鑄鋁

鑄鋁裝料

熔煉時(shí)，裝入爐料的順序和方法不僅關(guān)系到熔煉的時(shí)間、金屬的燒損、熱能消耗，還會(huì)影響到金屬熔體的質(zhì)量和爐子的使用壽命。裝料的原則有：

1、裝爐料順序應(yīng)合理。正確的裝料要根據(jù)所加入爐料性質(zhì)與狀態(tài)而定，而且還應(yīng)考慮到最快的熔化速度，最少的燒損以及準(zhǔn)確的化學(xué)成分控制。

裝料時(shí)，先裝小塊或薄片廢料，鋁錠和大塊料裝在中間，最后裝中間合金。熔點(diǎn)易氧化的中間合金裝在中下層。所裝入的爐料應(yīng)當(dāng)在熔池中均勻分布，防止偏重。

小塊或薄板料裝在熔池下層，這樣可減少燒損，同時(shí)還可以保護(hù)爐體免受大塊料的直接沖擊而損壞。中間合金有的熔點(diǎn)高，如AL-NI和AL-MN合金的熔點(diǎn)為750-800℃，裝在上層，由于爐內(nèi)上部溫度高容易熔化，也有充分的時(shí)間擴(kuò)散；使中間合金分布均勻，則有利于熔體的成分控制。

爐料裝平，各處熔化速度相差不多這樣可以防止偏重時(shí)造成的局部金屬過(guò)熱。

爐料應(yīng)進(jìn)量一次入爐，二次或多次加料會(huì)增加非金屬夾雜物及含氣量。

2、對(duì)于質(zhì)量要求高的產(chǎn)品（包括鍛件、模鍛件、空心大梁和大梁型材等）的爐料除上述的裝料要求外，在裝料前必須向熔池內(nèi)撒20-30kg粉狀熔劑，在裝爐過(guò)程中對(duì)爐料要分層撒粉狀熔劑，這樣可提高爐體的純潔度，也可以減少損耗。

3、電爐裝料時(shí)，應(yīng)注意爐料最高點(diǎn)距電阻絲的距離不得少于100mm，否則容易引起短路。

鑄鋁熔化

爐料裝完后即可升溫。熔化是從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的過(guò)程。這一過(guò)程的好壞，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有決定性的影響。

A、覆蓋

熔化過(guò)程中隨著爐料溫度的升高，特別是當(dāng)爐料開(kāi)始熔化后，金屬外層表面所覆蓋的氧化膜很容易破裂，將逐漸失去保護(hù)作用。氣體在這時(shí)候很容易侵入，造成內(nèi)部金屬的進(jìn)一步氧化。并且已熔化的液體或液流要向爐底流動(dòng)，當(dāng)液滴或液流進(jìn)入底部匯集起來(lái)時(shí)，其表面的氧化膜就會(huì)混入熔體中。所以為了防止金屬進(jìn)一步氧化和減少進(jìn)入熔體的氧化膜，在爐料軟化下塌時(shí)，應(yīng)適當(dāng)向金屬表面撒上一層粉狀熔劑覆蓋，其用量見(jiàn)表。這樣也可以減少熔化過(guò)程中的金屬吸氣。

B、加銅、加鋅

當(dāng)爐料熔化一部分后，即可向液體中均勻加入鋅錠或銅板，以熔池中的熔體剛好能淹沒(méi)住鋅錠和銅板為宜。

這時(shí)應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是，銅板的熔點(diǎn)為1083℃，在鋁合金熔煉溫度范圍內(nèi)，銅是溶解在鋁合金熔體中。因此，銅板如果加得過(guò)早，熔體未能將其蓋住，這樣將增加銅板的燒損；反之如果加得過(guò)晚，銅板來(lái)不及溶解和擴(kuò)散，將延長(zhǎng)熔化時(shí)間，影響合金的化學(xué)成分控制。

電爐熔煉時(shí)，應(yīng)盡量避免更換電阻絲帶，以防臟物落入熔體中，污染金屬。

C、攪動(dòng)熔體

熔化過(guò)程中應(yīng)注意防止熔體過(guò)熱，特別是天然氣爐（或煤氣爐）熔煉時(shí)爐膛溫度高達(dá)1200℃，在這樣高的溫度下容易產(chǎn)生局部過(guò)熱。為此當(dāng)爐料熔化之后，應(yīng)適當(dāng)攪動(dòng)熔體，以使熔池里各處溫度均勻一致，同時(shí)也利于加速熔化。

鑄鋁扒渣與攪拌

當(dāng)爐料在熔池里已充分熔化，并且熔體溫度達(dá)到熔煉溫度時(shí)，即可扒除熔體表面漂浮的大量氧化渣。

A、扒渣

扒渣前應(yīng)先向熔體上均勻撒入粉狀熔劑，以使渣與金屬分離，有利于扒渣，可以少帶出金屬。扒渣要求平穩(wěn)，防止渣卷入熔體內(nèi)。扒渣要徹底，因浮渣的存在會(huì)增加熔體的含氣量，并弄臟金屬。

