铝合金的熔炼与铸造
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）。
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。
铝合金的熔炼与铸造
铝合金的熔炼与铸造发布时间：2012-4-3 21:37:13 | 38 人感兴趣| 评分：3 | 收藏：01 配料及其计算配料是熔体铸的第一道工序。
它的首要任务是控制成分和杂质含量使之符合要求，其次是根据对合金的加工和使用性能的要求，确定各种炉料品种及配料比；再次是正确地计算每炉的全部炉料量。
合理地吊装各种原辅材料，管理好各种金属及废料(旧料)。
铝合金熔炼时，炉料大致分为三类，即：工业纯金属，或称新料或新金属；回炉的金属或合金废料，也称旧料或返回料；以及中间合金或配制合金用的纯金属。
正确地选择配制合金的炉料，对于合金成分控制，铸锭质量的保证，以及金属原料的节约，都有重要的意义。
总之，在保证性能合乎要求的前提下，允许利用各种废料，节约新金属和贵重金属。
换句话说，就是能用废料应少用纯金属，能用低品位纯金属绝不用高品位的纯金属。
做到废料用尽，次料代替好料，好料精用，搭配适当，保证质量。
1.1 工业纯金属--新料铝合金是在纯金属熔炼的基础上，加上其它合金元素配制而成．因此，在配制合金以前，首先应依所需配制的合金成分的要求，选择所需的纯金属之品位。
有色金属的工业纯金属多来源于冶炼厂，如工业纯铝(称原铝)，工业纯铜(称紫铜或电解铜)，工业纯镁，以及金属镍等都是从电解工厂制得的。
原铝多铸成15-20公斤的小锭(称铝锭)；镁以锭状供应，镁锭的重量可分为2.5公斤和9公斤两种；纯铜和金属镍一般多以电解铜板和电解镍板的形式供应；金属锌一般铸成重40公斤左右的扁平锌锭，而金属锰和铬分别以不同的粒度供应。
这些所谓的纯金属中，杂质仍是不可避免的。
例如，原铝锭中仍含有Fe 和Si两种主要杂质。
它们大多数是从炼铝原料---铝矿石中带来的。
这两种杂质元素对铝及其合金的性能有极大的影响，因而使用原铝锭时，必须注意这些杂质的含量，根据所配制合金的要求正确地选用原铝锭。
铝冶炼厂生产的原铝新料，是按所含铁和硅二种主要杂质元素的多少而定其品位的。
铝合金熔炼与铸造 (2)
铝合金熔炼与铸造1.铝合金是一种重要的金属材料，具有优异的物理性能和机械性能，广泛应用于航天航空、汽车制造、建筑工程等领域。
铝合金熔炼与铸造是生产铝合金制品的关键步骤，本文将介绍铝合金熔炼与铸造的基本原理、常用工艺和注意事项。
2. 铝合金熔炼铝合金熔炼是将铝合金原料加热至熔点，并以一定方式进行熔炼的过程。
铝合金原料可以是铝锭、废铝或铝合金碎料，在熔炼过程中需要加入一定比例的熔剂和合金元素。
铝合金熔炼的目的是将原料熔化并混合均匀，以获得符合要求的铝合金液态材料。
2.1 熔炼设备铝合金熔炼通常使用电阻炉、感应炉或电弧炉等熔炼设备。
其中，电阻炉是最常用的熔炼设备之一。
电阻炉通过电流通过导体产生的电阻热进行熔炼，具有加热速度快、操作方便等优点。
感应炉则利用电磁感应的原理进行加热，加热效率高，适用于熔炼大批量的铝合金。
电弧炉则利用电弧的高温进行熔炼，适用于熔炼高温合金。
2.2 熔炼工艺铝合金熔炼的工艺通常包括预热、熔炼和保温三个阶段。
将熔炼设备预热至一定温度，然后将铝合金原料和熔剂放入炉中，并控制加热温度和时间，使原料熔化并混合均匀。
，保持一定温度，使铝合金保持液态状态，以备后续的铸造工艺使用。
2.3 熔炼注意事项在铝合金熔炼过程中需要注意以下几点：•安全操作：熔炼过程中需要戴上防护设备，避免接触高温液态金属和有害气体。
•熔化温度控制：严格控制熔化温度，过高的温度会导致铝合金组织不稳定，影响机械性能。
•熔炼时间控制：合适的熔炼时间可以保证原料充分熔化和混合均匀。
•熔剂和合金元素的添加：根据铝合金的要求添加适当比例的熔剂和合金元素，以调整铝合金的成分和性能。
3. 铸造过程铸造是将铝合金液态材料倒入铸型中，并经过凝固和冷却形成所需的铝合金制品的过程。
铸造过程可以分为压铸、重力铸造和砂型铸造等不同的铸造方法。
3.1 压铸压铸是一种通过高压将铝合金液态材料注入金属模具中，并经过快速凝固形成制品的铸造方法。
压铸具有生产效率高、制品精度高等优点，适用于生产复杂形状的铝合金制品。
铝合金熔炼与铸造技术
铝合金熔炼与铸造技术一、引言铝合金是一种重要的结构材料，具有轻质、高强度和良好的耐腐蚀性能，在航空航天、汽车制造、建筑工程等领域广泛应用。
铝合金的制备过程中，熔炼与铸造技术起到关键作用，本文将对铝合金熔炼与铸造技术进行详细探讨。
二、铝合金熔炼技术2.1 熔炼原料准备熔炼铝合金的原料主要包括铝、合金元素和辅助材料。
铝采用高纯度的铝锭，合金元素可以通过添加铝合金粉末或其他化合物来实现。
辅助材料包括熔剂、脱气剂等。
这些原料的准备对于保证铝合金的成分和质量非常重要。
2.2 熔炼设备和工艺熔炼铝合金的常用设备有电阻加热炉、感应加热炉和气体燃烧炉等。
其中，感应加热炉在铝合金熔炼中应用最广泛，具有加热速度快、能耗低和温度控制准确等优点。
熔炼工艺包括预热、熔化、调温和净化等步骤，其中净化技术对于铝合金的纯净度和性能起到重要作用。
2.3 熔炼过程控制与优化熔炼过程中，熔体温度、保温时间、搅拌方式等因素对铝合金的成分和组织结构有重要影响。
熔炼过程需要进行温度控制、气氛控制和搅拌控制等，以确保铝合金的成分均匀、杂质含量低。
三、铝合金铸造技术3.1 铸造方法铝合金的常用铸造方法包括压铸、重力铸造、低压铸造和砂型铸造等。
压铸是最常用的铸造方法，适用于生产复杂形状和尺寸精度要求高的铝合金件。
重力铸造适用于大型铝合金零部件的生产，低压铸造适用于长条状和壳状铝合金件的生产，砂型铸造适用于非常大型和特殊形状的铝合金件的生产。
3.2 铝合金铸造过程铝合金的铸造过程主要包括熔炼、准备模具、浇注、冷却和后处理等步骤。
熔炼过程中，需要根据具体合金配方和要求，控制熔体温度、浇注温度和浇注速度等参数。
准备模具是确保铸造件尺寸和表面质量的重要环节。
浇注过程需要保证熔体充分填充模腔，并避免气孔和缺陷的产生。
冷却过程中需控制冷却速率，以避免铝合金件出现应力和变形。
