铸造铝硅合金综合课程设计指导书
铝铸件作业指导书简版
铝铸件作业指导书引言概述：铝铸件作为一种常见的金属铸件，在工业生产中具有广泛的应用。
为了保证铝铸件的质量和生产效率，制定一份详细的作业指导书对于操作人员至关重要。
本文将从五个大点出发，详细阐述铝铸件作业指导书的内容和要求。
正文内容：1. 铝铸件的基本知识1.1 铝铸件的特点：铝铸件具有重量轻、强度高、导热性好等特点，适用于制造各种工业零部件。
1.2 铝铸件的工艺：包括模具设计、熔炼铝合金、铸造工艺、冷却处理等。
2. 铝铸件的操作要求2.1 操作环境：要求在干燥、无风、无杂质的环境下进行操作，以避免铝铸件表面出现气孔、夹杂物等缺陷。
2.2 操作工具：包括铸造设备、熔炼炉、模具等，要求操作人员熟练掌握各种设备的使用方法。
2.3 操作流程：从准备工作开始，包括铝合金熔炼、模具准备、铸造、冷却处理等各个环节的详细操作步骤。
3. 铝铸件的质量控制3.1 检验标准：根据铝铸件的设计要求和相关标准，制定合理的检验标准，包括尺寸、外观、力学性能等方面。
3.2 检验方法：包括目视检查、测量尺寸、力学性能测试等，要求操作人员熟练掌握各种检验方法。
3.3 缺陷处理：对于出现的缺陷，要求操作人员能够及时发现并采取相应的处理措施，以保证铝铸件的质量。
4. 铝铸件的安全注意事项4.1 个人防护：操作人员应佩戴符合要求的防护用品，包括安全帽、防护眼镜、防护手套等。
4.2 设备安全：要求操作人员熟悉各种设备的安全操作规程，避免发生事故。
4.3 废料处理：铝铸件制造过程中产生的废料要进行合理的处理，避免对环境造成污染。
5. 铝铸件作业指导书的更新和改进5.1 定期更新：随着技术的不断发展，铝铸件的制造工艺和要求也在变化，作业指导书应定期进行更新，以适应新的要求。
5.2 经验总结：根据实际操作经验，不断总结和改进作业指导书，提高生产效率和铝铸件的质量。
5.3 培训教育：对操作人员进行培训和教育，使其能够熟练掌握作业指导书的内容和要求，提高操作水平。
铝铸件作业指导书
铝铸件作业指导书引言概述：铝铸件是一种常见的铸造产品，具有重量轻、强度高、导热性好等优点，广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域。
为了确保铝铸件的质量和生产效率，制定一份作业指导书是非常必要的。
本文将详细介绍铝铸件作业指导书的内容和要点。
一、铝铸件的准备工作1.1 材料准备铝铸件的材料主要包括铝合金、熔炼剂和其他辅助材料。
在作业前，需要对这些材料进行准备和检查，确保其质量和数量符合要求。
1.2 设备准备铝铸件的生产需要一系列设备，如熔炼炉、铸造模具、浇注设备等。
在作业前，需要检查这些设备的完好性和工作状态，确保能够正常进行铸造作业。
1.3 工作环境准备铝铸件的生产需要一定的工作环境，包括温度、湿度、通风等要求。
在作业前，需要对工作环境进行调整和准备，确保符合铝铸件生产的要求。
二、铝铸件的熔炼和浇注2.1 熔炼操作铝铸件的熔炼是整个生产过程的关键环节，需要掌握合适的熔炼温度、熔炼时间和熔炼剂的使用。
在熔炼过程中，需要注意炉温的控制、熔炼剂的添加和熔炼材料的搅拌，确保铝铸件的成分和质量符合要求。
2.2 浇注操作浇注是将熔融的铝合金倒入模具中的过程，需要掌握合适的浇注温度、浇注速度和浇注方式。
在浇注过程中，需要注意铸造模具的预热、浇注温度的控制和浇注过程的稳定性，确保铝铸件的形状和尺寸符合要求。
2.3 铝铸件的冷却铝铸件在浇注后需要进行冷却，以使其固化和形成所需的结构。
冷却过程需要控制温度和时间，以确保铝铸件的质量和性能。
在冷却过程中，需要注意冷却速度、冷却介质和冷却时间的选择，确保铝铸件的冷却效果符合要求。