B、加鎂加鈹

扒渣后便可向熔體內(nèi)加入鎂錠，同時(shí)要用2號(hào)粉狀熔劑進(jìn)行覆蓋，以防鎂的燒損。為防止鈹?shù)闹卸?，在加鈹操作時(shí)應(yīng)戴好口罩。另外，加鈹后扒也的渣滓應(yīng)堆積在專門的堆放場(chǎng)地或作專門處理。

C、攪拌

在取樣之前，調(diào)整化學(xué)成分之后，都應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行攪拌。其目的在于使合金成分均勻分布和熔體內(nèi)溫度趨于一致。這看起來(lái)似乎是一種極其簡(jiǎn)單的操作，但是在工藝過(guò)程中是很重要的工序。因?yàn)椋恍┟芏容^大的合金元素容易沉底，另外合金元素的加入不可能絕對(duì)均勻，這就造成了熔體上下層之間，爐內(nèi)各區(qū)域之間合金元素的分布不均勻。如果攪拌不徹底（沒(méi)有保證足夠長(zhǎng)的時(shí)間和消滅死角），容易造成熔體化學(xué)成分不均勻。

攪拌應(yīng)當(dāng)平穩(wěn)進(jìn)行，不應(yīng)激起太大的波浪，以防氧化膜卷入熔體中。

鑄鋁調(diào)整成分

在熔煉過(guò)程中，由于各種原因都可能會(huì)使合金成分發(fā)生改變，這種改變可能使熔體的真實(shí)成分與配料計(jì)算值發(fā)生較大的偏差。因而需在爐料熔化后，取樣進(jìn)行快速分析，以便根據(jù)分析結(jié)果是否需要調(diào)整成分。

A、取樣

熔體經(jīng)充分?jǐn)嚢韬螅磻?yīng)取樣進(jìn)行爐前快速分析，分析化學(xué)成分是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。取樣時(shí)的爐內(nèi)熔體溫度應(yīng)不低于熔煉溫度中限。

快速分析試樣的取樣部位要有代表性，開(kāi)然氣爐（或煤氣爐）在兩個(gè)爐門中心部位各取一組試樣，電爐在二分之一熔體的中心部位取兩組試樣。取樣前試樣勺要進(jìn)行預(yù)熱，對(duì)于高純鋁及鋁合金，這了防止試樣勺污染，取樣應(yīng)采用不銹鋼試樣勺并涂上涂料。

B、成分調(diào)整

當(dāng)快速分析結(jié)果和合金成分要求不相符時(shí)，就應(yīng)調(diào)整成分—沖淡或補(bǔ)料。

一、補(bǔ)料?？焖俜治鼋Y(jié)果低于合金化學(xué)成分要求時(shí)需要補(bǔ)料。為了使補(bǔ)料準(zhǔn)確，應(yīng)按下列原則進(jìn)行計(jì)算：

1、先算量少者后算量多者；

2、先算雜質(zhì)后算合金元素；

3、先算低成分的中間合金，后算高成分的中間合金；

4、最后算新金屬

二、沖淡。

快速分析結(jié)果高于化學(xué)成分的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、交貨標(biāo)準(zhǔn)等的上限時(shí)就需沖淡。

在沖淡時(shí)高于化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn)的合金元素要沖至低于標(biāo)準(zhǔn)要求的該合金元素含量上限。

我國(guó)的鋁加工廠根據(jù)歷年來(lái)的生產(chǎn)實(shí)踐，對(duì)于鋁合金都制定了廠內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，以便使這些合金獲得良好的鑄造性能和力學(xué)性能。為此，在沖淡時(shí)一般都沖至接近或低于該元素的廠內(nèi)化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn)上限所需的化學(xué)成分。

C 、調(diào)整成分時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)

1、試樣用元代表性。試樣無(wú)代表性是加為，某些元素密度較大，溶解擴(kuò)散速度慢，或易于偏析分層。故取樣前應(yīng)充分?jǐn)嚢?，以均勻其成分，由于反射爐熔池表面溫度高，爐底溫度低，沒(méi)有對(duì)流傳熱作用，取樣前要多次攪拌，每次攪拌時(shí)間不得少于5min。

2、取樣部位和操作方法要合理。由于反射爐熔池大而深，盡管取樣前進(jìn)行多次攪拌，熔池內(nèi)各部位的成分仍然有一定的偏差，因此，試樣應(yīng)在熔池中部最深部位的二分之一處取出。