3.3 铝合金铸造工艺改进为了提高铝合金铸造件的质量和效率，可以采取一些工艺改进措施。
铝合金的熔炼与铸造（Meltingandcastingofaluminumalloy）
铝合金的熔炼与铸造（Melting and casting of aluminum alloy）Melting and castingMelting and pouring of aluminum alloy is the main link in casting production. The whole process of melting and casting is strictly controlled, which plays an important role in preventing casting defects such as pinholes, inclusions, castings, cracks, porosity and shrinkage. Because the aluminum melt absorbs the hydrogen tendency, the oxidation ability is strong, dissolves the iron easily, in smelting and the casting process, must take the simple and careful preventive measure, obtains the high-quality casting.1 、 preparation and quality control of aluminum alloy burdenIn order to smelt high quality aluminum melt, the qualified raw material should be selected first. To carry out scientific management and proper processing of raw materials, otherwise it will seriously affect the quality of the alloy, the production practice has proved that the raw materials (including metal materials and auxiliary materials) lax control will make batch scrap castings.(1) raw materials must have qualified chemical composition and organization, and the specific requirements are as follows:In addition to the analysis of the main components and impurities in the alloy ingots, the microstructure and fracture of the alloy were examined. Practice has proved that the use of serious shrinkage cavity, pinhole, and bubbles of aluminum liquid, it is difficult to obtain dense castings, and even causethe whole furnace, batch castings scrapped.It was found in the study of Al Si alloy ingots of Aluminum Alloy pinhole, does not appear in the molten pure sand casting pinhole test block, when the aluminum silicon alloy ingot with low and unqualified specimens, pinhole serious, and the grain size large. The reason is the heredity of the material. The heredity of Al Si alloy and heredity increased with the increase of content and the amount of silicon reached 7%. Continue to increase silicon content to eutectic component, heredity decreases slightly again. In order to solve the casting defects caused by the heredity of the burden, aluminum ingots, intermediate alloys and other charging materials with high metallurgical quality must be selected. Specific standards are as follows:(1) there should be no pinholes or holes in the fracture surfacePinhole shall be within grade three, and local (not exceeding 25% of the inspected area) shall not exceed three grade. Over three grade shall be taken by means of heavy smelting to reduce the degree of puncture. Remelting refining