铝合金精炼解读
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。
实验二-铝合金的精炼变质处理

✓应尽量降低铝液表面上的氢分压,为此可采用真空处理。 ✓ 向铝液中吹入惰性气体,以在其内形成氢分压起始为零的气泡来降低含
氢量。
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铝合金的组织
常温下, Al - Si 二元系仅形成α和β相。 通常把共晶中的β相称为共晶硅, 在
铸态下, 未经变质处理的共晶硅呈粗
大的片状。共晶和过共晶合金组织中 的β相称为初晶硅。铸态下未经变质处
用磷变质 处理能细 化初生硅
变质前初 生硅晶体 长成粗大 厚板片状
Al-Si过共晶合金(含22%Si)铸态组织(金属型)
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初生硅的变质
变质剂分类
磷变质机制
一类是赤磷或含赤磷的混合变质剂; 另一类是含磷的中间合金(Cu-P)。
形成AlP作为初生硅结晶的异质核心,使初生硅细化。
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亚共晶铝合金中初生α相的细化
15
四 注意事项
所有用的模具、工具必须烘干 所用的覆盖剂、精炼剂要烘干 千万勿用手直接接触熔炼工具、模具,
先试探,再操作。
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五 实验报告
根据熔体净化处理的基本原理,讨论有 哪些熔体净化方法。
给出本组实验中观察到合金变质前后的 金相组织,试讨论Al-Sr中间合金变质AlSi合金的机理。
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2024/1/5
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氧化夹杂来源: 表面氧化膜、空气、水汽等被搅入铝液中。
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铝合金的精炼原理
[H ] Ks PH2
气体溶解 度的
Ks A/T B
Sieverts 西华特定
律
式中[H]-溶于铝中氢的浓度;Ks-氢的溶解度系数;T-热力学温
度;A、B-常数,对铝合金而言,不同的合金类和不同的成分,
其数值各不相同。
概念 所谓变质处理是在熔融合金中加入少量的一 种或几种元素(或加化合物起作用而得),改变合 金的结晶组织,共晶体中的硅相由原来的粗大片状 变为细小纤维状,从而改善机械性能。
《汽车轮毂用A356铝合金的精炼及净化》范文

《汽车轮毂用A356铝合金的精炼及净化》篇一一、引言在汽车制造业中,A356铝合金以其优异的机械性能、可加工性以及良好的铸造性能,成为汽车轮毂制造的首选材料。
然而,铝合金的纯净度对轮毂的强度、耐磨性及使用寿命具有决定性影响。
因此,A356铝合金的精炼及净化过程对于保证汽车轮毂的质量具有极其重要的意义。
本文将详细阐述A356铝合金的精炼及净化过程,以解析其重要性及实际操作要点。
二、A356铝合金的精炼1. 原料准备:首先,选取高质量的纯铝和其他合金元素作为原料。
这些原料需经过严格的检验,确保其纯度和成分符合要求。
2. 熔炼:将选定的原料放入熔炉中加热至熔化状态。
熔炼过程中需注意控制温度,避免过高或过低的温度对合金性能造成影响。
3. 精炼:熔化后,通过加入精炼剂、搅拌等方式去除合金中的杂质和气体。
这一过程可以有效提高合金的纯净度,减少气孔和夹杂物的产生。
三、A356铝合金的净化1. 气体净化:在熔炼过程中,铝合金会吸收氢气等有害气体。
为了去除这些气体,需要采用气体净化的方法。
常用的方法是在熔炉中通入惰性气体(如氩气),通过置换熔融金属中的气体,将氢气等有害气体从金属中排出。
