弗炉中进行固溶处理（540℃,1２h，急冷)
五、思考题：
1、什么叫做熔炼与铸锭？他们有何作用?
答：熔炼是使金属合金化的一种方法，它是采用加热的方式改变金属物态，使基体金属和合金化组元按要求的配比熔制成成分均匀的熔体，并使其满足内部纯洁度,铸造温度和其他特定条件的一种工艺过程。
铸造是一种使液态金属冷凝成型的方法,它是将符合铸造的液态金属通过一系列浇注工具浇入到具有一定形状的铸模(结晶器）中，使液态金属在重力场或外力场（如电磁力、离心力、振动惯性力、压力等）的作用下充满铸模型腔,冷却并凝固成具有铸模型腔形状的铸锭或铸件的工艺过程。
作用:
熔炼采用加热的方式改变金属物态,使基体金属和合金化组元按要求的配比熔制成成分均匀的熔体,并使其满足内部纯洁度,铸造温度和其他特定条件。
铸锭可使液态金属在重力场或外力场（如电磁力、离心力、振动惯性力、压力等)的作用下充满铸模型腔，冷却并凝固成具有铸模型腔形状的铸锭或铸件。
２、简要比较中频感应炉熔炼和普通电炉熔炼的异同之处及优缺点。
答：中频感应炉是在真空条件下进行熔炼,所以不需要加覆盖剂，减少了熔融合金被氧化的可能,其坩埚外部附加了通电线圈，能够产生磁力线，在磁力线的作用下，能够使得熔炼速度更大效果的提高，提高了熔炼速度。
普通电炉依靠电阻发热进行熔炼,加热速度慢，必须加入覆盖剂防止氧化。
中频感应炉的优缺点:
优点:提高熔炼速度，防止杂志的进入以及氧化，使得合金化充分。
缺点:设备较昂贵。
3、简述实验过程及心得体会。
金属的熔炼是现代工业中的重要组成部分。
初步掌握熔炼和铸造的基本技术是我们工科学生必备的本领。
这次实验极大地扩展了我的知识面,使我了解了铝铜合金熔炼以及铸锭的工艺流程，认识了熔炼和铸锭所需的实验设备，并且亲自进行了简单的铸锭操作，这些操作也为我们的实习增添了殷实的内容。
总的来说，经过这次实验我们感觉受益匪浅,知道了熔炼与铸锭是所有材料加工的先决条件，老师细致的讲解和耐心的指导给了我们巨大的动力和坚定的信心。
这次实习将为以后的专业学习提供极大的帮助。