method and the general Aluminum Alloy smelting, casting temperature should not exceed 660 degrees, for the original grain large aluminum ingot, alloy ingot, should be the first to use the lower mold temperature, making them rapid solidification, grain refinement.2 、 burden treatmentBefore using the burden, it should be treated by blowing sandto remove the surface rust, grease and other dirt. The time is not long, Aluminum Alloy ingot and metal scrap surface is clean without blowing sand, but should be in charge of the elimination of mixed iron filters and inserts, all shall be in charge of preheating furnace, to remove the surface of the water, shorten the melting time in 3 hours above.3 、 management and storage of burdenReasonable storage and management of burden is important to ensure the quality of alloy. The burden shall be stored in a dry warehouse with little change in temperature.2 、 preparation of crucible and melting tools(1) crucible casting aluminum alloy commonly used iron crucible, also can use cast steel and steel plate welding crucible.New and old is not for a long time in the crucible crucible, before use should be blowing sand, and heated to 700--800 degrees, to keep 2--4 hours, to burn water and attached to the inner wall of the crucible of combustible material, to be cooled to 300 degrees below, carefully clean the inside of the crucible, at a temperature not lower than 200 degrees when spraying paint.The crucible should be preheated to dark red (500--600 degrees) before use and kept warm for more than 2 hours. Before the new outer crucible melting, melting scrap with the best grades of a furnace.(two) preparation of smelting toolsZhong Zhao, press ladle, mixing spoon, ladleAt the other before use shall be preheated, and at 150 degrees ---200 degrees temperature, coated with a protective coating, and thorough drying, the drying temperature is 200--400 degrees, holding time of 2 hours, after use should be thoroughly removed attached on the surface of oxide and fluoride (preferably blowing sand).3, smelting temperature controlThe melting temperature is too low, is not conducive to the dissolution of alloying elements and gas inclusions, discharge, tendency segregation, cold shut, undercasting increase formation, but also because of insufficient heat riser, the casting without reasonable feeding, has information that,The melting temperature of all aluminum alloys should be up to 705 degrees and should be stirred. The melting temperature is too high, not only a waste of energy, more serious is because the higher the temperature, the hydrogen absorption of the grain becomes