鋁合金熔煉與澆注
(發(fā)布日期：2008-11-4 14:42:00) 瀏覽人數(shù)：528 |
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合金的熔煉與澆注是鑄造生產(chǎn)中主要環(huán)節(jié),。嚴(yán)格控制熔煉與澆鑄的全過(guò)程,，對(duì)防止針孔、夾雜,、欠鑄、裂紋,、氣孔以及縮松等 鑄造缺陷起著重要的作用,。
由于鋁熔體吸收氫傾向大，氧化 能力強(qiáng),，易溶解鐵,，在熔煉與澆鑄過(guò)程中必須采取簡(jiǎn)易而又謹(jǐn)慎的預(yù)防措施國(guó)，以獲得優(yōu)質(zhì)鑄件,。
一,、鋁合金爐料冷笑及質(zhì)量控制
為了熔煉出優(yōu)質(zhì)鋁熔體，首先應(yīng)選 用合格的原材料。須對(duì)原材料進(jìn)行科學(xué)管理和適當(dāng)處理,，否則就會(huì)嚴(yán)重影響合金的質(zhì)量,，生產(chǎn)實(shí)踐證明，原材料（包括金屬材料及輔助材料）控制不嚴(yán)會(huì)使鑄件成批報(bào)廢,。
?。ㄒ唬?原材料必須有合格的化學(xué)成分及組織，具體要求如下：
1.入廠的合金錠除分析主要成分及雜質(zhì)含量外,，尚就檢查低陪組織及斷口,。實(shí)踐證明，使用了含有嚴(yán)重縮孔,、針孔,、以及氣泡的鋁液，就難以獲得致密的鑄件,，甚至?xí)斐烧麪t,、整批的鑄件報(bào)廢。
有人在研究鋁硅合金錠對(duì)鋁合金針孔的影響時(shí)發(fā)現(xiàn),，用熔融的純澆鑄砂型試塊時(shí)并不出現(xiàn)針孔,，當(dāng)加入低組織和不合格的鋁硅合金錠后，試塊針孔嚴(yán)重,，且晶粒大,。其原因?yàn)椴牧系倪z傳性所致。鋁硅系合金和遺傳性隨著含量的提高面增大,，硅量達(dá)到7%時(shí),，遺傳顯著。繼續(xù)提高硅含量到共晶成分,，遺傳性又稍減小,。為解決爐料遺傳性引起的鑄件缺陷，必須選用冶金質(zhì)量高的鋁錠,、中間合金及其它爐料,。具體標(biāo)準(zhǔn)如下：
（1）斷口上不應(yīng)有針孔,、氣孔
(2)針孔應(yīng)在三級(jí)以內(nèi),，局部（不超過(guò)受檢面積的25%）不應(yīng)超過(guò)三級(jí)，超過(guò)三級(jí)者必須采取重熔煉的辦法以減少針孔度,。重熔精煉方法與一般鋁合金熔煉相同,，澆鑄溫度不宜超過(guò)660℃，對(duì)于那些原始晶粒大的鋁錠,、合金錠等,，應(yīng)先用較低的錠模溫度,，使它們快速凝固，細(xì)化晶粒,。
?。ǘ?爐料處理
爐料使用前應(yīng)經(jīng)吹砂處理，以去除表面的銹蝕,、油脂等污物,。放置時(shí)間 不長(zhǎng)，表面較干凈的鋁合金錠及金屬型回爐料可以不經(jīng)吹砂處理,，但應(yīng)消除混在爐料內(nèi)的鐵質(zhì)過(guò)濾網(wǎng)及鑲嵌件等,，所有的爐料在入爐前均應(yīng)預(yù)熱，以去除表面附的水分,，縮短熔煉時(shí)間在3小時(shí)以上,。
（三）爐料的管理及存放
爐料的合理保存及管理對(duì)確保合金質(zhì)量有重要意義,。爐料應(yīng)貯存在溫度變化不大,、干燥的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)。