2. 机械净化:通过离心分离机等设备对熔融金属进行离心分离,进一步去除杂质和夹杂物。
离心分离可以有效分离密度较大的夹杂物和颗粒物,提高合金的纯净度。
四、精炼及净化过程中的注意事项1. 控制温度:在精炼及净化过程中,需严格控制温度。
过高的温度可能导致合金元素挥发,影响合金性能;过低的温度则可能导致精炼及净化效果不佳。
2. 添加适量精炼剂:精炼剂的添加量需根据实际情况进行调整。
过多或过少的精炼剂都会影响精炼及净化效果。
3. 定期检查设备:定期对熔炉、离心分离机等设备进行检查和维护,确保其正常运行和良好的工作状态。
五、结论A356铝合金的精炼及净化过程对于保证汽车轮毂的质量具有至关重要的作用。
通过精炼和净化过程,可以有效去除合金中的杂质和气体,提高合金的纯净度,从而保证汽车轮毂的强度、耐磨性及使用寿命。
《汽车轮毂用A356铝合金的精炼及净化》范文

《汽车轮毂用A356铝合金的精炼及净化》篇一一、引言随着汽车工业的飞速发展,汽车轮毂的制造材料及工艺成为行业关注的焦点。
A356铝合金因其优良的机械性能、铸造性能和抗腐蚀性能,被广泛应用于汽车轮毂的制造。
本文将详细解析A356铝合金的精炼及净化过程,以确保其达到汽车轮毂制造的高标准要求。
二、A356铝合金的基本特性A356铝合金是一种典型的压铸铝合金,具有良好的流动性和抗腐蚀性,能够满足汽车轮毂制造的严格要求。
然而,其成分中的杂质会对合金的性能产生影响,因此需要通过精炼和净化过程来提高其纯度和性能。
三、A356铝合金的精炼过程1. 原料准备:选择优质的A356铝合金原材料,进行预处理,去除表面杂质和氧化皮。
2. 熔炼:将预处理后的原材料放入熔炉中加热至熔化,这一过程需严格控制温度和时间,防止过烧和化学成分的变化。
3. 除气精炼:熔化后的铝液需通过除气机进行除气处理,以去除其中的氢气和其它气体杂质。
这一步骤对于提高合金的纯净度和机械性能至关重要。
4. 熔剂覆盖:在铝液表面覆盖一层熔剂,以防止空气和杂质的侵入,并进一步保护铝液的纯净度。
四、A356铝合金的净化过程1. 机械过滤:利用滤网等设备对铝液进行机械过滤,去除其中的固体杂质和悬浮颗粒。
2. 静置沉降:经过机械过滤后的铝液需静置一段时间,使微小杂质在重力的作用下沉降到底部。
3. 真空净化:采用真空技术对铝液进行进一步净化,通过降低压力使气体和杂质在铝液中上浮至表面,便于去除。
五、精炼及净化后的效果与质量控制经过精炼及净化后的A356铝合金,其纯度和性能得到显著提高,能够满足汽车轮毂制造的高标准要求。
为确保产品质量,需对精炼及净化后的铝合金进行严格的质量检测和控制,包括化学成分分析、机械性能测试等。
此外,还需对生产过程中的关键环节进行监控和记录,确保产品质量可追溯。
六、结论本文详细解析了汽车轮毂用A356铝合金的精炼及净化过程。
通过严格的精炼和净化措施,可以有效提高A356铝合金的纯度和性能,满足汽车轮毂制造的高标准要求。
铝合金的精炼 原理

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。
铝合金铸造精炼剂

铝合金铸造精炼剂铝合金铸造精炼剂是一种在铝合金铸造过程中使用的重要材料。
它能够提高铸件的质量和性能,并改善铸造工艺的稳定性。
本文将从精炼剂的定义、作用和应用等方面进行探讨,以便读者更好地了解铝合金铸造精炼剂的重要性和应用。
我们来了解一下什么是铝合金铸造精炼剂。
精炼剂是指在铝合金铸造过程中用于净化和改善铸件质量的化学物质。
它通过与铝合金中的杂质反应,将杂质从熔融金属中除去,从而提高铸件的纯度和性能。
精炼剂通常是一种复合材料,由多种元素和化合物组成,具有良好的热稳定性和化学反应性。
在铝合金铸造中,精炼剂起着重要的作用。
首先,它可以有效地净化铸件中的杂质。
铸造过程中,铝合金中常常存在着气体、氧化物和其他杂质。