thick, aluminum oxide is more serious, some of the burning loss of alloy elements is more serious, which leads to a decrease in the mechanical properties of the alloy, casting the deterioration of mechanical properties and modification, weaken the effect of air the castings reduce.The production practice shows that the molten alloy rapid heating to high temperature, reasonable stirring to dissolve all alloy elements (especially refractory metals), scrapingscum down after the pouring temperature, so that the minimum degree of segregation, melting of hydrogen is less favorable, to obtain the uniform and compact alloy mechanical properties high. Because the aluminum melt temperature is difficult to determine with the naked eye, so no matter what type of the melting furnace, should use temperature control instrument. The instrument should be regularly checked and the maintenance cycle should thermowell with metal brush clean, coated with a protective coating, in order to ensure the accuracy and prolong the service life of the measurement result.4 、 control of smelting timeIn order to reduce the oxidation, gettering and dissolution of molten aluminum, the residence time and rapid melting of molten aluminum should be shortened. From the beginning of the melt to the end of the casting, the sand casting shall not exceed 4 hours, the die casting shall not exceed 6 hours, and the die casting shall not exceed 8 hours.In order to speed up the smelting process, should first join the scrap aluminum silicon intermediate alloy medium size, low melting point, in order to accompany the formation of molten pool as soon as possible in the crucible bottom, then add the returns for larger pieces and pure aluminum ingot, so that they can gradually expand slowly immersed in molten pool, fast melting. When the main part of the furnace is melted, the intermediate alloy with higher melting point and small quantity is melted and stirred to accelerate the melting. Finally, cool down and press the oxidizable alloy elements to reduce the loss.5, melt transfer and pouringAlthough the density of the solid alumina is similar to the density of the aluminum melt, it will take a long time to sink to the bottom of the crucible after entering the interior of the molten aluminum. Alumina film is oxidized and aluminum melt formation, but only in contact with the molten aluminum side is dense, and exposed to the air side loose and there is a lot of 60--100A diameter holes, its large surface area, strong adsorption, easy adsorption in water vapor, the tendency of anti floating. Therefore, in this film and aluminum melt proportion