铝合金熔炼注意事项笔记

铝合金熔炼注意事

项笔记铝合金熔炼注意事项微量的（10ppm）磷P就会使9%的亚共晶铝合金出现初晶硅，使共晶硅出现粗大的板片，故此需要严格控制结晶硅的含磷量；SI硅含量的提高会使结晶温度区间变小（亚共晶时）、共晶体增加、流动性提高，线收缩率降低、热烈倾向小、密度变小、电导率变小、腐蚀量变小、磨损量变小；在含Si%16~18%时流动性达到峰值；a（AL）相是Si溶于AL的固溶体，8相是AL溶于Si的固溶体、可是因为AL几乎不溶于Si、故此可将其视为纯Si，（a+8）称为共晶体；如果是亚共晶时析出的Si称为共晶，匚而共晶、过共晶时先析出的Si称为初晶Si（共晶时仅析出（a+8）、过共晶时会首先析出8相）；ZL114A为亚共晶合金、含有a（AL）相和（a+8）相；细化共晶硅的变质处理不能细化初晶硅；为了兼顾合金的各种性能、铝合金的含硅一般为7%~12%；加入钠元素或锶元素后、随共晶硅形貌发生剧变、伸长率大幅提高；加入锶元素、锑元素后共晶反应时间明显延长、说明锶元素、锑元素均有阻碍共晶形核、生长的作用，反应在曲线上就是共晶平台温度下降、时间延长；当钠含量超过一定数量后、大大抑制了共晶硅的析出、生长，液相温度继续降低，以后发生三元共晶转变：L-a(AL)+Si+(NA、AL)Si2，共晶平台温度降低5~10°C，实际上钠盐降低共晶平台温度是过变质的结果、也能够说是过变质才有的特征。而锶变质不会产生过变质现象，因此共晶平台下降不大为5~7C；稀土变质与凝固速度有关、是一种对冷速敏感的变质剂，要获得良好的贬值效果要创造出快冷条件；AL-Si共晶合金、过共晶合金中同时加入稀土和磷，能同时细化初晶si和共晶si，称为双重变质；Al-si-mg合金固溶处理时、Mg2SI固溶入a(al)中、人工时效后呈弥散相析出、强化合金、力学性能大幅提高；AL-si-mg三元共晶点温度为559C、理论固溶温度接近550C左右、考虑炉温不均匀及仪表误差、国标中将固溶处理温度定为535C±5C；ZL101：si6~8%、mg0.2%~0.4%、其余为AL，铸态组织由树枝状a(AL)固溶体、共晶体(a+8)组成、晶界上有微量的Mg2SI成针状，固溶处理时Mg2si融入a(AL)中、人工时效后沉淀析出；ZL101可经过调整mg的上限、下限或采用不同的热处理规范来调节合金强度塑形指标；温度升高时，Mg2si开始聚集、容易成块，力学性能下降、故其工作温度不宜超过150°C；ZL104硅量较高同时加入锰、使得其力学性能高于zl101、Mn的除了起固溶强化作用外、还能够改变针状富铁相的形状、形成骨架状的AlFeMnSi相、改进塑形。但相对于Fe含量低于0.1%的高纯合金、原来不出现8苴相、此时加入Mn反而生成（Fe、Mn）AL6，降低塑形。Mg在AL-Si合金中最大溶解度为 7%、将Mg含量提高到0.45~0.6%、同时加入细化剂 Ti0.1%~0.2%，铁杂质控制在0.15%以下，固溶温度提高到540~545C，经过人工时效170C左右、其力学性能、特别是抗拉强度大幅提高，抗拉达310~330MPa、屈服达230~250MPa；铁在Al-Si中以8（AL9Fe2Si2）形式出现、即脆又硬、呈粗大片状、冷速越小、组织越粗大、削弱铝基体、使合金变脆，破坏铝铸件表面氧化膜的连续性、使耐腐蚀性降低；杂质铁的来源为炉料、坩埚及熔炼工具。