这些杂质会降低铸件的纯度和性能,甚至导致铸件的缺陷和不良品率的增加。
而精炼剂可以与这些杂质发生反应,将它们从熔融金属中除去,从而提高铸件的质量。
精炼剂还可以改善铸造工艺的稳定性。
铝合金铸造过程中,熔融金属的温度、流动性和凝固速度等参数都对铸件的质量和性能有着重要影响。
而精炼剂可以通过改变熔融金属的物理性质,调节铸造工艺参数,使铸件的凝固过程更加稳定,减少缺陷的产生,提高铸件的一致性和稳定性。
铝合金铸造精炼剂的应用范围非常广泛。
它适用于各种铝合金材料的铸造,包括铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金等。
无论是压铸、重力铸造还是砂型铸造,精炼剂都能发挥重要作用。
它不仅可以提高铸件的质量和性能,还可以降低生产成本,提高生产效率。
铝合金铸造精炼剂在现代铝合金铸造工艺中起着不可替代的作用。
它能够净化铸件、改善铸造工艺的稳定性,提高铸件的质量和性能。
因此,铝合金铸造精炼剂的应用前景非常广阔,对于推动铝合金铸造工艺的发展具有重要意义。
希望通过本文的介绍,读者能够更加深入地了解铝合金铸造精炼剂,并在实际应用中发挥其优势。
铝合金精炼的原理

铝合金精炼的原理铝合金精炼是提高铝合金质量和性能的过程,通过调整铝合金的成分和组织结构,去除杂质和非金属夹杂物,以提升其力学性能、耐热性和耐腐蚀性。
铝合金精炼的原理主要包括氧化物的处理、过滤和除杂、合金组织调整等环节。
首先,铝合金精炼的过程中要处理氧化物。
铝在空气中容易与氧气发生反应生成氧化铝,而氧化铝的存在会影响铝合金的性能。
因此,要通过适当的处理方法将氧化物去除或转化。
常用的方法有气氛调整、熔渣法和焙烧法等。
其中,气氛调整是在熔炼过程中通过调整炉内气氛(如减压、加氢等)来去除氧化物,熔渣法是添加合适的熔渣来吸收和分离氧化物,焙烧法是将氧化物经过高温烘烤使其转化成可溶性的化合物,从而实现去除氧化物。
其次,铝合金精炼的过程中要进行过滤和除杂。
铝合金中常常含有各种杂质和非金属夹杂物,如气泡、夹杂金属、氧化物等。
这些杂质和非金属夹杂物会影响铝合金的力学性能和加工性能,因此需要通过过滤和除杂的方法将其去除。
过滤一般采用陶瓷过滤器,可以通过筛选的方式去除粗大的杂质颗粒;除杂一般采用捞渣(将熔融金属表面的熔渣捞掉)和改变金属的温度和分子结构等方法,以获得较纯净的铝合金。
最后,铝合金精炼的过程中要进行合金组织的调整。
合金组织的好坏直接影响着铝合金的性能。
常用的调整方法包括相成分的改变、相变和再结晶等。
相成分的改变可以通过添加合适的合金元素来改变合金的化学成分,进而改变合金的力学性能和耐腐蚀性能。
相变是指合金中两种或多种相的相互转变,常用的相变有固溶体相变和析出相变等,通过相变可以调整合金的硬度、强度和导热性等性能。
再结晶是指在加热过程中,金属材料的晶粒重新长大,消除变形应力,得到均匀细小的晶粒,从而提高材料的韧性和延展性。
总的来说,铝合金精炼的原理是通过处理氧化物、过滤和除杂、合金组织调整等环节来提高铝合金的质量和性能。
这些环节相互作用,综合运用可以获得高质量的铝合金。
铝合金精炼技术的不断改进和发展,有助于满足不同领域对高性能铝材料的需求,推动着铝合金产业的进步和发展。
第28次课-铸造铝合金熔炼原理讲解学习

铝铸件中气孔的形态及对铸件性能的影响
针孔:分布在整个铸件截面上,因铝液中的气体、夹杂含
量高、精炼效果差、铸件凝固速度低而引起。
点状针孔:呈圆点状轮廓清晰且互不相连,易和缩孔、缩松相区别。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。
为消除铝铸件中的气孔,应遵循“除杂为主,除气为辅”、 “除杂是除气的基础”的原则。
Al+O2=Al2O3(γ)---致密氧化膜 > 900 ℃ : Al2O3(γ)→ Al2O3(α)—疏松膜