三、铝铸件的加工和检测3.1 加工工艺铝铸件在冷却后需要进行一系列的加工工艺，如去毛刺、修整、打磨等。
在加工过程中，需要掌握合适的加工方法和工具，确保铝铸件的表面光洁度和尺寸精度符合要求。
3.2 检测方法铝铸件的质量需要通过一系列的检测方法进行验证，如尺寸检测、材料成分分析、力学性能测试等。
在检测过程中，需要掌握合适的检测方法和设备，确保铝铸件的质量符合要求。
铝铸件作业指导书
铝铸件作业指导书一、背景介绍铝铸件是一种常见的铸造零件，广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域。
为了确保铝铸件的质量和生产效率，制定一份详细的作业指导书是非常必要的。
本文将详细介绍铝铸件作业指导书的编写内容和要求。
二、作业指导书的编写内容1. 铝铸件的基本知识包括铝铸件的定义、分类、特点、应用领域等内容。
例如，铝铸件是指通过铸造工艺将铝合金熔化后倒入铸型中，经过冷却凝固后得到的零件。
铝铸件通常具有良好的强度、耐腐蚀性和导热性能等特点，广泛应用于汽车发动机、航空航天设备等领域。
2. 铝铸件的生产工艺包括铸型制备、熔炼铸造、冷却凝固、去除铸件缺陷等工艺步骤。
例如，铸型制备可以采用砂型、金属型等不同的铸型材料和制备方法；熔炼铸造可以采用电炉、燃气炉等不同的熔炼设备；冷却凝固过程中需要控制铸件的冷却速率，以避免产生缺陷。
3. 铝铸件的工艺参数包括铝合金成分、熔炼温度、浇注温度、冷却速率等工艺参数的要求。
例如，铝合金的成分应符合相关标准或技术要求；熔炼温度应控制在合适的范围内，以保证铝合金的液态性能；浇注温度应根据铸型的材料和结构进行调整；冷却速率应根据铸件的尺寸和形状进行合理控制。
4. 铝铸件的质量要求包括尺寸精度、表面质量、力学性能等方面的要求。
例如，铝铸件的尺寸精度应符合相关标准或技术要求；表面质量应无明显缺陷，如气孔、夹渣等；力学性能应满足设计要求，如抗拉强度、屈服强度等。
5. 铝铸件的检验方法包括外观检查、尺寸测量、力学性能测试等检验方法。
例如，外观检查可以采用目视检查或显微镜检查；尺寸测量可以采用三坐标测量仪、卡尺等工具；力学性能测试可以采用拉伸试验机、冲击试验机等设备。
6. 铝铸件的加工工艺包括铣削、钻孔、螺纹加工等加工工艺。
例如，铝铸件的铣削可以采用立铣、卧铣等不同的铣削方式；钻孔可以采用普通钻孔、深孔钻等不同的钻孔工艺；螺纹加工可以采用螺纹铣刀、螺纹攻丝等不同的加工方法。
7. 铝铸件的防腐措施包括表面处理、涂层保护等防腐措施。
推荐-铸造工艺课程设计说明书29页 精品
铸造工艺课程设计说明书目录1 前言 (3)1.1本设计的意义 (3)1.1.1 本设计的目的 (3)1.1.2 本设计的意义 (3)1.2本设计的技术要求 (4)1.3本课题的发展现状 (4)1.4本领域存在的问题 (4)1.5本设计的指导思想 (5)1.6本设计拟解决的关键问题 (5)2 设计方案 (5)2.1零件的材质分析 (6)2.2支座工艺设计的内容和要求 (7)2.3造型造芯方法的选择 (9)2.4浇注位置的选择与分型面的选择 (9)2.4.1 浇注位置的选择 (9)2.4.2 分型面的确定 (11)2.4.3 砂箱中铸件数目的确定 (13)3 设计说明 (14)3.1工艺设计参数确定 (14)3.1.1 最小铸出的孔和槽 (14)3.1.2 铸件的尺寸公差 (15)3.1.3 机械加工余量 (16)3.2铸造收缩率 (16)3.2.1 起模斜度 (17)3.2.2 浇注温度和冷却时间 (18)3.3砂芯设计 (18)3.3.1芯头的设计 (19)3.3.2 砂芯的定位结构 (19)3.3.3 芯骨设计 (20)3.3.4 砂芯的排气 (20)3.4浇注系统及冒口，冷铁，出气孔的设计 (20)3.4.1 浇注系统的类型和应用范围 (20)3.4.2 确定内浇道在铸件上的位置、数目、金属引入方向 (20)3.5决定直浇道的位置和高度 (21)3.5.1计算内浇道截面积 (21)3.5.2计算横浇道截面积 (22)3.5.3计算直浇道截面积 (23)3.5.4 冒口的设计 (23)4 铸造工艺装备设计 (24)4.1模样的设计 (24)4.1.1 模样材料的选用 (24)4.1.2 金属模样尺寸的确定 (25)4.1.3 壁厚与加强筋的设计 (25)4.1.4 金属模样的技术要求 (25)4.1.5 金属模样的生产方法 (25)4.2模板的设计 (25)4.2.1 模底板材料的选用 (26)4.2.2 模底板尺寸确定 (26)4.2.3 模底板与砂箱的定位 (26)4.3芯盒的设计 (26)4.3.1 芯盒的类型和材质 (26)4.3.2 芯盒的结构设计 (26)4.4砂箱的设计 (26)4.4.1 砂箱的材质及尺寸 (26)5 结论........................................................................................................ 错误!未定义书签。
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铝铸件作业指导书一、背景介绍铝铸件是一种常见的铸造产品，广泛应用于汽车、航空航天、电子设备等领域。
为了确保铝铸件的质量和生产效率，制定一份详细的作业指导书对操作人员进行指导是非常必要的。
二、作业环境要求1. 温度：作业环境温度应在20℃~25℃之间，以确保铝铸件的热胀冷缩不会影响其尺寸精度。
2. 通风：作业区域应保持良好的通风条件，以排除铸造过程中产生的有害气体和烟尘。
3. 照明：作业区域应有足够的照明设施，以确保操作人员能够清晰地看到工件和设备。
三、操作步骤1. 准备工作a. 检查设备：确保所有用于铝铸件作业的设备正常运行，如铸造炉、模具等。
b. 准备原材料：根据生产计划准备足够的铝合金材料，并进行质量检查。
c. 清洁工作区：清理作业区域，确保没有杂物和污垢。
2. 准备模具a. 检查模具：检查模具的完整性和表面状态，确保没有损坏或磨损。
b. 涂抹模具释模剂：使用适当的模具释模剂涂抹在模具表面，以便顺利脱模。
3. 铸造操作a. 加热炉子：将铝合金材料放入铸造炉中，根据工艺要求加热到适当温度。
b. 铸造过程：将熔化的铝合金材料倒入模具中，注意避免气泡和杂质的产生。
c. 冷却：待铝铸件凝固后，将模具放置在冷却设备中，以加速冷却过程。
d. 脱模：冷却后，小心地将铝铸件从模具中取出，避免损坏。
4. 后续处理a. 去除毛刺：使用砂轮或其他工具去除铝铸件表面的毛刺和粗糙部分。
b. 加工加工：根据产品要求进行切割、钻孔、磨削等加工操作。
c. 清洁：清洁铝铸件表面的灰尘和污垢，以便后续的涂装或表面处理。
d. 检验：对铝铸件进行质量检验，包括尺寸、外观、材质等方面的检测。
e. 包装和储存：将合格的铝铸件进行包装，并储存到指定的仓库或发往客户。
四、安全注意事项1. 穿戴个人防护装备：操作人员应穿戴安全帽、防护眼镜、防护手套等个人防护装备。
2. 注意火源：操作过程中应注意避免火源接近铸造炉和模具，防止火灾事故的发生。
铝铸件作业指导书
铝铸件作业指导书一、介绍铝铸件是一种常见的金属铸造产品，具有轻质、高强度、良好的导热性和耐腐蚀性等优点，广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域。
