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铝合金熔炼与浇注
发布时间:2015-02-06 00:00   来源:郑州中威环保设备

       合金的熔炼与浇注是铸造生产中主要环节。严格控制熔炼与浇铸的全过程,对防止针孔、夹杂、欠铸、裂纹、气孔以及缩松等 铸造缺陷起着重要的作用。  
  由于铝熔体吸收氢倾向大,氧化 能力强,易溶解铁,在熔炼与浇铸过程中必须采取简易而又谨慎的预防措施国,以获得优质铸件。  
  一、铝合金炉料冷笑及质量控制  
  为了熔炼出优质铝熔体,首先应选 用合格的原材料。须对原材料进行科学管理和适当处理,否则就会严重影响合偷闹柿浚生产实践证明,原材料(包括金属材料及辅助材料)控制不严会使铸件成批报废。 
  (一) 原材料必须有合格的化学成分及组织,具体要求如下:  

  1.入厂的合金锭除分析主要成分及杂质含量外,尚就检查低陪组织及断口。实践证明,使用了含有严重缩孔、针孔、以及气泡的铝液,就难以获得致密的铸件,甚至会造成整炉、整批的铸件报废。  
  有人在研究铝硅合金锭对铝合金针孔的影响时发现,用熔融的纯浇铸砂型试块时并不出现针孔,当加入低组织和不合格的铝硅合金锭后,试块针孔严ぃ且晶粒大。其原因为材料的遗传性所致。铝硅系合金和遗传性随着含量的提高面增大,硅量达到7%时,遗传显著。继续提高硅含量到共晶成分,遗传性又稍减小。为解决炉料遗传性引起的铸件缺陷,必须选用冶金质量高的铝锭、中间合金及其它炉料。具体标准如下:  
  (1)断口上不应有针孔、气孔  
  (2)针孔应在三级以内,局部(不超过受检面积的25%)不应超过三级,超过三级者必须采取重熔炼的办法以减少针孔度。重熔精炼方法与一般铝合金熔炼相同,浇铸温度不宜超过660℃,对于那些原始晶粒大的铝锭、合金锭等,应先用较低的锭模温度,使它们快速凝固,细化晶粒。  
  (二) 炉料处理  
  炉料使用前应经吹砂处理,以去除表面的锈蚀、油脂等污物。放置时间 不长,表面较干净的铝合金锭及金属型回炉料可以不经吹砂处理,但应消除混嚷料内的铁质过滤网及镶嵌件等,所有的炉料在入炉前均应预热,以去除表面附的水分,缩短熔炼时间在3小时以上。  
  (三)炉料的管理及存放  
  炉料的合理保存及管理对确保合金质量有重要意义。炉料应贮存在温度变化不大、干燥的仓库内。  
  二、坩埚及熔炼工具的准备  
  (一)坩埚铸造铝合金常用铁坩埚,也可用铸钢及钢板焊接坩埚。  
  新坩埚及长期未用的旧坩埚,使用前均应吹砂,并加热到700--800度,保持2--4小时 ,以烧除附着在坩饽诒诘乃分及可燃物质,待冷到300度以下时,仔细清理坩埚内壁,在温度不低于200度时喷涂料。  
  坩埚使用前应预热至暗红色(500--600度),并保温2小时以上。新坩埚外熔炼之前,最好先熔化一炉同牌号的回炉料。  
  (二)熔炼工具的獗  
  钟罩、压瓢、搅拌勺、浇包、锭模等使用前均应预热,并在150度---200度温度下涂以防护性涂料,并彻底烘干,烘干温度为200--400度,保温时间2小时以上,使用后应彻底清除表面上附着的氧化物、氟化物,(最好进行吹砂)。  
  三馊哿段露鹊目刂  
  熔炼温度过低,不利于合金元素的溶解及气体、夹杂物的排出,增加形成偏析、冷隔、欠铸的倾向,还会因冒口热量不足,使铸件得不到合理的补缩,有资料指出,所有铝合金的熔炼温度到少要达705度并应进行搅拌。熔炼温度过高不仅浪费能源,更严重的是因为温度愈高,吸氢愈多,晶粒亦愈粗大,铝的氧化愈严重,一些合金元素的烧损也愈严重,从而导致合金的机械性能的下降,铸造性能和机械加工性能恶化,变质处理的效果削弱,铸件的气密性降低。  
  生产实践证明,把合金液快速升温至较的温度,行合理的搅拌,以促进所有合金元素的溶解(特别是难熔金属元素),扒除浮渣后降至浇注温度,这样,偏析程度最小,熔解的氢亦少,有利于获得均匀致密、机械性能高的合金.因为铝熔体的温度是难以用肉眼来判断的,所以不论使用何种类型的熔化炉,都应该用测温仪表控制温度。测温仪表应定期校核和维修。热电偶套管应周期的用金属刷刷干净,涂以防护性涂料,以保证测温结果的准确性及处长使用寿命。  