二,、坩堝及熔煉工具的準(zhǔn)備
?。ㄒ唬┷釄彖T造鋁合金常用鐵坩堝，也可用鑄鋼及鋼板焊接坩堝,。
新坩堝及長(zhǎng)期未用的舊坩堝,，使用前均應(yīng)吹砂，并加熱到700--800度,，保持2--4小時(shí) ,，以燒除附著在坩堝內(nèi)壁的水分及可燃物質(zhì)，待冷到300度以下時(shí),，仔細(xì)清理坩堝內(nèi)壁,，在溫度不低于200度時(shí)噴涂料。
坩堝使用前應(yīng)預(yù)熱至暗紅色（500--600度）,，并保溫2小時(shí)以上,。新坩堝外熔煉之前，最好先熔化一爐同牌號(hào)的回爐料,。
?。ǘ?熔煉工具的準(zhǔn)備
鐘罩、壓瓢,、攪拌勺、澆包
錠模等使用前均應(yīng)預(yù)熱,，并在150度---200度溫度下涂以防護(hù)性涂料,，并徹底烘干,，烘干溫度為200--400度，保溫時(shí)間2小時(shí)以上,，使用后應(yīng)徹底清除表面上附著的氧化物,、氟化物，（最好進(jìn)行吹砂）,。
三,、熔煉溫度的控制
熔煉溫度過(guò)低，不利于合金元素的溶解及氣體,、夾雜物的排出,，增加形成偏析、冷隔,、欠鑄的傾向,，還會(huì)因冒口熱量不足，使鑄件得不到合理的補(bǔ)縮,，有資料指出,，所有鋁合金的熔煉溫度到少要達(dá)705度并應(yīng)進(jìn)行攪拌。熔煉溫度過(guò)高不僅浪費(fèi)能源,，更嚴(yán)重的是因?yàn)闇囟扔?，吸氫愈多，晶粒亦愈粗大,，鋁的氧化愈嚴(yán)重,，一些合金元素的燒損也愈嚴(yán)重，從而導(dǎo)致合金的機(jī)械性能的下降,，鑄造性能和機(jī)械加工性能惡化,，變質(zhì)處理的效果削弱，鑄件的氣密性降低,。
生產(chǎn)實(shí)踐證明,，把合金液快速升溫至較的溫度，進(jìn)行合理的攪拌,，以促進(jìn)所有合金元素的溶解（特別是難熔金屬元素）,，扒除浮渣后降至澆注溫度，這樣,，偏析程度最小,，熔解的氫亦少，有利于獲得均勻致密,、機(jī)械性能高的合金.因?yàn)殇X熔體的溫度是難以用肉眼來(lái)判斷的,，所以不論使用何種類型的熔化爐，都應(yīng)該用測(cè)溫儀表控制溫度,。測(cè)溫儀表應(yīng)定期校核和維修,。熱電偶套管應(yīng)周期的用金屬刷刷干凈,，涂以防護(hù)性涂料，以保證測(cè)溫結(jié)果的準(zhǔn)確性及處長(zhǎng)使用壽命,。
四,、熔煉時(shí)間的控制
為了減少鋁熔體的氧化、吸氣和鐵的溶解,，應(yīng)盡量縮短鋁熔體在爐內(nèi)的停留時(shí)間,，快速熔煉。從熔化開(kāi)始至澆注完畢,，砂型鑄造不超過(guò)4小時(shí),，金屬型鑄造不超過(guò)6小時(shí)，壓鑄不超過(guò)8小時(shí),。
為加速熔煉過(guò)程,，應(yīng)首先加入中等塊度、熔點(diǎn)較低的回爐料及鋁硅中間合金,，以便在坩堝底陪盡快形成熔池,，然后再加塊度較大的回爐料及純鋁錠，使它們能徐徐浸入逐漸擴(kuò)大的熔池,，很快熔化,。在爐料主要部分熔化后，再加熔點(diǎn)較高,、數(shù)量不多的中間合金,，升溫、攪拌以加速熔化,。最后降溫,，壓入易氧化的合金元素，以減少損失,。
