铝合金的熔炼技术

发布时间:2013-03-1 阅读量:758 来源: 我爱方案网 作者:

铝合金的熔炼

当今社会是以创新为基础,科技为先导的飞速发展的社会,铝合金的应用也越来越广泛,今天我们就来学习了解铝合金的熔炼技术,便于今后更好的应用它。


 
铝合金的熔炼与浇注是铸造生产中主要环节。严格控制熔炼与浇铸的全过程,对防止针孔、夹杂、欠铸、裂纹、气孔以及缩松等铸造缺陷起着重要的作用。由于铝熔体吸收氢倾向大,氧化能力强,易溶解铁,在熔炼与浇铸过程中必须采取简易而又谨慎的预防措施,以获得优质铸件。

1、铝合金炉料配制及质量控制

为了熔炼出优质铝熔体,首先应选用合格的原材料。须对原材料进行科学管理和适当处理,否则就会严重影响合金的质量,生产实践证明,原材料(包括金属材料及辅助材料)控制不严会使铸件成批报废。

(一)原材料必须有合格的化学成分及组织,具体要求如下:

入厂的合金锭除分析主要成分及杂质含量外,尚就检查低陪组织及断口。实践证明,使用了含有严重缩孔、针孔、以及气泡的铝液,就难以获得致密的铸件,甚至会造成整炉、整批的铸件报废。

有人在研究铝硅合金锭对铝合金针孔的影响时发现,用熔融的纯浇铸砂型试块时并不出现针孔,当加入低组织和不合格的铝硅合金锭后,试块针孔严重,且晶粒大。其原因为材料的遗传性所致。铝硅系合金和遗传性随着含量的提高面增大,硅量达到7%时,遗传显著。继续提高硅含量到共晶成分,遗传性又稍减小。为解决炉料遗传性引起的铸件缺陷,必须选用冶金质量高的铝锭、中间合金及其它炉料。具体标准如下:

(1)断口上不应有针孔、气孔

针孔应在三级以内,局部(不超过受检面积的25%)不应超过三级,超过三级者必须采取重熔炼的办法以减少针孔度。重熔精炼方法与一般铝合金熔炼相同,浇铸温度不宜超过660℃,对于那些原始晶粒大的铝锭、合金锭等,应先用较低的锭模温度,使它们快速凝固,细化晶粒。

(2)炉料处理

炉料使用前应经吹砂处理,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。

(3)炉料的管理及存放

炉料的合理保存及管理对确保合金质量有重要意义。炉料应贮存在温度变化不大、干燥的仓库内。


 
2、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到少要达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,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处长使用寿命。

3、坩埚及熔炼工具的准备

(一)坩埚铸造铝合金常用铁坩埚,也可用铸钢及钢板焊接坩埚。

坩埚及长期未用的旧坩埚,使用前均应吹砂,并加热到700--800度,保持2--4小时,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。

坩埚使用前应预热至暗红色(500--600度),并保温2小时以上。新坩埚外熔炼之前,最好先熔化一炉同牌号的回炉料。

(二)熔炼工具的准备

钟罩、压瓢、搅拌勺、浇包

锭模等使用前均应预热,并在150度---200度温度下涂以防护性涂料,并彻底烘干,烘干温度为200--400度,保温时间2小时以上,使用后应彻底清除表面上附着的氧化物、氟化物,(最好进行吹砂)。

4、熔体的转送和浇注

尽管固态氧化铝的密度近似于铝熔体的密度,在进入铝熔体内部后,经过足够长的时间才会沉至坩埚底陪。而铝熔体被氧化后形成的氧化铝膜,却仅与铝熔体接触的一面是致密的,与空气接触的一面疏松且有大量直径为60--100A的小孔,其表面积大,吸附性强,极易吸附在水汽,反有上浮的倾向。因此,在这种氧化膜与铝熔体的比重差小,将其混入熔体中,浮沉速度很慢,难以从熔体中排除,在铸件中形成气孔太夹杂。所以,转送铝熔体中关键是尽量减少熔融金属的搅拌,尽量减少熔体与空气的接触。

采用倾转式坩埚转注熔体时,为避免熔体与空气的混合,应将浇包尽量靠所炉咀,并倾斜放置,使熔体沿着浇包的侧壁下流,不致直接冲击包底,发生搅动、飞溅等。

采用正确合理的浇注方法,是获得优质铸件的重要条件之一。生产实践得,注意下列事项,对防止、减少铸件缺陷是很有效的。

(一)浇注前应仔细检查熔体出炉温度、浇包容量及其表面涂料层的干燥程度,其他工具的准备是否合乎要不。金属浇口杯在浇注前3--5分钟之内就在砂型上安放好,此时浇包怀的温度不高于150度,安置过早或温度过高,浇道内憋住大量气体,在浇注时有爆炸的危险。