本作业指导书旨在提供铝铸件作业的标准操作流程，以确保生产过程的质量和效率。
二、安全要求1. 在作业过程中，必须佩戴符合标准的个人防护装备，包括安全帽、防护眼镜、耳塞、手套等。
2. 严禁在作业区域内吸烟、饮食和使用手机等与作业无关的行为。
3. 作业人员必须熟悉紧急情况下的应急措施和设备。
三、设备准备1. 确保铸造设备处于良好工作状态，包括铸造炉、模具、冷却设备等。
2. 检查铸造材料的质量和数量，确保符合要求。
3. 准备好测量工具和检验设备，如千分尺、卡尺、显微镜等。
四、作业流程1. 准备工作a. 清理作业区域，确保没有杂物和障碍物。
b. 检查模具的完整性和清洁度，必要时进行修复和清洗。
c. 检查铸造材料的温度和湿度，确保符合要求。
2. 铸造准备a. 将铸造炉预热至适当温度，确保铝合金熔化均匀。
b. 检查铸造炉内的液态铝合金温度，确保符合要求。
c. 准备好铸造材料，按照比例混合并加入熔化的铝合金中。
3. 铸造操作a. 将预热的模具放置在铸造台上，并确保固定牢固。
b. 使用合适的工具将熔化的铝合金倒入模具中，确保充满整个空腔。
c. 等待铝合金冷却凝固，通常需要一定的时间。
d. 从模具中取出冷却凝固的铝铸件，注意避免损坏。
4. 检验和修整a. 使用测量工具和检验设备对铝铸件进行尺寸、表面质量等方面的检验。
b. 如有需要，对铝铸件进行修整、打磨和抛光，以满足设计要求。
c. 对修整后的铝铸件进行再次检验，确保质量达标。
五、清理和保养1. 在作业结束后，清理作业区域，包括清除残留的铝合金和模具等。
2. 对铸造设备进行保养和维护，包括清洁、润滑、更换易损件等。
3. 定期检查和维护模具，确保其完好无损。
4. 将铝铸件储存到指定的区域，防止受到损坏和腐蚀。
六、质量控制1. 在铸造过程中，严格按照作业指导书的要求进行操作，确保产品质量。
综合实验一 铝合金制备
综合实验一铝合金制备、加工及改性实验1.1 铝合金的熔炼、铸锭与固溶-时效处理实验指导书实验学时：4 实验类型：综合、设计型前修课程名称：材料工程基础适用专业：材料类本科生一实验目的掌握铝合金熔化的基本原理，并应用在熔化的实践中。
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。
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，根据铸锭相对铸模二实验内容铝铜合金的熔炼工艺流程铝合金铸锭方法连续铸造法无模铸造（无接触铸造）：电磁铸造等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。
铝铸件作业指导书
铝铸件作业指导书一、作业目的和背景铝铸件作业指导书旨在为铝铸件的制造和加工提供详细的操作指导，以确保生产过程的安全性、高效性和质量可控性。
铝铸件是一种常见的金属铸造产品，广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域。
本指导书将介绍铝铸件的材料选择、模具设计、熔炼与浇注、加工与表面处理等关键环节，以帮助操作人员正确进行铝铸件的制造和加工。
二、作业流程及要求1. 材料选择铝铸件的材料选择是影响产品质量和性能的重要因素。
根据产品的具体要求，选择合适的铝合金材料，并确保材料的质量符合相关标准和要求。
2. 模具设计铝铸件的模具设计直接影响产品的形状和尺寸精度。
根据产品的设计要求，设计适合的铝铸件模具，包括模具结构、冷却系统、浇口和排气系统等。
确保模具的质量和精度，以保证产品的一致性和稳定性。
3. 熔炼与浇注铝铸件的熔炼和浇注是制造过程中的关键环节。