γ-Al2O3 具有两面性:①和铝液接触的一面是致密的,可阻碍铝液的氧 化和吸气;②和炉气接触的那面却是粗糙、疏松的,其表面小孔吸附 着水汽和氢,搅动铝液时, γ-Al2O3将水汽和氢带入铝液,铝液氧化 生成夹杂物、吸入氢气。
氧化铝的形态、性能及对吸氢的影响(续)
η-Al2O3 、γ-Al2O3 在600-700 ℃范围内吸附水汽和氢的能力 最强,因此,铝液中的氢有两种形式:溶解氢和吸附在氧化 夹杂缝隙中的氢,前者约占90%以上,后者约占10%以下。 故铝液中的氧化夹杂越多,则含氢量也越高。
铝液中卷入Al2O3 夹杂,既增加了含氢量,吸附H2的Al2O3又 是温度下降时气泡形核的基底,容易在铸件中形成气孔。
网状针孔:呈密集相连成网状,伴有少数较大的孔洞。结晶温度范围宽 的合金,铸件缓慢凝固时析出的气体分布在晶界上及发达的枝晶间隙中, 此时结晶骨架已形成,补缩通道被堵,便在晶界上及枝晶间隙中形成网 状针孔。它会割裂合金基体,危害性比前者大。
混合型针孔:由点状针孔和网状针孔混杂在一起,常见于结构复杂、壁 厚不均匀的铸件中。
铝-水气反应(续)
在含硅、铜、锌等元素的铝合金,能较显著地阻缓铝 -水蒸气反应。含镁、钠等元素较多的铝合金,常使 铝-水气反应激烈进行。
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典型铝合金熔炼工艺∙2013-11-19 11:18:57∙来源:中铝网∙我要评论随着科学技术的发展,汽车、造船、航空、航天及其他制造业对铝合金铸件的品质要求也愈来愈高,除了保证化学成分、力学性能和尺寸精度外,不允许铸件有气孔、缩孔等缺陷。
而铝合金的熔炼则是铸件生产过程中的一个很重要的工序。
多年来的生产经验证明,熔炼工艺过程控制不严,铸件很容易产生针孔、氧化夹渣、缩松等缺陷,直接影响铸件质量。
因此,要想获得优质铝合金铸件,必须严格控制熔炼工艺。
一、熔炼前的准备1.严格控制炉料质量。
炉料质量是铸造生产的源头,直接影响到最终铸件的质量,成分不合格导致产品成批性报废。
因此,要高度重视。
必须做到:①严格控制炉料中新旧炉料的比例,回炉料所占炉料质量百分比应小于等于70%;②保证炉料干净,炉料需经吹砂后使用;③三等回炉料枷浇冒口匀使用前应经重熔精炼处理;④炉料应充分预热,去除水分、油污等杂质;⑤由于铭合金有铝硅类、铝铜类、铝镁类等合金,合金牌号较多,使用的元素也比较多,且互相影响,要求严格管理,不可混料;⑥配料、称量要准确,比如ZL104合金,考虑到除气、排渣及变质过程中的损耗,Mg元素应在实际配料时多加炉料质量的0.02%-0.03%,才能保证铸件的化学成分。
2.熔炼工具。
熔炼使用的址涓及熔炼工具须清理干净且涂上涂料,以保证使用时与铝合金有效隔离,减少合金液受到杂质污染,并且需要充分预热,址涓要烘烤至暗红色再加入炉料熔炼,以防水蒸气带入合金中使合金的气体增加、针孔度增加。
3.其他工作。
严格按已制订好的工艺规范作好覆盖剂、精炼剂及变质剂的准备工作。
二、熔炼操作熔炼步骤如下。
①装料。
在预热后的柑A中装入预制合金锭、优质回炉料,再加中fol合金,最后加合金元素。
②温度控制。
严格控制铝合金熔炼的温度,只有合适的温度才能获得高质量的合金液,避免过热。
若温度过高,会加大合金中各种元素的氧化烧损,引起合金中化学成分的变化。
温度过低,会使合金的化学成分不均匀,合金中的氧化夹杂物、气体等不易排出,合金的理化性能下降,影响铸造性能。
③时间控制。
严格控制熔炼时间,操作要迅速,减少合金吸气和氧化夹杂,增加合金元素的烧损,影响合金化学成分。
④精炼操作。
铝合金精炼的主要目的是清除熔液内的气体和非金属夹杂物、均匀合金成分。
精炼是熔炼中极为重要的一个工艺过程。
应正确选用精炼剂、控制好加入量份般加入合金质量的0.5%-0.7%)及把握好精炼温度,精炼温度一般控制在700-7200C。
在精炼的过程中,用钟罩将精炼剂分批压入熔液面下约2/3处怀要压入柑A底韵,均匀缓慢做顺时针转动,速度要缓、动作要平稳,避免金属液大幅度搅动,以防增加氢含量和卷入夹杂。