difference is small, be mixed with the melt, and the speed is very slow, it is difficult to exclude from the melt, porosity inclusion formation in castings too. Therefore, the key to transfer aluminum melt is to minimize the agitation of molten metal and minimize the contact between the melt and the air.By tilting the crucible melt injection, in order to avoid mixing melt and air, should be as far as possible by the ladle furnace nozzle, and inclined, melt down along the side wall of the ladle, no direct impact on the bottom of the bag, occurrence of agitation, splash.The proper and reasonable pouring method is one of the important conditions to obtain high quality castings. In the production practice, it is effective to prevent and reduce casting defects by paying attention to the following items.(1) the temperature of the melt, the capacity of the ladle and the degree of dryness of the coating on the surface shall beexamined carefully before pouring, and whether the preparation of other tools meets the requirements or not. The metal gate Cup before casting 3--5 minutes in the sand on a good place, the ladle with the temperature less than 150 degrees for premature or excessive temperature, pouring tract hold large amounts of gas, there is a danger of explosion when pouring.(two) not in the "draught" casting occasions, as well as strong melt oxidation, combustion, the casting defects such as oxide inclusions.(three) obtained by melt in the crucible, should first use of bottom oxide layer or the flux through gently melt surface, slowly immersed in the melt with the ladle, ladle a wide mouth melt, and then gently lift the ladle.(four) the end of the package should not be flat; the pace should be steady; the ladle should not be raised too high; the metal level in the ladle must be stable and free from movement.(five) to be cast, with net ladle slag should be,In order to avoid pouring slag, oxide, etc. into the mold.(six) in the casting, the melt flow is stable, can not be interrupted, not into the mouth with the bottom. Sprue should be full from beginning to end, liquid level shall not turn, casting speed should be properly controlled. Usually, the casting starts slightly slower, filling the melt, stabilizing it, then slightly faster, and keeping the casting speed constant.(seven) in the pouring process, pouring ladle and gate distance as close as possible, not more than 50 mm limit, so as not to melt too much oxidation.(eight) with a blocked gate, the plug cannot be dialed too early. After the melt has filled the gate, it is slowly tilted out so as to prevent the melt from producing eddy current when it is injected into the sprue.