操作人员应根据铝合金的成分和比例，进行合理的熔炼操作，保证熔炼温度和时间的控制，以获得高质量的铝液。
在浇注过程中，要注意浇注温度、浇注速度和浇注角度等参数的控制，以避免缺陷和不良现象的发生。
4. 加工与表面处理铝铸件在制造完成后，通常需要进行加工和表面处理，以满足产品的要求和使用需求。
加工过程中，应选择合适的工艺和设备，进行铣削、钻孔、切割等加工操作。
在表面处理方面，可以采用喷砂、喷涂、阳极氧化等方法，提高产品的外观和耐腐蚀性。
5. 质量检验与包装铝铸件的质量检验是保证产品质量的重要环节。
根据产品的要求，进行尺寸、外观、化学成分等方面的检验，确保产品符合相关标准和要求。
检验合格后，进行包装和标识，以便于运输和使用。
三、安全注意事项1. 操作人员应经过相关培训，了解铝铸件制造和加工的工艺要求和安全规范，严格按照操作规程进行作业。
2. 在熔炼和浇注过程中，应戴好防护眼镜、手套和防护服，避免热液金属的溅落和烫伤。
3. 在加工过程中，应使用合适的切削工具和设备，注意操作安全，避免发生切削伤害。
铝铸件作业指导书
铝铸件作业指导书一、背景介绍铝铸件是指通过铸造工艺将铝合金熔化后倒入铸型中，经过凝固和冷却后形成的铝制品。
铝铸件具有重量轻、强度高、耐腐蚀性好等优点，广泛应用于汽车、航空航天、电子设备等领域。
为了确保铝铸件的质量和生产效率，制定一份详细的铝铸件作业指导书是非常必要的。
二、作业环境要求1. 温度：作业环境温度应保持在20℃-25℃之间，以确保铝铸件在冷却过程中的凝固速度和质量。
2. 湿度：作业环境湿度应控制在40%-60%之间，以防止铝铸件表面出现氧化现象。
3. 通风：作业现场应保持良好的通风，以排除熔炉产生的有害气体和铝铸件冷却时释放的热量。
三、作业流程1. 准备工作：a. 检查铸造设备和工具的完好性，确保其正常运行。
b. 检查铝合金材料的质量，如有问题应及时更换。
c. 准备好铸型和芯子，并进行必要的预处理工作。
2. 熔炼铝合金：a. 将合适比例的铝合金材料放入熔炉中，加热至熔点以上。
b. 控制熔炉温度和保持时间，确保铝合金充分熔化和混合。
c. 检查熔炉中的铝合金液的成分和温度，确保符合要求。
3. 铸造铝铸件：a. 将熔融的铝合金倒入铸型中，注意控制倒注速度和角度，避免产生气泡和夹杂物。
b. 等待铝铸件凝固和冷却，确保其完全固化。
c. 拆卸铸型，取出铝铸件，并进行后续处理工作。
4. 后续处理：a. 对铝铸件进行修整，去除表面的毛刺和凹凸不平的部分。
b. 进行热处理，以提高铝铸件的力学性能和耐腐蚀性。
c. 进行表面处理，如喷涂、抛光等，以提升铝铸件的外观质量。
四、作业安全与质量控制1. 作业人员必须穿戴好防护设备，如安全帽、防护眼镜、耐高温手套等。
2. 熔炉操作人员必须熟悉熔炼过程和熔炉的操作规程，严格按照操作规程进行操作。
3. 铸造过程中，要注意铝合金液的温度和流动性，确保铝铸件的成型质量。
4. 检查铝铸件的尺寸和外观质量，如有问题应及时调整和修复。
5. 做好铝铸件的质量记录和追溯，以便及时发现问题和改进工艺。
铝铸件作业指导书
铝铸件作业指导书一、引言铝铸件作业指导书旨在为操作人员提供详细的作业指导，确保铝铸件的生产过程顺利进行，并达到高质量的生产目标。
本指导书将包括铝铸件的准备工作、铸造操作、冷却处理、清洁和质量检验等关键步骤的详细说明。
二、铝铸件的准备工作1. 材料准备- 根据产品要求，准备合适的铝合金材料。
- 对材料进行化学成分分析和物理性能测试，确保符合产品要求。
- 对材料进行预处理，如除锈、去油等。
2. 模具准备- 根据产品图纸，制作合适的铝铸件模具。
- 检查模具的尺寸和表面质量，确保模具的完好无损。