⑤变质处理。
铭合金变质的目的是细化晶粒,提高铸件性能。
变质剂应先预热,控制要点是:①变质温度,一般不超过7400C ;②变质时间,一般为10min ;③变质剂的加入量,使用双色变质剂的用量一般为合金液质量的1.0%-1.2%;④操作方法要到位。
合金精炼后要尽快浇注完毕,砂型铸造一般应控制在40min内,金属型铸造应控制在2h内,否则,要重新进行精炼、变质,再次精炼时加入的精炼剂为合金质量的0.2%左右。
(注意事项。
为防止发生铝合金飞溅,熔炼场地应保持干燥;操作人员应戴防辐射眼镜、工作帽、手套,着工作服。
)三、两个关键问题①单铸试棒的力学性能,不能完全反映熔炼质量的好坏。
单铸试棒的性能只能代表熔炼质量和热处理质量的一部分。
铝液中含气量的多少、产生缩松和氧化倾向的大小、夹渣物含量的多少,不能完全根据单铸试棒的力学性能全部反映出来。
②几种元素对铝合金组织和性能的影响。
在实际生产中发现,铝合金中Mg元素的含量在接近标准的下限时,可能引起铸件硬度降低,而接近标准上限时,可能引起延伸率降低;Ti元素是铝合金中最常用的细化剂,对合金熔炼有益;Fe元素是合金中主要的有害杂质,会降低合金的机械性能,它来自柑涓、熔炼工具和炉料,应严格控制;Mn 元素能有效地减弱Fe元素对铝合金的有害影响,但Mn的加入量不宜过多,否则易产生粗大脆性化合物,还可能产生偏析,影响铸件性能。
四、熔炼导致的缺陷分析及防止1.针孔铝合金针孔缺陷产生的原因:①炉料及熔炼工具烘烤不充分;②熔化温度过高或熔炼时间太长;③变质后铝液停留的时间过长;④合金精炼不好;⑤工作场地太潮湿。
防止办法:①炉料及工具应彻底烘干;②控制熔化温度,一般不超过7400C、不超过浇注温度,还要防止合金在熔化过程中的局部过热;③操作迅速,尽量缩短熔炼时间;④精炼操作要细心,精炼是防止气孔的最好办法;⑤变质后合金液静置8-15min应及时浇注;⑥保持熔炼场地干燥。
2.氧化夹渣铝合金氧化夹渣缺陷产生的原因:①炉料不清洁,回炉料使用量过多;②合金液中的熔渣未清除干净;③变质处理后,静置时间不够。
防止办法:炉料经吹砂后,回炉料控制在炉料质量的70%以内;除气排渣要彻底;变质后,保证足够的静置时间,以便熔渣有充分的时间下沉或上浮。
3.缩孔及缩松缺陷铝合金缩孔和缩松缺陷产生的原因:①合金晶粒粗大;②招合金浇注温度过高;③铸件浇注系统设计不合理。
防止办法:①合金液精炼、变质操作的效果对该类缺陷影响很大,因此要做到位;②严格控制铝液温度,防止过热,在保证铸件不产生浇不足的情况下,应尽可能采用低的浇注温度,浇注温度一般不超过7300C ;③合理设计浇注系统,使金属液能够平稳充型;④适当调整成分,控制适宜的杂质含量对增强金属液的流动性也有效果。
五、Z L 104合金熔炼过程中Mg元素的控制措施熔炼的过程中,防止合金元素的烧损显得特别重要,ZL104铝合金在熔炼过程中,Mg的损耗比其他组元损耗要难于控制,为减少Mg元素的烧损,就要加强熔炼工艺的控制。
本节重点以ZL104为例详细探讨铝合金熔炼工艺控制,特别是铝合金在高温状态及精炼、变质阶段的控制。
ZL104铝合金属于Al-Si二元共晶合金中添加Mg的AI-Mg-Si铸造合金,在国防工业及民用产品中,铸造铝合金ZL104应用广泛,其成分为(质量分数)Si8.0% -10.5% " M四.17%-0.3%MnO.2%-0.5%,其余为Al o ZL104合金铸件一般在T6状态下使用,由于Mg的加入与Si 形成硬而脆的M护i强化相,它对合金的热处理效果影响最为敏感。
当合金经固溶再在150-180℃时效处理后,自铭a固熔体中析出弥散的Mg2Si质点,从而引起晶格发生了崎变,阻碍位错运动,起到强化作用,因而合金的抗拉强度有较大提高,甚至达到峰值。
但少量的Mg起不到强化作用,而过量的Mg将会有大量的Mg2Si形成,影响合金的塑性。
在实际中发现,当Mg含量接近材料标准下限时,一般硬度低、延伸高;而当Mg含量接近材料标准上限时,一般延伸率低,可能达不到要求。
