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1、1、铝合金熔炼技术的发展现状与展望铝合金主要用于车辆制造工业和飞机工业。交通工具要求零件强度高、重量轻、节省燃料,增加承载能力。因此,促使人们在传统熔炼技术的基础上,进行研究和开发,以满足零件的性能要求。近年来铝合金的熔炼技术有了显著的进步,现就熔炼设备、熔液质量控制.作如下简要综述。1.1、熔炼设备由于对产品质量要求不断提高和市场竞争日趋激烈,为了获得质量高又经济的铝合金熔液,对于其熔炼设备的选择和使用越来越重视了。近年来,火焰炉、反射炉、电阻炉和感应炉等传统用炉都有所改进.熔炼炉结构发展的方向是:操作过程自动化、应用新型加热材料、新型耐火材料和新熔剂。1.1.1、火焰炉火焰炉以节省燃料
2、、减少金属损失、充分利用排出气体的热量和改善劳动条件为改进目标。英国BritishLicenseeBurosEng,公司研制出的供热碳化硅陶瓷管可以使火焰不直接与金属接触,并且节省燃料20一70%:法国WStrikfeldt&KochGmBh公司为美国FordMotors公司设计制造了一种利用气体燃料的熔炼炉,整个熔化过程从装料到出合金熔液全部自动化,并使排出气体的热量得到利用,排出气体的温度由原来的900一1000℃降至现在的180-250℃可减少60%既的热损失,此设备仅需一个人操作。1.1.2、电阻炉电阻炉在结构方面有较大进步:结构简单、工作平稳可靠,特别是采用了高质量的加热器、耐火
3、材料和绝缘材料,并保证了炉子的高较率。法国Naber公司和意大利ItalprssS.P.a公司制造的电阻增锅炉,用于压铸车间熔炼、保温和浇注,每公斤铝合金仅消耗电能0.4Kwh:美国MichiganWheel公司使用了一种电阻反射炉熔炼铝合金,生产率为300—400kg/h,电能消耗0.44wh/kg,熔炼合金质量高,热损失少,且使用方便:英国SmcFurndces公司生产一种定量电阻炉,容量为250—3000kg,采用气体压力定量分配,定量范围为0.05一100kg,结构简单,熔炼的金属洁净,适用于压力铸造、粘土砂型铸造也能使用。1.1.3、中频感应电炉由于新电源的发展和综合工艺的开发,
4、过去不能广泛使用的中频(300一500Hz)电炉现在成为铝合金熔炼最适宜的电炉。其优点是:整个熔化期间功率比高,并拌随熔炼过程产生电磁搅拌,生产效率高,使用灵活,便于更换合金牌号,炉衬不用经常更换等法国BrownBevery公司把综合控制系统装在中频撼应电炉上,可以预侧整个熔化过程电的适宜消耗,进行熔化工部的费用分析,然后再制定出工艺规范;英国BritishAluminiumPic轧板厂,1985年以前使用火焰炉熔炼轻合金,由于灰、气排出和热损失,金属损失达14%,改用中领炉后,金属损失由14%降至1%,熔炼金属价格由169英镑/吨降至79英镑/吨:BrownBevery公司用中颇电炉取代
5、火焰炉熔练铝合金回炉料,金属很耗由8%降至2%,合金添加剂吸收率由80%提高到98%,吸收时间由2小时减至15分钟,而且工作环境也得到改善。综上所途,熔练铝合金最适宜的用炉是中颇感应电炉,而电阻炉作为保温、浇注用炉效果最好。1.2、熔液质量控制由于人们对铸件性能的要求日益提高.从而加强了对金属熔液处理技术和测量技术的研究和开发,以保证获得高质的合金熔液。熔液质量控制发展趋势是:研究准确、快速而简单的侧定气体的方法;开发无毒、无污染的除气措施;应用晶粒细化予制合金和长效、不吸气、无污染的变质剂。1.2.1、化学成分侧定普遥采用光谱分析仪,特别是采用计算机辅助计算光谱仪发射来检测熔液的化学成分
6、,在短时间内就可取得分析元素的定量结果。1.2.2、氧化物含量测定由于氧不溶于铝合金熔液,以氧化铝的形式存在于夹杂物中·而夹杂物绝大部分为氧化铝,偶尔也有氮化物、硫化物、碳化物或其它化合物。侧定氧化铝的常用方法有:1）热提取法2)中子激活法3)定量金相法-4)电子束熔化法5)离心分离加热法6)过滤法7)超声法8)电阻脉冲法9)车间最低标准法1.2.3、氢的测定通常铝合金熔液含氢0.05一0.5cm/100g之间,如果含量为0.1cm/100g就会对质量造成危害。脱气前知道熔液含氢量是选择最佳脱气方法的依据。目前铸造厂常用测量含氢的方法有:1)Staube一Pfeiffer法2)AISCAN
7、法3)CHAPEL法1.2.4、熔剂净化使用熔剂的主要目的是防止合金氧化,也有清理坩埚壁上污物和脱气的作用。现在的熔剂主要是由氯化物和氟化物及能获得特殊性能的添加物组成。固体熔剂制成粉末状,用喷枪在熔液表面下输入定量熔剂。喷枪在熔液中停留时,熔剂熔化成小滴,当小滴浮向熔液表面时,由于其表面积增大,加速了对熔液的净化作用。另外,喷枪释放出的卤化物气体形成气泡—进行脱气;正确使用熔剂还可以节省铸造成本,据报导,熔炼4500k