防止渗铁的有效途径：控制炉料中含铁量、；用较高级的铝锭、在干过、工具上涂覆涂料、避免铝液长期在铁质坩埚中保温、跑温；为消除8si的有害作用、可在合金中加入锰、铬、钻、钼等元素、形成骨架或块状复杂化合物a）可按Mn/Fe=0.67~0.83的比例加入锰、形成块状AlFeMnSi相，从而削弱Fe的有害作用加入Be0.05%~0.1%,8si转化为电装的Al5BeFeSi＞可消除脆性、但铍价贵、其蒸汽有毒、要慎用含铁量超过2.0%的回炉料一般作废铝处理砂型铸造时、杂质铁应控制在0.3%以下、可随着过冷速度的提高适当放宽、压铸时、冷速极高、为提高脱模性、铁过低反而不利、可提高到1.2%；磷会使亚共晶Al-Si合金出现初晶Si,影响合金组织力学性能；磷与残存的钠反应、使变质失效；磷在a(Al)、七j中分配系数极小、富集在8si表面、封锁了小角度分枝的台阶、抑制了其生长、使8si技能沿大角度分枝生长、从而引起组织粗大。镁原子半径比铝大13%,固溶处理后、镁融入^(Al)中、a(Al)的点阵发生很大扭曲、力学性能大大提高；晶粒越细、枝晶间距越小、屈服强度越高。细晶粒有助于改进补缩、消除缩松、缩孔、防止冷隔，细化有害杂质相等；细化处理是AL-CU、AL-Mg、Al-Zn合金的常见强化手段；含钛的铝熔体中加入微量硼、细化作用提高数倍，因其在同样过冷度下能增加钛在铝熔体中的过饱和度、析出更多TiAl3粒子；(假说)加入微量硼可延缓Ti的衰退；加入钛、硼的熔体中如含有或加入锆、铬、锰等元素，将减弱甚至失去细化效果，谓之“中毒”。不同形状的TiAl3的形成条件及细化作用：a） 小平面块状：低温速冷时形成、细化效果好、作用快，但易溶解、衰退较快，适用于型材厂做成线盘条细化剂、直接加在熔炉的溜槽中使用；b） 片状：高温、缓冷时形成，细化作用弱、但衰退较慢；c） 花瓣状：高温快速冷却时形成：细化效果不如块状、作用慢、但衰退也慢，适用于铸造厂，直接加入溶炉中进行细化处理；当合金元素含量相同时、合金元素的体收缩率越大、铸件中的缩孔、缩松的体积也越大。当合金元素含量向同时、它们的线膨胀系数越大、则合金的线膨胀系数越大、线收缩率也相应地大、铸造件越容易产生裂纹、变形、挠曲等缺陷；浇铸前的夹杂称为一次夹杂、浇铸过程中的夹杂称为二次夹杂，二次夹杂分为两类、第一类是分布不均匀的大块夹杂物、危害性很大、使基体不连续、是因其渗漏或成为腐蚀的根源，第二类夹杂成弥散状、在低倍显微组织中不易发现、铸件凝固时称为旗袍的形核基底、生成针孔，这一类氧化夹杂很难在精炼时彻底清除。在所有的炉气中、只有氢能大量的溶解于滤液中、在铝合金中的气体中，氢占85%以上，故此一般称的铝合金“含气量”即是“含氢量”；溶于铝液中的氢气有自铝液内部向大气中扩散逸出的倾向，实际铝液中的氢和氧化夹杂主要源于铝液与炉气中的水汽反应。分子态的氢并不能直接溶入铝液中、只有离解成原子态的氢才能溶入铝液中、这能够从纯净的氢气氛中熔炼铝液、铸件中并不出现针孔的实验中得到证明；铝锭与大气中的水汽接触会产生AL(OH)3⑴，其长在铝锭表面、组织疏松、对铝合金没有保护作用、俗称铝锈；铝锭不宜储存潮湿的库房或露天堆放，对于已生铝锈的铝锭、投入熔炉前要彻底清除铝锈、否则无论熔炼工艺多严格也、也不容易获得高质量的铝液；一切进入熔池的炉料、工具、溶剂等都必须按规定预热、除去表面吸附的水汽，含有结晶水的溶剂必须预熔脱水、炉称要烘干、