(二)不能在有“过堂风”的场合下浇注,以及熔体强烈氧化,燃烧,使铸件产生氧化夹杂等缺陷。

(三)由坩埚内获取熔体时,应先用包底轻轻拨开熔体表面的氧化皮或熔剂层,缓慢地将浇包浸入熔体内,用浇包的宽口舀取熔体,然后平稳的提起浇包。

(四)端包时不要掌平,步子要稳,浇包不宜提得过高,浇包内金属液面必须保持平稳,不受拢动。

(五)即将浇注时,应扒净浇包的渣子,以免在浇注中将熔渣、氧化皮等带入铸型中。

(六)在浇注中,熔体流就保持平稳,不能中断,不能直冲口怀的底孔。浇口怀自始至终应充满,液面不得翻动,浇注速度要控制得当。通常,浇注开始度就稍慢些,使熔体充填平稳,然后速度稍快,并基本保持浇注速度不变。

(七)在浇注过程中,浇包咀与浇口的距离就尽可能靠近,以不超过50毫米为限,以免熔液过多地氧化。

(八)带堵塞的浇口怀,堵塞不能拨得太早,在熔体充满浇口怀后,再缓慢地斜向拨出,以免熔体在注入浇道时产生涡流。

(九)距坩埚底部60毫米以下的熔体不宜浇注铸件。

5、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,以便在坩埚底陪尽快形成熔池,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。

总结,通过本文的讲解,相信大家对铝合金的熔炼认识会越来越深入,希望本文能对大家的工作有一定的指导作用。
相关资讯
半导体产业升级战:三星电子新一代1c DRAM量产布局解析

在全球半导体产业加速迭代的背景下,三星电子日前披露了其第六代10纳米级DRAM(1c DRAM)的产能规划方案。根据产业研究机构TechInsights于2023年8月22日发布的行业简报,这家韩国科技巨头正在同步推进华城厂区和平泽P4基地的设备升级工作,预计将于2023年第四季度形成规模化量产能力。这项技术的突破不仅标志着存储芯片制程进入新纪元,更将直接影响下一代高带宽存储器(HBM4)的市场格局。

蓝牙信道探测技术落地:MOKO联手Nordic破解室内定位三大痛点

全球领先的物联网设备制造商MOKO SMART近期推出基于Nordic Semiconductor新一代nRF54L15 SoC的L03蓝牙6.0信标,标志着低功耗蓝牙(BLE)定位技术进入高精度、长续航的新阶段。该方案集成蓝牙信道探测(Channel Sounding)、多协议兼容性与超低功耗设计,覆盖室内外复杂场景,定位误差率较传统方案降低60%以上,同时续航能力突破10年,为智慧城市、工业4.0等场景提供基础设施支持。

财报季再现黑天鹅!ADI营收超预期为何股价暴跌5%?

半导体行业风向标企业亚德诺(ADI)最新财报引发市场深度博弈。尽管公司第三财季营收预期上修至27.5亿美元,显著超出市场共识,但受关税政策驱动的汽车电子产品需求透支风险显露,致使股价单日重挫5%。这一背离现象揭示了当前半导体产业面临的复杂生态:在供应链重构与政策扰动交织下,短期业绩爆发与长期可持续增长之间的矛盾日益凸显。

全球可穿戴腕带市场首季激增13%,生态服务成决胜关键

根据国际权威市场研究机构Canalys于5月23日发布的调研报告,2025年第一季度全球可穿戴腕带设备市场呈现显著增长态势,总出货量达到4660万台,较去年同期增长13%。这一数据表明,消费者对健康监测、运动管理及智能互联设备的需求持续升温,行业竞争格局亦同步加速重构。

RP2350 vs STM32H7:性能翻倍,成本减半的MCU革新之战

2025年5月23日,全球领先的半导体与电子元器件代理商贸泽电子(Mouser Electronics)宣布,正式开售Raspberry Pi新一代RP2350微控制器。作为RP2040的迭代升级产品,RP2350凭借双核异构架构(Arm Cortex-M33 + RISC-V)、硬件级安全防护及工业级性价比,重新定义了中高端嵌入式开发场景的技术边界。该芯片通过多架构动态切换、可编程I/O扩展及4MB片上存储等创新设计,解决了传统微控制器在实时响应能力、跨生态兼容性与安全成本矛盾上的核心痛点,为工业自动化、消费电子及边缘AI设备提供了更具竞争力的底层硬件方案。