铸造铝合金的熔炼

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第十三章铸造铝合金的熔炼内容：配料计算、炉料处理、熔炼设备工具选用、熔炼工艺过程控制目的：合格金属液：成分、变质处理 第一节铝合金液精炼原理除气，除杂质一、铝铸件中气孔的形态及对性能的影响1、针孔1）点状针孔凝固析出气泡2）网状针孔析出气孔、枝晶间没有补缩3）混合型针孔结构复杂、壁厚不均2、皮下气孔铝液与铸型中的水反应气体3、单个大气孔排气不畅，工艺问题 二、铝铸件中氧化夹杂物形态及对性能的影响一次氧化夹杂物大块夹杂物、弥散夹杂物二次氧化夹杂物三、铝液中气体和夹杂物的来源1、气体主要是氢85%1）铝与水、油污反应生成2）氢在铝液中溶解度图13-2原子溶解2、夹杂物氧化铝 四、氧化铝的形态、性能对吸氢的影响形态αγη-Al2O31、η-Al2O3低温，吸水表13-2干燥处理2、γ-Al2O3所有温度，700-850最多覆盖液面，隔绝空气，吸水3、α-Al2O3850以上，吸水最少0.01五、合金元素对铝液吸氢的影响1、对溶解度的影响：镁提高溶解度，硅、铜降低溶解度2、对氧化膜性能的影响镁破坏氧化膜铍保护氧化膜 六、熔炼时间对吸氢的影响快速熔炼七、铝液中析出氢的条件1、储氢条件：温度、压力、深度、氧化夹杂物（氧化铝等）2、除氢：扩散、形成气泡、上浮逸出、其他气体上浮带走3、措施：降压、对流、介质带走（惰性气体，不溶于铝的活性气体）。 第二节铝液熔炼工艺一、吸附精炼1、浮游法形成气泡带走Al2O3、H2(1）通气体：氮：710-720℃，温度低，降低氢的扩散系数，温度高，将生成AlN夹杂物。工业氮含有氧、水，影响效果，必须清除。氩：精炼温度可达760℃氩的密度高于氧，覆盖铝熔池表面，净化效果好，可以和变质剂同时加入，提高效率。氯：Cl2+Al—AlCl3（沸点183℃）不溶于铝液Cl2+H2—HCl（-85℃）不溶于铝液净化效果好。剧毒，设备要求高。改进，先通氯，后通氮。三气混合气（Cl2、CO、N2）：配比15：11：74.缺点：需要三气发生装置及输送装置。 （2）通固体：氯盐（ZnCl2、MnCl2、C2Cl6、TiCl4）精炼：nAl+3MeCln=nAlCl3+3MeZnCl2、价格便宜，净化效果差。C2Cl6、净化效果好，造成空气污染。固体无公害精炼剂（煤粉硝酸盐）4NaNO3+3C---Na2NO3+N2+3CO2喷粉（熔剂）精炼（NaCl、NaF、KCl） 2、熔剂法吸附溶解铝液夹杂物、氢1）对熔剂的要求不与铝液发生化学反应，不溶解熔点低于精炼温度、流动性好能吸附溶解Al2O3来源丰富价格便宜2）工艺性能要求覆盖性、分离性、精炼性（吸附溶解铝液夹杂物、氢）3）常用溶剂及其选择NaCl、NaF、KCl、Na2SiF6等 3、过滤法非活性过滤剂、活性过滤剂（炭块、玻璃纤维等）（NaF、CaF等）1）网状过滤法2）填充床过滤法4、稀土精炼形成氢化合物除氢 二、非吸附精炼1、真空精炼2、超声波处理在铝液内形成超声空穴，促氢形成气泡上浮，并带走氧化夹杂物三、净化效果检测方法1、炉前检测（自己看看）2、成品检测 六、铝合金精炼小结精练的工艺要求防、排、溶防防止水汽及赃物混入铝液排精炼，清除夹杂物和气体溶快速凝固、压力结晶。使气体溶入铸件内，不形成气孔。以防为主，严格工艺。 第四节铝合金组织控制成分、冷却速度、变质处理变质处理：1、第一类：细化固溶体（钛硼锆稀土等）2、第二类：细化共晶体（钠盐）3、第三类：细化消除杂质相（铍、锰） 第五节铝合金的炉料一、组成新金属、中间合金、回炉料、重容回炉料二、配料计算有固定公式，自己看 第六节铝合金典型熔炼工艺自己看