取樣前應(yīng)將試樣模充分加熱干燥，取樣時(shí)操作方法正確，使試樣符合要求，否則試樣有氣孔、夾渣或不符合要求，都會(huì)給快速分析帶來(lái)一定的誤差。

3、取樣時(shí)溫度要適當(dāng)。某些密度大的元素，它的溶解擴(kuò)散速度隨著溫度的升高而加快。如果取樣前熔體溫度較低，雖然經(jīng)過(guò)多次攪拌，其溶解擴(kuò)散速度仍然很慢，此時(shí)取出的試樣仍然無(wú)代表性，因此取樣前應(yīng)控制熔體溫度適當(dāng)高些。

4、補(bǔ)料和沖淡時(shí)一般都用中間合金，熔點(diǎn)較高和較難熔化的新金屬料，應(yīng)予避免。

5、補(bǔ)料量和沖淡量在保證合金元素要求的前提下應(yīng)越少越好。且沖淡時(shí)應(yīng)考慮熔煉爐的容量和是否便于沖淡的有關(guān)操作。

6、如果在沖淡量較大的情況下，還應(yīng)補(bǔ)入其它合金元素，應(yīng)使這些合金元素的含量不低于相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)或要求。

鑄鋁精煉

工業(yè)生產(chǎn)的鋁合金絕大多數(shù)在熔煉爐不再設(shè)氣體精煉鋼過(guò)程，而主要靠靜置爐精煉和在線熔體凈化處理，便有的鋁加工廠仍還設(shè)有熔煉爐精煉，其目的是為了提高熔體的純凈度。這些精煉方法可分為兩類：即氣體精煉法和熔劑精煉法。

鑄鋁出爐

當(dāng)熔體經(jīng)過(guò)精煉處理，并扒出表面浮渣后，待溫度合適時(shí)，即可將金屬熔體輸注到靜置爐，以便準(zhǔn)備鑄造。

鑄鋁清爐

清爐就是將爐內(nèi)殘存的結(jié)渣徹底清出爐外。每當(dāng)金屬出爐后，都要進(jìn)行一次清爐。當(dāng)合金轉(zhuǎn)換，普通制品連續(xù)生產(chǎn)5-15爐，特殊制品每生產(chǎn)一爐，一般就要進(jìn)行大清爐。大清爐時(shí)，應(yīng)先均勻向爐內(nèi)撒入一層粉狀熔劑，并將爐膛溫度升至800℃以上，然后用三角鏟將爐內(nèi)各處殘存的結(jié)渣徹底清除。

鑄鋁概述

是一種將純鋁或鋁合金錠按標(biāo)準(zhǔn)的成份比例配制后，經(jīng)過(guò)人工加熱將其變成鋁合金液體或熔融狀態(tài)后再通過(guò)專業(yè)的模具或相應(yīng)工藝將鋁液或熔融狀態(tài)的鋁合金澆注進(jìn)型腔，經(jīng)冷卻形成所需要形狀鋁件的一種工藝方法。

鑄鋁所用的鋁稱為：鑄造鋁合金。常用的鑄鋁方法有：砂鑄，壓鑄，低壓鑄造，精密鑄造，永久模鑄造等。

鑄鋁注意要點(diǎn)

一 、氧化夾渣缺陷特征：氧化夾渣多分布在鑄件的上表面，在鑄型不通氣的轉(zhuǎn)角部位。斷口多呈灰白色或黃色，經(jīng)x光透視或在機(jī)械加工時(shí)發(fā)現(xiàn)，也可在堿洗、酸洗或陽(yáng)極化時(shí)發(fā)現(xiàn)。

產(chǎn)生原因： 1.爐料不清潔，回爐料使用量過(guò)多。 2.澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)不良。 3.合金液中的熔渣未清除干凈。 4.澆注操作不當(dāng)，帶入夾渣。 5.精煉變質(zhì)處理后靜置時(shí)間不夠。防止方法： 1.爐料應(yīng)經(jīng)過(guò)吹砂，回爐料的使用量適當(dāng)降低 。2.改進(jìn)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提高其擋渣能力 3.采用適當(dāng)?shù)娜蹌┤ピ?4.澆注時(shí)應(yīng)當(dāng)平穩(wěn)并應(yīng)注重?fù)踉?5.精煉后澆注前合金液應(yīng)靜置一定時(shí)間。

二、氣孔、缺陷特征：三鑄件壁內(nèi)氣孔一般呈圓形或橢圓形，具有光滑的表面，一般是發(fā)亮的氧化皮，有時(shí)呈油黃色。表面氣孔、氣泡可通過(guò)噴砂發(fā)現(xiàn)，內(nèi)部氣孔、 氣泡可通過(guò)X光透視或機(jī)械加工發(fā)現(xiàn)氣孔、 氣泡在X光底片上呈黑色。