- 对模具进行涂覆或涂抹模具释放剂，以便顺利脱模。
三、铸造操作1. 熔炼铝合金- 准备合适的熔炼炉和熔炼设备。
- 根据产品要求，确定熔炼的铝合金种类和比例。
- 控制熔炼温度和时间，确保铝合金的质量。
2. 铸造过程- 将预热的模具放置在铸造台上。
- 将熔融的铝合金倒入模具中，控制倒铸速度和压力。
- 等待铝合金凝固，并进行冷却处理。
四、冷却处理1. 冷却时间- 根据铝铸件的尺寸和形状，确定适当的冷却时间。
- 控制冷却时间，确保铝铸件的组织结构和性能达到要求。
2. 冷却方式- 可采用自然冷却或水冷却的方式。
- 自然冷却时，将铝铸件放置在通风良好的区域，避免过快的冷却速度。
- 水冷却时，将铝铸件浸入冷却水中，控制冷却水的温度和流速。
五、清洁和质量检验1. 清洁工作- 使用合适的清洁剂和工具，清洁铝铸件表面的杂质和氧化物。
- 检查铝铸件表面的缺陷和损伤，如气孔、夹渣等。
2. 质量检验- 进行铝铸件的尺寸测量和外观检查，确保符合产品要求。
- 进行金相组织分析和力学性能测试，确保铝铸件的质量稳定。
六、安全注意事项1. 操作人员应佩戴合适的个人防护装备，如安全帽、防护眼镜、防护手套等。
2. 操作人员应熟悉相关操作规程和紧急处理措施，以应对可能发生的事故。
3. 设备和工具应定期检查和维护，确保其正常运行和安全性能。
七、总结铝铸件作业指导书详细介绍了铝铸件的准备工作、铸造操作、冷却处理、清洁和质量检验等关键步骤。
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1 铸造铝硅合金综合课程设计 （铝硅合金以铝、硅为主成分的锻造和铸造合金。 一般含硅11%。同时加入少量铜、铁、镍以提高强度。）
1. 实验目的和任务 本综合实验是在金属材料本科生完成相关专业理论课之后的一次全面综合实验训练，通过从铝合金材料设计与选择、制造到性能检测的全面训练，使学生了解铝合金材料及其加工的生产全过程，所学基础理论和专业理论来解释试验中的各种现象，培养学生的动手能力和综合分析问题的能力，特别是学生的独立设计实验方案及创新能力。 2. 基本要求
1）通过从铝合金材料设计与选择、制造到性能检测的全面训练，使学生了解铝合金材料及其加工的生产全过程； 4）学会整理数据，运用知识解释实验中的现象，理论联系实际，培养动手能力，采集并分析数据的综合能力。 3. 实验材料和实验方法
3.1 铝合金简介 铝合金是比较年轻的材料，历史不过百年，铝合金以比重小，强度高著称，可以说没有铝合金就不可能有现代化的航空事业和宇航事业，在飞机、导弹、人造卫星中铝合金所占比重高达90%，是铸造生产中仅次于铸铁的第二大合金，其地壳含量达7.5%，在工业上有着重要地位。 铝合金有良好的表面光泽，在大气及淡水中具有良好的耐腐蚀性，故在民用器皿制造中，具有广泛的用途。纯铝在硝酸及醋酸等氧化性酸类介质中具有良好的耐蚀性，因而铝铸件在化学工业中也有一定的用途。纯铝及铝合金有良好的导热性能，放在化工生产中使用的热交换装置，以及动力机械上要求具有良好导热性能的零件，如内燃机的汽缸盖和活塞等，也适于用铝合金来制造。 铝合金具有良好的铸造性能。由于熔点较低（纯铝熔点为660℃，铝合金的浇注温度一般约在730～750℃左右），故能广泛采用金属型及压力铸 2
造等铸造方法，以提高铸件的内在质量、尺寸精度和表面光洁程度以及生产效率。铝合金由于凝固潜热大，在重量相同条件下，铝液的凝固过程时间延续比铸钢和铸铁长得多，其流动性良好，有利于铸造薄壁和结构复杂的铸件。 铸造铝合金的分类、牌号： 铝合金按照加工方法的不同分为两大类，即压力加工铝合金和铸造铝合金（分别以YL和ZL表示）。在铸造铝合金中又依主要加入的合金元素的不同而分为四个系列，即铸造铝硅合金、铸造铝铜合金、铸造铝镁合金和铸造铅锌合金（分别以 ZL1X X，ZL2 X X，ZL3 X X和ZL4 X X表示），在每个系列中又按照化学成分及性能的不同而分为若干牌号。表1中列出了铸造铝合金国家标准所包括的几种铝合金的牌号。 3.2铸造铝合金的牌号