(nine) the melt less than 60 mm from the bottom of the crucible shall not be poured into the casting.Aluminum alloy casting (ZL)According to the main elements other than aluminum, silicon, copper, magnesium and zinc are divided into four kinds, and the codes are 100, 200, 300 and 400 respectively.In order to obtain high quality precision castings of various shapes and specifications, aluminum alloys for casting usually have the following characteristics.(1) a narrow slot filled with good liquidity part(2) there is a melting point lower than that of a general metal, but it can meet most of the requirements(3) the thermal conductivity is good, the heat of molten aluminum can be transferred rapidly to the mold, and the casting cycle is shorter(4) hydrogen and other harmful gases in the melt can be effectively controlled by treatment(5) Aluminum Alloy casting, no cracking and tearing cracking tendency(6) good chemical stability and strong corrosion resistance(7) it is not easy to produce surface defects, the casting surface has good surface finish and gloss, and easy to surface treatment(8) Aluminum Alloy casting processing performance is good, can die, die, sand and dry sand mold, gypsum type casting casting, vacuum casting, can also be used for low and high pressure casting, extrusion casting, semi-solid casting, centrifugal casting forming method, with different purposes, different varieties of production specifications and different properties of various castings.Cast aluminum alloy has been widely used in cars, such as cylinder head, intake manifold, piston, wheel hub, steering booster housing, etc.。
变形铝合金熔炼与铸造
变形铝合金熔炼与铸造一、引言变形铝合金作为一种轻质高强度材料，具有广泛的应用前景。
而铸造是变形铝合金制品生产的重要工艺之一。
本文将从熔炼和铸造两个方面详细介绍变形铝合金的制备过程。
二、变形铝合金熔炼1. 原材料准备变形铝合金的原材料包括纯铝、硅、镁、锰等元素，其中纯度要求较高。
在选择原材料时，需要根据所需产品的性能要求进行选择，并严格控制原材料中各元素含量的比例。
2. 熔炼设备变形铝合金的熔炼设备包括电阻炉、感应炉等。
其中电阻炉主要用于小批量生产，而感应炉则适用于大批量生产。
3. 熔炼过程（1）预处理：将原材料进行筛选、清洗等处理，去除杂质和氧化物。
（2）装料：按比例将各种原材料加入到熔炼设备中，并加入适量的保护气体，以防止氧化。
（3）熔炼：通过加热和搅拌等方式，使原材料充分混合并熔化。
在熔化过程中，需要控制温度和保护气体的流量，以保证合金的纯度和均匀性。
（4）浇注：在合金达到一定温度时，将其倒入铸型中进行浇注。
三、变形铝合金铸造1. 铸型准备变形铝合金的铸型可以采用砂型、金属型等多种形式。
在选择铸型时，需要根据产品的形状、尺寸和数量等要素进行选择，并严格控制铸型的质量。
2. 浇注过程（1）预处理：将铸型进行清洗、喷涂隔离剂等处理，以防止粘附和氧化。
（2）浇注：将变形铝合金熔液倒入铸型中，并通过振动和压实等方式使其充分填充整个模腔。
在浇注过程中，需要控制温度、流量等参数，以确保产品质量。
（3）冷却：待变形铝合金凝固后，在适当的温度下进行冷却，并进行必要的后处理工作。
四、变形铝合金熔炼与铸造的控制要点1. 原材料配比：需要根据产品性能要求，控制各元素含量的比例。
2. 熔炼温度：需要根据原材料和产品要求，控制熔炼温度和时间。
3. 浇注速度：需要根据铸型尺寸和形状等因素，控制浇注速度和时间。
4. 铸型质量：需要保证铸型的质量，以确保产品尺寸和表面质量。
5. 后处理工艺：包括退火、拉伸、表面处理等工艺，以提高产品的机械性能和耐腐蚀性能。
铝合金熔炼与铸造
铝合金熔炼与铸造铝合金是一种常见且广泛使用的金属材料，具有较低的密度、良好的导热性和耐腐蚀性，因此在许多行业中得到了广泛的应用。
铝合金的熔炼和铸造是制造铝合金制品的关键步骤。
