铝的熔炼技术.doc

铝及其合金不但在航空、航天等军事工业，而且在建材、家电、电力和电信线缆等民用工业中占有重要的地位，起着日益重要的作用。对铝合金铸件的品质要求也越来越高，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。
熔炼的基本目的是：获得化学成分均匀并且符合要求的合金、获得纯洁度高的合金熔体和复化不能直接回炉使用的肥料使其得到合理使用。对于铝合金，其熔炼的特点可以概括为：熔化温度低，融化时间长；容易产生成分偏析；铝非常活泼，能与氧气发生反应；吸气性强；任何组元加入后均不能除去；熔化过程易产生粗大晶粒等组织缺陷。
铝合金熔炼工艺的基本要求是：尽量缩短熔炼时间，准确地控制化学成分，尽可能减少熔炼烧损，采用最好的精炼方法，以及正确地控制熔炼度，以获得化学成分符合要求且纯洁度高的熔体。
在熔炼工艺中，应该注意的有几个部分：
1．做好熔炼前的准备工作
(1)严格控制炉料质量，必须做到：①严格控制炉料中新旧炉料的比例，回炉料所占炉料的质量分数应≤70％。②保证炉料干净，炉料需经吹砂处理后使用。③三等回炉料(如浇冒口等)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由于铝合金有铝硅类、铝铜类、铝镁类等合金，合金牌号较多，使用的元素也较多，且互相影响，因此要求严格管理，不可混料。⑥配料、称量要准确，如对于ZL104合金应考虑到除气、排渣及变质过程中的损耗，镁元素应在实际配料时多加炉料质量的0．02％一0．03％，才能保证铸件的化学成分。(2)熔炼使用的坩埚及熔炼工具需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。另外，坩埚需充分预热，应烘烤至暗红色再加入炉料熔炼，以防将水蒸气带入合金中，使针孔度增加。(3)严格按要求做好覆盖剂、精炼剂及变质剂的准备工作。
2．熔炼操作
(1)在预热后的坩埚中装入预制合金锭、优质回炉料，再加中间合金，最后加合金元素。
(2)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。
(3)严格控制熔炼时间，操作要迅速，以减少合金吸气和氧化夹杂，降低合金元素的烧损，避免对合金化学成分的影响。
(4)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，把握好精炼温度。
(5)铝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740~C。②变质时间一般为lOmin。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。
(6)为防止铝合金发生飞溅，熔炼场地应保持干燥。
3．由熔炼引起的几种常见缺陷的防止
(1)针孔：精炼是防止气孔的最好办法；变质后合金液静置8一l5min应及时浇注；保持熔炼场地干燥。
(2)氧化夹渣：炉料经吹砂，回炉料控制在炉料质量的70％以内；除气、排渣要彻底；变质后应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：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730~C；合理设计浇注系统，使金属液能够平稳充型。
我国铝加工业的企业不仅要面对国内竞争，而且要与国外发达国家的大企业进行更激烈的竞争。这就要求国内铝加工企业要不断加大投入，推动铝加工技术的发展，为国家创造更大的效益。