表3-1 铸造铝合金的牌号 序号 合金牌号 合金代号 序号 合金牌号 合金代号 序号 合金牌号 合金代号 1 ZALSi7Mg ZL101 10 ZALSi12 Cu1Mg1Ni1 ZL109 19 ZALCu5MnCdA ZL204A
2 ZALSi7MgA ZL101A 11 ZALSi9Cu2Mg ZL111 20 ZALCu5MnCdVA ZL205A 3 ZALSi12 ZL102 12 ZALSi7Mg1A ZL114A 21 ZALR5Cu3Si2 ZL207 4 ZALSi9Mg ZL104 13 ZALSi5Zn1Mg ZL115 22 ZALMg10 ZL301 5 ZALSi5Cu1Mg ZL105 14 ZALSi8MgBe ZL116 23 ZALMg5Si1 ZL303 6 ZALSi5Cu1MgA ZL105A 15 ZALCu5Mn ZL201 24 ZALMg8Zn1 ZL305 7 ZALSi8Cu1Mg ZL106 16 ZALCu5MnA ZL201A 25 ZALZn11Si7 ZL401 8 ZALSi7Cu4 ZL107 17 ZALCu10 ZL202 26 ZALZn6Mg ZL402 9 ZALSi12Cu2Mg ZL108 18 ZALCu4 ZL203
3.3 实验所需仪器设备 坩埚电阻炉，万能力学试验机 3.4 实验原理
1）本实验根据合金熔铸的基本原理，利用电阻熔炼炉，对铝和硅进行金属熔铸，根据实验要求配比制造不同成分铝硅合金。 2）利用万能力学试验机来检测合金的力学性能。 3.5铝合金的熔铸 3
3.5.1铝合金的熔炼设备 合金熔炼的目的是要获得符合一定成分和温度要求的金属熔液。不同类型的金属，需要采用不同的熔炼方法及设备。如钢的熔炼是用转炉、平炉、电弧炉、感应电炉等；铸铁的熔炼多采用冲天炉；而非铁金属铝合金的熔化通常采用坩埚电阻炉，炉子的大小一般为30-500kg，电热体有金属（铁铬合金）、非金属（碳化硅）两种，是广泛用来熔化铝合金的炉子，优点是：炉气呈中性，金属也不会强烈氧化，炉温便于控制，操作简单，劳动条件好。坩埚分金属坩埚（铸铁、铸钢、钢板）非金属坩埚（石墨、粘土、炭质）两类。QR系列坩埚熔化电阻炉如图3-1、3-2所示。
图3-1 QR系列坩埚熔化电阻炉外形图 其炉体外壳由型钢及钢板焊接成圆筒结构，其内有各种耐火材料砖砌成的加热室。在加热室与炉壳之间砌有保温砖及填满保温粉以减少热损失。由高电阻合金加工成螺旋状的电热元件布置在加热室周围的搁砖上，通过引出棒与外线路的电源接通。耐热材料制成的坩埚工作室放在加热室内。在电炉后端装有保护罩壳，罩壳内是加热元件接线装置。 通过蜗轮减速机，可将装置在炉架上的炉体在90度范围内倾斜浇铸，也可手动操作。 炉面板上装有两个半圆形的炉盖，炉盖合并盖好后留有一热电偶测量孔。电路配置一支热电偶，通过补偿导线与控制柜上的仪表相连接，可控制工作温度。 3.5.2 铝合金坩埚电阻炉熔炼的特点及工艺过程 3.5.2.1 铝合金熔炼的特点
1—炉壳 2—炉衬 3—加热元件 4—炉盖 5—坩埚 6—倾斜机构 7—支架 图3-2 QR系列坩埚熔化电阻炉结构图 4