本文将介绍铝合金熔炼和铸造的基本原理、工艺和注意事项。
一、铝合金熔炼1.1 熔炼原理铝合金熔炼的主要原理是将铝及其他合金元素加热至其熔点，使其融化成液态，以便进行后续的铸造工艺。
铝的熔点较低，约为660°C，因此相对较容易熔化。
而其他合金元素的加入可以改变铝合金的性质，例如提高其强度、耐腐蚀性或者改善加工性能。
1.2 熔炼工艺铝合金熔炼工艺一般分为两种：批量熔炼和连续熔炼。
批量熔炼是将一定量的铝和其他合金元素加入炉内，通过加热熔化成液态，并进行充分混合。
这种方法适用于小规模生产，常用的炉型有电阻炉和燃气炉。
而连续熔炼是将铝合金材料加入熔炉的顶部，通过炉内的加热和熔化过程，使得底部的液态铝合金不断流出。
这种方法适用于大规模生产，常用的炉型有回转炉和隧道炉。
1.3 熔炼注意事项在铝合金的熔炼过程中，需要注意以下几个方面。
首先，炉内的温度需要控制在适当的范围内，以避免过度燃烧或者过度冷却。
其次，需要保持良好的熔炼环境，防止氧气、水分或杂质等对炉内材料的影响。
最后，在加入其他合金元素时，需要根据配比和工艺要求进行准确的添加，以保证最终铝合金的性能。
二、铝合金铸造2.1 铸型设计铝合金铸造的第一步是进行铸型设计。
铸型设计的目的是根据最终产品的形状和要求，确定合适的铸造方法和材料，以及适当的铸型结构。
常见的铸型结构有砂型、金属型和陶瓷型等。
其中砂型是最常用的铸造方法，可以应用于各种形状和尺寸的产品。
2.2 铸造工艺铝合金的铸造工艺可以分为传统铸造和压铸两种。
传统铸造是将熔融的铝合金液体倒入铸型中，并通过自然冷却形成最终产品。
这种方法适用于小批量生产，但精度和表面光滑度相对较低。
压铸是将高压液压机将铝合金液体注入铸型中，通过压力传递和快速冷却，实现快速成型。
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第二章铝合金的冶炼1.金属铝的制取金属铝最初是用化学法制取的。
1825年丹麦化学家H.C.Örested和1827年德国Wöhler F.分别用钾汞齐和钾还原无水氯化铝，都得到少量金属粉末。
1854年Wöhler F.还用氯化铝气体通过熔融钾的表面，得到了金属铝珠，每颗重约10～15mg，因而能够初步测定铝的密度，并认识到铝的熔点不高，且具有延展性。
后来，法国S.G。
Deville用钠代替钾还原熔融的氯化钠_氯化铝络盐，也制取金属铝。
1854年他在法国巴黎附近建立了一座小型炼铝厂。
1865年俄国 H.H.BeKeTOB 提议用镁来置换冰晶石中的铝，这一方案被德国Gmelingen Aluminium und Magnesium Fabrik 采用。
由于电解法兴起，化学法便渐渐被淘汰。
在整个化学法炼铝阶段中（1854～1895年）,大约总共生产了200Ton铝。
电解法熔炼铝起源与1854年。
当时德国R.W.Bunsen和法国S.C.Deville分别电解氯化钠_氯化铝络盐，得到金属铝。
1883年美国S.Bradley申请了电解熔融冰晶石的专利。
1886年美国的C.M.Hall 和法国的L.T.Héroult同时发明了冰晶石_氧化铝融盐电解法并申请到专利。
此法便是一百年来全世界炼铝工业上采用的唯一方法，统称为霍尔_埃鲁法。
中国的炼铝试验工作起始自1934年天津的黄海化学工业社，用800A预焙阳极电解槽炼出金属铝。
抚顺铝厂开始兴建于1937年，电解槽为自焙阳极式，电解强度为2400 A，最高年产铝量达到8000Ton。
台湾省高雄铝厂亦兴建于1937年。
从南阳 Bintan岛运来三水铝土矿，在厂内用拜耳法生产氧化铝，用24000A 和30000A自焙阳极电解槽生产铝，最高年产量达到10KTon。
新中国成立后，铝合金工业得到迅速的发展。
我国的铝冶炼工业经过几十年的发展，取得了前所未有的成绩，2000年氧化铝产量达429万Ton，铝锭283万Ton，我国已成为世界铝生产和消费的大国。
这一成绩的取得，与科技的贡献是不可分的。
青海铝业集团现已成为国内最大的电解铝及氧化铝生产基地，其技术已经达到国际先进水平。
其国内的原铝市场份额的7成以上。
1.氧化铝的制取1.1.氧化铝的冶炼我国铝土矿资源绝大多数为一水硬铝石，高铝、高硅、低硫、低铁、中低铝硅比，Al2O3，含量一般在40％-75％，SiO2含量一般在4％-18％，铝硅比小于4的占7. 42％，4—7的占59.53％，7—10的占26.08％，大于10的仅占6.97％。
由于我国铝土矿资源的这一显着特点，国内氧化铝生产大多采用混联法，此外，还有拜耳法和烧结法。
氧化铝生产所取得的主要技术成就：(1)矿石均化和多碎少磨技术，包括矿山块矿石及进厂碎矿石均化，多碎少磨提高了磨矿效率，降低了磨矿成本；(2)烧结法熟料烧成强化技术，包括高品位铝土矿强化烧结技术、铝土矿浮选精矿强化烧结技术、生料浆配料、非饱和配方、石灰配料和高浓度碳酸化分解，生料加煤排硫、窑体改造及操作改进、单枪喂料；(3)烧结法熟料溶出技术，包括低苛性分子比溶出、高碳酸钠浓度二段磨溶出、低碳酸钠浓度一段磨溶出；(4)粗液脱硅技术，包括高压釜间接加热连续脱硅、管道化间接加热连续脱硅、深度脱硅；(5)拜耳法强化溶出技术，包括管道化溶出、单管预热一高压釜溶出、管道一停留罐溶出、混联法中的拜耳法不平衡溶出、新型高压隔膜泵；(6)一水硬铝石选矿一拜耳法生产氧化铝技术，该技术将选矿技术和拜耳法有机结合，有效地利用了我国大量的中低品位铝土矿，降低了氧化铝的生产成本；(7)赤泥分离技术，包括絮凝沉降分离、Φ42m × 6m 大型钢索扭矩沉降槽、 100m2辊子卸料真空转鼓过滤机、385m2单筒凯利叶滤机；(8)分解技术，包括连续碳酸化分解、4400m3大型平底分解槽、245m2立盘过滤机、51 m2水平盘式过滤机、270m2大型板式换热器、27m2水平带式真空过滤机；(9)氧化铝闪速焙烧技术，包括美国闪速焙烧炉、丹麦气体悬浮燃烧炉；(10)蒸发技术，包括降膜蒸发器，高效闪蒸器等。
此外，在多品种氧化铝生产，赤泥综合利用、镓回收、仪表及生产过程自动控制等方面也取得了很大的成绩。