五,、熔體的轉(zhuǎn)送和澆注
盡管固態(tài)氧化鋁的密度近似于鋁熔體的密度，在進(jìn)入鋁熔體內(nèi)部后,，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間才會(huì)沉至坩堝底陪,。而鋁熔體被氧化后形成的氧化鋁膜，卻僅與鋁熔體接觸的一面是致密的,，與空氣接觸的一面疏松且有大量直徑為60--100A的小孔,，其表面積大，吸附性強(qiáng),，極易吸附在水汽,，反有上浮的傾向。因此,，在這種氧化膜與鋁熔體的比重差小,，將其混入熔體中,，浮沉速度很慢，難以從熔體中排除,，在鑄件中形成氣孔太夾雜。所以,，轉(zhuǎn)送鋁熔體中關(guān)鍵是盡量減少熔融金屬的攪拌,，盡量減少熔體與空氣的接觸。
采用傾轉(zhuǎn)式坩堝轉(zhuǎn)注熔體時(shí),，為避免熔體與空氣的混合,，應(yīng)將澆包盡量靠所爐咀，并傾斜放置,，使熔體沿著澆包的側(cè)壁下流,，不致直接沖擊包底，發(fā)生攪動(dòng),、飛濺等,。
采用正確合理的澆注方法，是獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的重要條件之一,。生產(chǎn)實(shí)踐得,，注意下列事項(xiàng)，對(duì)防止,、減少鑄件缺陷是很有效的,。
（一）澆注前應(yīng)仔細(xì)檢查熔體出爐溫度,、澆包容量及其表面涂料層的干燥程度,，其他工具的準(zhǔn)備是否合乎要不。金屬澆口杯在澆注前3--5分鐘之內(nèi)就在砂型上安放好,，此時(shí)澆包懷的溫度不高于150度,，安置過(guò)早或溫度過(guò)高，澆道內(nèi)憋住大量氣體,，在澆注時(shí)有爆炸的危險(xiǎn),。
（二）不能在有“過(guò)堂風(fēng)”的場(chǎng)合下澆注,，以及熔體強(qiáng)烈氧化,，燃燒，使鑄件產(chǎn)生氧化夾雜等缺陷,。
?。ㄈ┯邵釄鍍?nèi)獲取熔體時(shí)，應(yīng)先用包底輕輕撥開(kāi)熔體表面的氧化皮或熔劑層,，緩慢地將澆包浸入熔體內(nèi),，用澆包的寬口舀取熔體,，然后平穩(wěn)的提起澆包。
?。ㄋ模┒税鼤r(shí)不要掌平,，步子要穩(wěn)，澆包不宜提得過(guò)高,，澆包內(nèi)金屬液面必須保持平穩(wěn),，不受攏動(dòng)。
?。ㄎ澹┘磳沧r(shí),，應(yīng)扒凈澆包的渣子，以免在澆注中將熔渣,、氧化皮等帶入鑄型中,。
（六）在澆注中,，熔體流就保持平穩(wěn),，不能中斷，不能直沖口懷的底孔,。澆口懷自媽至終應(yīng)充滿,，液面不得翻動(dòng)，澆注速度要控制得當(dāng),。通常,，澆注開(kāi)始度就稍慢些，使熔體充填平穩(wěn),，然后速度稍快,，并基本保持澆注速度不變。
?。ㄆ撸┰跐沧⑦^(guò)程中,，澆包咀與澆口的距離就盡可能靠近，以不超過(guò)50毫米為限,，以免熔液過(guò)多地氧化,。,、
?。ò耍Ф氯臐部趹?，堵塞不能撥得太早，在熔體充滿澆口懷后,，再緩慢地斜向撥出,，以免熔體在注入澆道時(shí)產(chǎn)生渦流。
（九）距坩堝底部60毫米以下的熔體不宜澆注鑄件,。 | |
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