铝合金熔炼与铸造简介

铝合金熔炼与铸造简介 制作 李冬冬 铝合金熔铸工艺流程 交付 圆形顶开盖熔炼炉 倾动式方形保温炉 流槽式除气设备 过滤箱 铝液流槽 熔铸机及水盘 铝合金熔铸主要设备 装炉 熔炼时 装入炉料的顺序和方法不仅关系到熔炼时间 金属的烧损 热能消耗 还会影响到金属熔体的质量和炉子的使用寿命 装料的原则有 1 装炉料顺序应合理 正确的装料要根据所加入炉料性质与状态而定 而且还应考虑到最快的熔化速度 最少的烧损以及准确的化学成份控制 2 对于质量要求高的产品 包括锻件 模锻件 空心大梁和大梁型材等 的炉料除上述的装炉要求外 在装炉前必须向熔池内撒20 30KG粉状熔剂 在装炉过程中对炉料要分层撒粉状熔剂 这样可提高炉体的纯洁度 也可减少烧损 3 电炉装料时应注意炉料最高点距电阻丝的距离不得少于100mm 否则容易引起短路 熔化 炉料装完后即可升温熔化 熔化是从固态转变液态的过程 1 覆盖 熔化过程中随着炉料温度的升高 特别是当炉料开始熔化后 金属外层表面所覆盖的氧化膜很容易破裂 将逐渐失去保护作用 气体在这时候很容易侵入 造成内部金属的进一步氧化 并且已熔化的液滴或液流要向炉底流动 当液滴或液流进入底部汇集起来的液体中时 其表面的氧化膜就会混入熔体中 所以为了防止金属进一步氧化和减少进入熔体中的氧化膜 在炉料软化下塌时 应适当向金属表面撒上一层粉状熔剂覆盖 这样也可以减少熔化过程中的金属吸气 2 熔化过程中应注意防止熔体过热 特别是天然气炉 或煤气炉 熔炼时炉膛温度高达1200 C 在这样高的温度下容易产生局部过热 为此当炉料熔化后 应适当搅动熔体 以使熔池里各处温度均匀一致 同时也利于加速熔化 扒渣与搅拌 当炉料在熔池里已充分熔化 并且熔体温度达到熔炼温度时 即可扒除熔体表面漂浮的大梁氧化渣 扒渣 扒渣前应先在熔体上均匀撒入粉状熔剂 以使渣与金属分离 有利于扒渣 可以少带出金属 搅拌 目的在于使合金成分均匀分布和熔体内温度趋于一致 因为 一些密度较大的合金元素容易沉底 另外合金元素的加入不可能绝对均匀 这就造成了熔体上下层之间 炉内各区域之间合金元素的分布不均匀 如果搅拌不彻底 没有保证足够长的时间和消灭死角 容易造成熔体化学成份不均匀 中间合金的制备技术 1 中间合金的使用条件 熔制铝合金时 合金元素的添加方法一般有四种 a 以纯金属直接加入 b 以中间合金的形式加入 c 以化工材料的形式加入 d 以添加剂的形式加入 2 中间合金的使用考虑 a 有些合金元素的含量范围较窄 为使合金获得准确的化学成分 不适于加入纯金属 而需以中间合金形式加入 b 某些纯金属熔点较高 不能直接加入铝熔体中 而应先将此难熔金属预先制成中间合金以降低其熔点 c 某些纯金属密度大 在铝中溶解速度慢 这些合金元素若以纯金属形式加入 易造成偏析 d 某些纯金属表面不清洁 有的绣蚀严重 直接加入熔体易污染熔体 因此宜预先制成中间合金后使用 e 某些单质易蒸发或氧化 熔点高 在铝中溶解度低3 中间合金的使用目的 防止熔体过热 缩短熔炼时间 降低金属烧损 便于加入高熔点 难熔和易氧化挥发的合金元素 从而获得成分均匀 准确的熔体 精炼 在线净化 炉内处理对铝合金熔体的净化效果是有限的 要进一步提高熔体纯洁度 尤其是进一步降低氢含量和去除非金属夹杂物 必须采用高效的在线净化技术 除气装置都采用N2和Ar作为精炼气体 能有效去除铝熔体中的氢 如在精炼气体中加入少量的Cl2 CCl4或SF6等物质 还能很好的地除去熔体中的碱金属和碱土金属 熔体过滤 过滤是去除铝熔体中非金属夹杂物最有效和最可靠的手段 从原理上讲有饼过滤和深过滤之分 过滤方式有多种 效果最好的有过滤管和泡沫陶瓷过滤板 泡沫过滤板使用方便 过滤效果好 价格低 泡沫陶瓷过滤器示意图 溶剂精炼 常用溶剂成分和用途 DFU旋转喷头除气法 DFU是西南铝业责任公司在我国最先开发应用的旋转喷头除气与泡沫陶瓷过滤相结合的铝熔体净化装置 如图所示 它的除气箱采用单旋转喷头法除气 内部由隔板分为除气和静置区 内置浸入式加热器 可在铸造或非铸造期间对金属熔体进行加热和保温 它采用的是Ar气 或N2气 加1 3 的Cl 或CCl4 气体 可提高熔体净化效果 DDF旋转喷头除气法 DDF也是西南铝业有限责任公司在国内最早开发应用的一种旋转喷头法除气何泡沫陶瓷相结合的铝熔体净化装置之一 晶粒细化 在铝液中加入晶粒细化剂 可以明显改善铸锭的组织 晶粒细化的方法有多种 使用最广泛的是二元合金Al Ti和三元合金Al Ti B 产品主要有Al 4Ti和Al 5Ti 1B块状或棒状细化剂 块状在调整好铝熔体成分后加入 而棒状在铸造流槽中加入 细化效果显著提高 产品有Al 5Ti 1B Al 5