由于铝合金的熔点低，熔炼时极易氧化、吸气，合金中的低沸点元素（如镁、锌等）极易蒸发烧损。故铝合金的熔炼应在与燃料和燃气隔离的状态下进行。铝合金熔炼工艺控制较为复杂。铝合金的牌号较多，使用元素也较多，某一元素对一种合金是有益的，但对另一种合金可能是有害的，同一炉不要熔化成分相差较大的合金，熔炼时配料应精确计算：熔化铝合金的炉料包括金属炉料（新料、中间合金、旧炉料），溶剂（覆盖剂、精炼剂、变质剂）和辅助材料（指坩埚及熔炼浇注工具表面上涂的涂料）。配料计算主要是如何搭配金属材料，以满足合金质量要求。一方面是保证合乎要求的化学成分，另一方面是在保证质量的前提下多使用旧炉料，以降低成本。 3.5.2.2 熔炼的工艺过程 （1） 炉料处理 炉料使用前应清理炉料，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。 （2）坩埚及熔炼工具的准备 新坩埚使用前应清理干净及仔细检查有无穿透性缺陷，使用前均应吹砂，并预热至暗红色（500--600度）保温2小时以上 ，以烧除附着在坩埚内壁的水分及可燃物质，待冷到300度以下时，仔细清理坩埚内壁，在温度不低于200度时喷涂料。坩埚要烘干、烘透才能使用。压瓢、搅拌勺、浇包等熔炼工具使用前必须除尽残余金属及氧化皮等污物，经过200℃～300℃预热并涂以防护涂料。以免与铝合金直接接触，污染铝合金。涂料一般采用氧化锌和水或水玻璃调合。涂完涂料后的模具及熔炼工具使用前再经200℃～300℃预热烘干。 （3）熔炼温度的控制 熔炼温度过低，不利于合金元素的溶解及气体、夹杂物的排出，增加形成偏析、冷隔、欠铸的倾向，还会因冒口热量不足，使铸件得不到合理的补缩，有资料指出，所有铝合金的熔炼温度至少要达705度并应进行搅拌。熔炼温度过高不仅浪费能源，更严重的是因为温度愈高，吸氢愈多， 5
晶粒亦愈粗大，铝的氧化愈严重，一些合金元素的烧损也愈严重，从而导致合金的机械性能的下降，铸造性能和机械加工性能恶化，变质处理的效果削弱，铸件的气密性降低。 生产实践证明，把合金液快速升温至较高的温度，进行合理的搅拌，以促进所有合金元素的溶解（特别是难熔金属元素），扒除浮渣后降至浇注温度，这样，偏析程度最小，熔解的氢亦少，有利于获得均匀致密、机械性能高的合金。因为铝熔体的温度是难以用肉眼来判断的，所以不论使用何种类型的熔化炉，都应该用测温仪表控制温度。测温仪表应定期校核和维修。热电偶套管应周期的用金属刷刷干净，涂以防护性涂料，以保证测温结果的准确性及延长使用寿命。 （4）熔炼时间的控制 为了减少铝熔体的氧化、吸气和铁的溶解，应尽量缩短铝熔体在炉内的停留时间，快速熔炼。从熔化开始至浇注完毕，砂型铸造不超过4小时，金属型铸造不超过6小时，压铸不超过8小时。 为加速熔炼过程，应首先加入中等块度、熔点较低的回炉料及铝硅中间合金，以便在坩埚底部尽快形成熔池，然后再加块度较大的回炉料及纯铝锭，使它们能徐徐浸入逐渐扩大的熔池，很快熔化。在炉料主要部分熔化后，再加熔点较高、数量不多的中间合金，升温、搅拌以加速熔化。最后降温，压入易氧化的合金元素，以减少损失。 （5）精炼处理 铝合金在熔炼时，极易氧化生成AL2O3，其氧化物比重和合金液比重相近，如靠它自己上浮或下沉是难以去除的，很容易使铸件形成夹渣。还有铝合金在高温时吸收氢气，如不去除，也将会使铸件形成气孔。因此，上述炉料等准备工作很重要。融化后，还要进行精炼处理，首先将旧渣扒去，用复盖剂复盖，用量为铝液中的0.2%~0.5%，做俩次加入，在除气前加入其重量的1/2~1/3。再以钟罩压入预热好的精炼剂，用量为铝液重的0.4%~0.5%，精炼处理温度为730~750℃。分两次加入，第一次压入量为1/2略多些，处理时间为4~5min。在除气后扒去熔渣加入其重量的1/2~2/3的复盖剂，静止2~3min后，即可扒渣进行浇注，浇注温度为700~740℃。 3.5.2.3 熔体的转送和浇注