1.2.氧化铝冶炼存在的主要问题(1)原料质量差、铝土矿A／S低我国铝土矿资源与国外三水铝石和一水软铝石相比，原料质量差，铝土矿A／S 低，需要高温高压溶出，这给氧化铝生产带来了困难。
(2)能耗高由于混联法既有完整的拜耳法系统，又有完整的烧结法系统，流程异常复杂。
接踵而来的是能耗很高，就是处理铝硅比约为10的优质矿石，能耗仍高达38GJ／t 氧化铝，是国外一般拜耳法的3倍多。
很显然，随着矿石品位下降，经济的拜耳法比例减少，昂贵的烧结法比例增加，能耗还要增加。
(3)产品质量不高，多为中间状氧化铝目前国内冶金级氧化铝产品多为中间状氧化铝，产品粒度较细，产品的磨损指数较大，要很好满足现代电解铝工业大型预焙槽的要求，还要加快砂状氧化铝的开发。
(4)产品结构不合理目前我国氧化铝厂多以生产冶金级氧化铝产品为主，产量达406万t，而非冶金级氧化铝产品的年产量23万t左右，与市场需求相比差距很远。
(5)技术的产业化程度需要进一步提高这几年，铝行业开发了不少先进技术，但是推广应用的程度还不够，今后要进一步在项目立项、研发和产业化的各个环节加强与生产的结合，提高技术成果的产业化率。
第三章铝合金的熔炼与铸造1.铝合金熔炼的基本原理1.1.合金元素的溶解与蒸发合金元素在铝中的溶解合金元素在铝中的溶解是合金化的重要过程，合金元素通过溶解才能与基体或其他元素结构构成各种固溶体及化合物，形成单相或多相合金。
元素的溶解与其性质有密切关系，受添加元素固态结合力的破坏和原子的液态金属中的扩散速率控制。
扩散是物质从高浓度区域向低浓度区域移动的过程。
冶金学中通常用菲克第一扩散定律表示，其微分方程为：J AX =-DA（эCA/эX）式中 JAX——组分A在X轴方向上的摩尔流率/mol‧（cm2‧s）-1；CA——组分A的摩尔浓度/ mol‧cm-3；DA——组分A的扩散系数/cm2‧s-1上式说明物质A沿其浓度降低的方向扩散，熔体中物质的迁移量是扩散系数与浓度梯度的函数。
熔炼温度下（700℃），几种元素在铝中的扩散系数（cm2/s）为：Ti：0.66；Mo，1.38（760℃）；Co，0.79 ；Ni，1.44；Si，14.4。
元素在液态铝中的溶解度，可根据添加元素与铝的合金相图来确定。
通常与铝形成易熔共晶的元素，一般较易溶解；与铝形成包晶转变的，特别是熔点相差很大的元素较难于溶解。
金属的蒸发金属的蒸发在熔炼过程中始终存在。
金属的蒸发性，取决于其蒸气压的大小。
在相同熔炼条件下，一般蒸气压高的元素易于挥发。
可把常用的铝合金添加元素分为两组：Cu、Cr、Fe、Ni、Ti、Si、V、Zr等元素蒸气压比铝的小，蒸发较慢；Mn、Li、Mg、Zn、Na、Cd等元素蒸气压比铝的大，较易蒸发，在熔炼过程中损失较大。
表3.1.1为一些元素的沸点和蒸发热。
通常蒸发热小，沸点低，在合金中不溶解或少溶解，而且含量高的元素较易挥发。
表3.1.1 一些元素的沸点和蒸发热1.2.铝熔体与炉气的作用熔炼过程中，金属以熔融或半熔融状态暴露于炉气并与之相互作用的时间最长，往往易造成铝熔体大量吸气、氧化和形成其他非金属夹杂。
金属与炉气的反应过程大致分为三个阶段：吸附、界面反应和溶解（扩散）。
炉气的成分根据炉型、炉子结构，所用燃料或发热方式不同，含有不同比例的H2，O2，H2O，CO2，CO，N2，CmHn等。
通常电炉熔铝时的炉气成分（表3.1.2）与空气相同。
火焰熔炉炉气成分波动很大，通常在表3.1.3范围内变化。
铝是化学活性很强的金属，在熔炼温度下可与多种气体发生强烈反应。
图3.1.1和表3.1.4是铝液与各种气体反应时的热力学关系的变化。
反应生成物主要是Al2O3和H2。
表3.1.1 铝液和各种气体反应时标准自由能变化（图中数字表示表3.1.4中反应方程式的编号）/% 78 21 0～4 0.03 5*10铝-氧反应铝与氧的亲和力很大，与氧接触后必然产生强烈的氧化反应。
4Al+3O2→2Al2O3生成的氧化铝是十分稳定的固态物质。
它形成致密的氧化膜，连续覆盖在铝的表面上。
由于这种氧化膜的阻碍作用，可防止铝进一步被氧化，减少氧化损失，但若熔体中氧化物存在过多将成为产生铸锭夹杂缺陷的根源。
在较低温度下，纯铝表面生成的是γ-Al2O3，此种氧化物的密度是3470kg/m3、致密度高，一般氧化膜厚度在10000nm左右，800℃时可达20000nm，达到这个厚度时金属离子扩散通过氧化膜几乎不可能。
所以铝在大气中700℃熔炼24h时，800℃熔炼8h,如果不破坏原来的氧化膜，熔体不会继续氧化。
当熔炼温度达到900℃以上，或者超过上述时间，γ-Al2O3开始转变为稳定的六面体晶体α-Al2O3，密度变成3950～4100kg/m3，该转变使体积缩小约13%，使氧化膜产生收缩裂纹，其连续性遭到破坏，氧化又不会加剧进行。
所以铝合金的熔炼温度不应超过900℃，一般应控制在750℃以下，熔炼时间也不应过长。
γ-Al2O3膜的外表面是疏松的，存在直径为（50～100）*10-10的小孔，易吸附水气。
熔炼温度下γ-Al2O3膜表面含1%～2%H2O，温度升高吸附量减少，但在900℃时仍吸附有0.34%H2O。
只有在温度高于900℃，γ-Al2O3完全变为α-Al2O3时才能完全脱水。
如在熔炼或浇铸过程中把含有水分的氧化膜搅入铝液中，吸附的水与铝液反应造成熔体吸氢。
因此常常发现铝液中Al2O3增加，氢含量也会随之增加。
所以在熔炼过程中不要轻易破坏铝液表面的氧化皮膜。
合金的氧化，由于合金元素的加入而变得复杂。
铝-水气反应低于250℃时，铝和空气中的水蒸气接触，发生下列变化：2Al+6H2O→2Al（OH）3+3H2Al(OH)3是种白色的粉末，没有防氧化作用且易吸潮，称为“铝锈”。
铝锭在露天下长时间存放就容易产生这种“铝锈”。
高于400℃的熔炼温度下，铝与水气发生下列反应：2Al+3H2O→Al2O3+6[H]生成游离态的原子[H]，极易溶于铝液中，此反应为铝液吸氢的主要途径。
高温下2Al（OH）3在炉内发生下列分解反应：2Al（OH）3→Al2O3+3H2O反应生成的H2O气又可以与铝反应生成[H]，进入铝液。
所以铝锭长期露天存放，是造成熔体含气量多的重要原因。
铝液表面如有致密的氧化膜存在，能显著的阻碍铝-水气反应，一旦氧化膜破坏或变得疏松了反应仍剧烈进行。