產(chǎn)生原因： 1.澆注合金不平穩(wěn)，卷入氣體。 2.型(芯)砂中混入有機(jī)雜質(zhì)(如煤屑、草根 馬糞等)。 3.鑄型和砂芯通氣不良。 4.冷鐵表面有縮孔。 5.澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)不良。防止方法： 1.正確把握澆注速度，避免卷入氣體。 2.型(芯)砂中不得混入有機(jī)雜質(zhì)以減少造型材料的發(fā)氣量。 3.改善(芯)砂的排氣能力。 4.正確選用及處理冷鐵。 5.改進(jìn)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

三、 縮松缺陷特征：鋁鑄件縮松一般產(chǎn)生在內(nèi)澆道四周飛冒口根部厚大部位、壁的厚薄轉(zhuǎn)接處和具有大平面的薄壁處。在鑄態(tài)時(shí)斷口為灰色，淺黃色經(jīng)熱處理后為灰白淺黃或灰黑色在x光底片上呈云霧狀嚴(yán)重的呈絲狀縮松可通過(guò)X光、熒光低倍 斷口等檢查方法發(fā)現(xiàn)。

產(chǎn)生原因： 1.冒口補(bǔ)縮作用差。 2.爐料含氣量太多。 3.內(nèi)澆道四周過(guò)熱 4.砂型水分過(guò)多，砂芯未烘干。 5.合金晶粒粗大。 6.鑄件在鑄型中的位置不當(dāng) 。7.澆注溫度過(guò)高，澆注速度太快。防止方法： 1.從冒口補(bǔ)澆金屬液，改進(jìn)冒口設(shè)計(jì)。 2.爐料應(yīng)清潔無(wú)腐蝕。 3.鑄件縮松處設(shè)置冒口，安放冷鐵或冷鐵與冒口聯(lián)用 。4.控制型砂水分，和砂芯干燥。 5.采取細(xì)化品粒的措施。 6.改進(jìn)鑄件在鑄型中的位置降低澆注溫度和澆注速度。

四、 裂紋缺陷特征 ：1.鑄造裂紋。沿晶界發(fā)展，常伴有偏析，是一種在較高溫度下形成的裂紋在體積收縮較大的合金和外形較復(fù)雜的鑄件輕易出現(xiàn) 2.熱處理裂紋：由于熱處理過(guò)燒或過(guò)熱引起，常呈穿晶裂紋。常在產(chǎn)生應(yīng)力和熱膨張系數(shù)較大的合金冷卻過(guò)劇?；虼嬖谄渌苯鹑毕輹r(shí)產(chǎn)生。

產(chǎn)生原因：1.鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，有尖角，壁的厚薄變化過(guò)于懸殊。 2.砂型(芯)退讓性不良。 3.鑄型局部過(guò)熱 。4.澆注溫度過(guò)高。 5.自鑄型中取出鑄件過(guò)早。 6.熱處理過(guò)熱或過(guò)燒，冷卻速度過(guò)激。防止方法:：1.改進(jìn)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，避免尖角，壁厚力求均勻，圓滑過(guò)渡。 2.采取增大砂型(芯)退讓性的措施。 3.保證鑄件各部分同時(shí)凝固或順序凝固，改進(jìn)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 4.適當(dāng)降低澆注溫度。 5.控制鑄型冷卻出型時(shí)間。 6.鑄件變形時(shí)采用熱校正法。 7.正確控制熱處理溫度，降低淬火冷卻速度。

鑄鋁制造原則

①當(dāng)用鋁錠和中間合金進(jìn)行熔化時(shí)，首先裝入鋁，然后加入中間合金。

②當(dāng)用預(yù)制合金錠進(jìn)行熔煉時(shí)，首先裝入預(yù)制合金錠，然后補(bǔ)加所需數(shù)量的鋁和中間合金。當(dāng)爐料由囚爐料和鋁錠組成時(shí)，首先熔化爐料中最多的那一部分。

④當(dāng)熔爐的容量足以同時(shí)裝入幾種爐料時(shí)，則應(yīng)首先一起裝入熔點(diǎn)相近的成份。

⑤容易燒損和低熔點(diǎn)的爐料，如鎂和鋅，應(yīng)在最后加入。

⑥在連續(xù)熔化時(shí)，坩堝內(nèi)應(yīng)剩余一部分鋁液，以加速下一爐的熔化。

⑦采用覆蓋熔劑時(shí)，應(yīng)在爐料開(kāi)始熔化時(shí)就加入熔劑。

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ZAlZn6Mg鑄鋁特性

可熱處理強(qiáng)化。經(jīng)時(shí)效處理后，可獲得較高的綜合力學(xué)性能。

ZAlZn6Mg鑄鋁用途

其切削加工性良好，鑄造性能尚可，焊接性一般。但該合金的熱強(qiáng)性較低，密度大，限制了它的應(yīng)用。