铝的熔炼净化.pdf

铝及铝合金的熔炼及净化

铝合金的熔炼是一个繁杂的过程，它包括铝合金的熔化、合金化、成分调整和净化
处理等工艺。大体说来要经过以下程序：
烘炉----使炉体充分干燥，防止使用时释放出水气而导致氢含量增加，特别是新炉更应彻底
烘烤。
洗炉----如果炉子不是熔化某一合金专用的，从一种合金转到不同牌号的另一种合金时应彻
底清洗，以免不同牌号合金的元素相互污染。特别是熔炼某些高品位的合金制品时，应格外
注意。
配料----优化配料，节省新料的用量。这就要求废料严格按品位分类保管，存放处应保持清
洁、干燥，切勿把水或其他杂物混入废料中。来路不明的废料成分复杂，一般需复化后使用。
装炉----装料速度要快，减少热量散失。先装小料、碎料，再装大块料。易熔的在下，难溶
的在上。为防止炉料的烧损，有时要撒些覆盖剂在炉料上面。
熔化----其核心就是如何提高热效率，加快熔化速度，减少铝的烧损。这已成为一个专门研
究课题。
扒渣----如果浮渣较多，粘度较大，应加入适量打渣剂，减少渣中铝含量，松散铝渣容易扒
出。
搅拌----搅拌有两个作用，一是使成分均匀，二是使温度均匀。
分析----确定熔体中已有的合金元素含量，取样应有代表性，真实性。
合金化—根据分析结果，不足的按计算量加入合金元素，超量的—如果不太多的话，可加铝
冲淡
分析----再次分析是为了确认合金化后的铝中，各合金元素是否达到要求。没达到的组分要
补足。

精练----此时应加入精练剂、打渣剂进行炉内净化处理。如果静止后直接浇注，此时可加细
化剂。
倒炉----熔炼好的铝熔体转移到静止炉中保温，熔化炉中喷撒清炉剂，除去炉壁和底部积渣。
炉外精练---铝熔体由静止炉出来，经由旋转除气、泡沫陶瓷板过滤等直达铸造台。在铝熔
体进入除气箱前加入AlTiB杆晶粒细化剂。

第一部分添加剂与铝合金的熔炼

合金种类的多样性
在纯铝中加入一定量不同种类的合金元素，就可以配制成各种不同的铝合金。大多数金属元
素在铝中的溶解度随温度升高而增加。凝固时有一部分（或全部）均匀的固溶在铝基体晶格
之内，形成固溶体，这样产生的强化叫固溶强化；冷却过程中有一些元素间形成金属间化合
物，这些化合物散布在铝合金基体中得到的强化叫沉淀强化。铝合金经过热处理改变了微观
组织结构，从而改变铝合金性能，叫热处理强化。所加合金元素种类不同，加入量多少不同，
开发出种类繁多的铝合金。每种铝合金都具有某些独特的性能，以满足不同的使用要求。当
然每一个牌号的合金都不是轻易获得的，而是经过长时间反复研究和实践的结果。据报导截
至2003年底，在国际合金委员会注册的常用的变形铝及铝合金牌号有442个。注册铝合金
用四位数字表示其牌号，其中第一位数字表示合金系：
1×××-----加工用非合金化铝及变形工业纯铝；
2×××-----Al-Cu系及Al-Cu-Mg系合金；
3×××-----Al-Mn系合金；
4×××-----Al-Si系合金；
5×××-----Al-Mg系合金；
6×××-----Al-Mg-Si系合金；
7×××-----Al-Zn-Mg系合金；
8×××-----其他合金系；
9×××-----备用合金系；
1×××系，3×××系及6×××系合金的用途最广。例如，导电铝线缆大都是1×××系
合金拉制的，饮料罐体材是用3004合金扎制的，建筑铝型材几乎全是用6063型合金及6082
型合金挤压的。
2×××系及7×××系合金强度最高，分别被称为高强度及超高强度铝合金。在航空航天
器上获得广泛应用，产品量不大却起着关键作用。没有这两个铝合金，特别是2024及7075
这两个铝合金，航天事业可能就没有今天的兴旺发达。
2×××系合金，6×××系合金及7×××系合金的力学性能及其他性能，可通过热处理得
到提高，所以把这三个合金称为热处理可强化合金，而其他铝合金则称为热处理不可强化合
金。
在全世界常用的422个变形铝合金中美国注册的有25个，而作为Al业大国的中国却一个
也没有，这说明在铝合金研发方面还没引起足够重视。
铝合金的配制
现代大型铝加工车间大多数是自行配制所需要的牌号的铝合金。由于熔铸车间使用的炉料通
常有返回料和废铝，所含杂质元素可能超标，而不足的元素需要补足。根据分析提供的数据，
如果碱金属或碱土金属元素超标，可以用、、以及能释放出的溶剂
PromagLomagCl2Cl2
处理，或者加入一定量纯净（不含这些元素或含量极低）的铝来冲淡，使得杂质含量降到标
准要求以下，再把不足的元素补充到规定范围。
合金元素加入由多种方法：
以纯金属加入，对熔点较低的金属，如Mg、Zn等，通常以金属状态直接加入。对于熔点
较高但溶解度较大的元素，如Cu、Si等，也可以直接加入，但溶解时间较长。
以中间合金的形式加入，如