铸造铝合金的熔炼.ppt

第十三章 铸造铝合金的熔炼内容内容：配料计算、炉料处理、熔炼设：配料计算、炉料处理、熔炼设备工具选用、熔炼工艺过程控制备工具选用、熔炼工艺过程控制目的目的：合格金属液：成分、变质处理：合格金属液：成分、变质处理第一节 铝合金液精炼原理n 除气，除杂质除气，除杂质n一、铝铸件中气孔的形态及对性能的影响一、铝铸件中气孔的形态及对性能的影响n1、针孔、针孔n 1）点状针孔）点状针孔 凝固析出气泡凝固析出气泡n 2）网状针孔）网状针孔 析出气孔、枝晶间没有补缩析出气孔、枝晶间没有补缩n 3）混合型针孔）混合型针孔 结构复杂、壁厚不均结构复杂、壁厚不均n2、皮下气孔、皮下气孔 铝液与铸型中的水反应气体铝液与铸型中的水反应气体 n3、单个大气孔、单个大气孔 排气不畅，工艺问题排气不畅，工艺问题n二、铝铸件中氧化夹杂物形态及对性能的影二、铝铸件中氧化夹杂物形态及对性能的影响响n 一次氧化夹杂物一次氧化夹杂物n 大块夹杂物、弥散夹杂物大块夹杂物、弥散夹杂物n 二次氧化夹杂物二次氧化夹杂物n三、铝液中气体和夹杂物的来源三、铝液中气体和夹杂物的来源n 1、气体、气体 主要是氢主要是氢85%n 1）铝与水、油污反应生成）铝与水、油污反应生成n 2）氢在铝液中溶解度）氢在铝液中溶解度 图图13-2 原子溶解原子溶解n 2、夹杂物、夹杂物 氧化铝氧化铝n四、氧化铝的形态、性能对吸四、氧化铝的形态、性能对吸氢氢的影响的影响n 形态形态 -Al2O3n1、-Al2O3 低温低温 ，吸水表，吸水表13-2 干燥处理干燥处理n2、-Al2O3 所有温度，所有温度，700-850最多最多n 覆盖液面，隔绝空气，吸水覆盖液面，隔绝空气，吸水n3、-Al2O3 850以上，吸水最少以上，吸水最少 0.01n五、合金元素对铝液吸氢的影响五、合金元素对铝液吸氢的影响n 1、对溶解度的影响：镁、对溶解度的影响：镁 提高溶解度，硅、提高溶解度，硅、铜降低溶解度铜降低溶解度n 2、对氧化膜性能的影响、对氧化膜性能的影响n 镁镁 破坏氧化膜破坏氧化膜 n 铍铍 保护氧化膜保护氧化膜六、熔炼时间对吸氢的影响六、熔炼时间对吸氢的影响 快速熔炼快速熔炼七、铝液中析出氢的条件七、铝液中析出氢的条件 1、储氢条件：、储氢条件：温度、压力、深度、氧化夹杂温度、压力、深度、氧化夹杂物（氧化铝等）物（氧化铝等）2、除氢：扩散、形成气泡、上浮逸出、其他、除氢：扩散、形成气泡、上浮逸出、其他气体上浮带走气体上浮带走 3、措施：降压、对流、介质带走（惰性气体，、措施：降压、对流、介质带走（惰性气体，不溶于铝的活性气体）。不溶于铝的活性气体）。第二节 铝液熔炼工艺n一、吸附精炼一、吸附精炼n1、浮游法、浮游法 形成气泡带走形成气泡带走Al2O3、H2n (1）通气体：通气体：n 氮：氮：710-720，温度低，降低氢的扩散系数，温度高，将生，温度低，降低氢的扩散系数，温度高，将生成成AlN夹杂物。工业氮含有氧、水，影响效果，必须清除。夹杂物。工业氮含有氧、水，影响效果，必须清除。n 氩：精炼温度可达氩：精炼温度可达760氩的密度高于氧，覆盖铝熔池表面，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。