  四、熔炼时间的控制  
  为了减少铝熔体的氧化、吸气和铁的溶解,应尽量缩短铝熔体在炉内的停留时间,快速熔炼。从熔化开始至浇注完毕,砂型铸造不超过4小时,金属型铸造不超过6小时,压铸不超过8小时。  
  为加速熔炼过程,应首先加入中等块度、熔点较低的回炉料及铝硅中间合金,以便在坩埚底陪尽快形成熔池,然后再加块度较大的回炉料及纯铝锭,使它们能徐徐浸入逐渐扩大的熔池,很快熔化。在炉料主要部分熔化后,再加熔点较高、数量不多的中间合金,升温、搅拌以加速熔化。最后降温,压入易氧化的合金元素,以减少损失。  
  五、熔体的转送和浇注  
  尽管固态氧化铝的密度近似于铝熔体的密,在进入铝熔体内部后,经过足够长的时间才会沉至坩埚底陪。而铝熔体被氧化后形成的氧化铝膜,却仅与铝熔体接触的一面是致密的,与空气接触的一面疏松且有大量直径为60--100A的小孔,其表面积大,吸附性强,极易吸附在水汽,反有上浮的倾向。因此,在这种氧化膜与铝熔体的比差小,将其混入熔体中,浮沉速度很慢,难以从熔体中排除,在铸件中形成气孔太夹杂。所以,转送铝熔体中关键是尽量减少熔融金属的搅拌,尽量减少熔体与空气的接触。  
  采用倾转式坩埚转注熔体时,为避免熔体与空气的混合,应将浇包尽量靠所炉咀,并倾斜置,使熔体沿着浇包的侧壁下流,不致直接冲击包底,发生搅动、飞溅等。  
  采用正确合理的浇注方法,是获得优质铸件的重要条件之一。生产实践得,注意下列事项,对防止、减少铸件缺陷是很有效的。  
  (一)浇注前应仔细检查熔体出温度、浇包容量及其表面涂料层的干燥程度,其他工具的准备是否合乎要不。金属浇口杯在浇注前3--5分钟之内就在砂型上安放好,此时浇包怀的温度不高于150度,安置过早或温度过高,浇道内憋住大量气体,在浇注时有爆炸的危险。  
  (二)不能在有“过风”的场合下浇注,以及熔体强烈氧化,燃烧,使铸件产生氧化夹杂等缺陷。 
  (三)由坩埚内获取熔体时,应先用包底轻轻拨开熔体表面的氧化皮或熔剂层,缓慢地将浇包浸入熔体内,用浇包的宽口舀取熔体,然后平稳的提起浇包。  
  (四)端包时不要掌平,步子要稳,浇包不宜提得过高,浇包内金属液面必须保持平稳,不受拢动。 
  (五)即将浇注时,应扒净浇包的渣子,以免在浇注中将熔渣、氧化皮等带入铸型中。  
  (六)在浇注中,熔体流就保持平稳,不能中断,不能直冲幕车牡卓住=娇诨匙月柚林沼Τ渎,液面不得翻动,浇注速度要控制得当。通常,浇注开始度就稍慢些,使熔体充填平稳,然后速度稍快,并基本保持浇注速度不变。  
  (七)在浇注过程中,浇包咀与浇口的距离就尽可能靠近,以不超过50毫米为限,以免熔液过多难趸。  
  (八)带堵塞的浇口怀,堵塞不能拨得太早,在熔体充满浇口怀后,再缓慢地斜向拨出,以免熔体在注入浇道时产生涡流。  
(九)距坩埚底部60毫米以下的熔体不宜浇注铸件。

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