多年的生产实践说明,熔炼工序是该类材质铸件生产流程中的关键工序。
这道工序是理化性能的保证,稍有疏忽就可能导致整炉零件因化学成分不合格而报废,而其中起关键作用的元素就是成分中的Mg元素。
多次的实践证明,由于Mg元素比较活泼,再加上各方面的烧损因素,在生产中不易控制。
因此,在熔炼过程中如何来提高ZL104合金的质量是生产ZL104合金铸件很关键的问题。
影响ZL104中的Mg元素的因素比较多。
Mg是活泼元素,其熔点为650℃且与氧的亲和力很强。
处在液态时氧化速度大大加强。
在精炼及变质的过程中,Mg元素的烧损都会增加,保温浇注的时间过长,Mg元素的损耗要增加。
1.配料在新料及回炉料的配比上,要特别重视Mg元素的含量。
在炉料的配比量上,要采取“去尾数”的方法。
例如:如果回炉中Mg含量为0.1484%,我们通常的算法是保留小数点后两位数,第三位数采用“四舍五入’,的办法,这时,0.1484%就算做0.15%。
这样计算就等于在回炉料中多算了0.0016%的Mg,在配比中就要少算0.0016%的Mg质量。
但是我们考虑到Mg在熔炼过程中大量的损耗,就不管第三位数字了,以实际分析出的第二位数字为准,即为0.14%来计算其Mg含量。
事实说明,用这种方法计算的炉料熔炼的效果是合格的。
2.精炼工序精炼的目的是清除合金液中的非金属夹杂物他包括气哟I精炼的方法有多种,其中用六氯乙烷(C2CQ除气精炼比较常用。
在700-720℃时用钟罩将精炼剂C厂16分批压入熔液面下约2/3处,均匀缓慢做顺时针转动,待C2Ch充分反应,将熔液中的夹杂、气体带出。
要点是搅动的速度要缓慢,如果搅动的频率过大,C2CL6在铝液中反应激烈,熔液不停地翻滚,熔液中的镁与氧大量接触,产生燃烧,这样就增加了烧损量,可能造成镁量的急剧减少。
C2CI。
的用量与合金成分及原铸锭质量有关,也与Mg含量有关,一般用量为炉料质量的0.5%-0.7%。
在柑涓电阻炉内熔化,精炼时间在10min以内时,经过测定,这个环节Mg的损失量为炉料质量的0.02%-0.05%。
3.除渣当使用C2CL充分精炼后,将钟罩取出,清理掉残留的氧化物,将熔液表面的夹杂物用打渣勺捞出。
在温度为680-700℃时再将Mg装入钟罩,压入熔液下部怀要压入柑涓底韵,静置3-.5min。
待Mg在熔液中完全熔化,然后缓慢做顺时针搅动,使之均匀分布在合金中,不能让翻滚的熔液冲破液面,以免让Mg漂浮在液面产生氧化燃烧,降低Mg的实际含量。
整个操作过程要小心、稳重。
4.变质工序根据合金熔炼工艺,Al-Si合金中含Si量质量比在6%-11%的合金浇注后易产生粗晶硅,在砂型铸造或金属型铸造时都应在精炼后进行变质处理。
为细化晶粒,在使用钠基四元变质剂时,用量一般约为炉料质量比的2.5%,应该先在炉边预热5-10min使其挥发尽吸入的水蒸气。
当合金温度达到720-740℃时,将变质剂压入合金液面,逐渐熔化使其产生变质效果,然后静置。
整个操作时间为8-12min。
在浇注过程中,不需要把变质剂的渣料取出,只需把变质剂推向一旁即可,舀取合金液进行浇注,确保自始至终的变质效果。
这个过程中Mg元素的烧损比精炼阶段要大,Mg的损失量为炉料质量比的0.13%-0.18%。
合金液温度比较高且大量和钠盐接触,遇到活泼的钠元素助长了Mg元素的远速氧化,因此,变质过程是Mg元素损失的主要阶段。
5.浇注工艺合金变质处理后4-10min应立即进行浇注。
浇注温度一般要求为730-745℃之间。
实践证明,当温度在750℃以上时,会加速铝的氧化,镁的烧损也加速,因此,要严格控制浇注温度,根据该铸件的生产特点,在开始浇注时把温度控制在740750℃之间,因为此时砂型或金属型温度较低,避免最后浇注的零件产生浇不足等缺陷。
不能随意延长静置时间,这会增加镁元素的烧损,造成化学成分不合格,一般砂型铸造要求40min内浇完,金属型铸造在2h内浇完。