净化效果好，可以和变质剂同时加入，提高效率。n 氯：氯：Cl2+AlAlCl3（沸点（沸点183）不溶于铝液）不溶于铝液n Cl2+H2HCl（-85）不溶于铝液）不溶于铝液 净化效果好。剧净化效果好。剧毒，设备要求高。改进，先通氯，后通氮。毒，设备要求高。改进，先通氯，后通氮。n 三气混合气（三气混合气（Cl2、CO、N2）：配比）：配比 15：11：74.缺点：需缺点：需要三气发生装置及输送装置。要三气发生装置及输送装置。n（2）通固体：）通固体：n 氯盐氯盐（Zn Cl2、Mn Cl2、C2 Cl6、Ti Cl4）n 精炼：精炼：nAl+3MeCln=nAlCl3+3Men Zn Cl2、价格便宜，净化效果差、价格便宜，净化效果差。C2C l6、净化效果、净化效果好，造成空气污染。好，造成空气污染。n 固体无公害精炼剂（煤粉硝酸盐）固体无公害精炼剂（煤粉硝酸盐）n 4NaNO3+3C-Na2NO3+N2+3CO2n 喷粉（熔剂）精炼（喷粉（熔剂）精炼（NaCl、NaF、KCl）n2、熔剂法、熔剂法 吸附溶解铝液夹杂物、氢吸附溶解铝液夹杂物、氢n 1）对熔剂的要求）对熔剂的要求n 不与铝液发生化学反应，不溶解不与铝液发生化学反应，不溶解n 熔点低于精炼温度、流动性好熔点低于精炼温度、流动性好n 能吸附溶解能吸附溶解 Al2O3n 来源丰富价格便宜来源丰富价格便宜 n 2）工艺性能要求）工艺性能要求n 覆盖性、分离性、精炼性（吸附溶解铝液夹杂物、覆盖性、分离性、精炼性（吸附溶解铝液夹杂物、氢）氢）n 3）常用溶剂及其选择）常用溶剂及其选择n NaCl、NaF、KCl、Na2SiF6等等n3、过滤法、过滤法 非活性过滤剂、活性过滤剂非活性过滤剂、活性过滤剂n （炭块、玻璃纤维等（炭块、玻璃纤维等）（NaF、CaF等）等）n 1）网状过滤法）网状过滤法n 2）填充床过滤法）填充床过滤法n4、稀土精炼、稀土精炼n 形成氢化合物除氢形成氢化合物除氢n二、非吸附精炼二、非吸附精炼n1、真空精炼、真空精炼n2、超声波处理、超声波处理n 在铝液内形成超声空穴，促氢形成气泡上浮，在铝液内形成超声空穴，促氢形成气泡上浮，并带走氧化夹杂物并带走氧化夹杂物n三、净化效果检测方法三、净化效果检测方法n1、炉前检测、炉前检测（自己看看）（自己看看）n2、成品检测、成品检测n六、铝合金精炼小结六、铝合金精炼小结n 精练的工艺要求精练的工艺要求 防、排、溶防、排、溶n防防 防止水汽及赃物混入铝液防止水汽及赃物混入铝液n排排 精炼，清除夹杂物和气体精炼，清除夹杂物和气体n溶溶 快速凝固、压力结晶。快速凝固、压力结晶。n 使气体溶入铸件内，不形成气孔。使气体溶入铸件内，不形成气孔。n 以防为主，严格工艺。以防为主，严格工艺。第四节 铝合金组织控制n成分、冷却速度、变质处理n变质处理：1、第一类：细化固溶体（钛硼锆稀土等）n 2、第二类：细化共晶体（钠盐）n 3、第三类：细化消除杂质相（铍、锰）第五节 铝合金的炉料n一、组成一、组成n新金属、中间合金、回炉料、重容回炉料新金属、中间合金、回炉料、重容回炉料n二、配料计算二、配料计算n 有固定公式，自己看有固定公式，自己看第六节 铝合金典型熔炼工艺n自己看