铝合金熔炼工艺的质量控制
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热加工
细心，精炼是防止气孔的最好办法；变质后合金液静置 ’ 3 &)$45 应及时浇注；保持熔炼场地干燥。 （ " ）氧化夹渣! 铝合金氧化夹渣缺陷产生的原因： !炉料不清洁，回炉料使用量过多。" 合金液中的熔渣 未清除干净。#变质处理后静置时间不够。 防止办法：炉料经吹砂，回炉料控制在炉料质量的 0#/ 以内；除气、排渣要彻底；变质后应保证足够的静 置时间，以便熔渣有充分的时间下沉或上浮。 （ 1 ）缩孔及缩松! 铝合金缩孔和缩松缺陷产生的原 因：!合金晶粒粗大。"铝合金浇注温度过高。# 铸件 浇注系统设计不合理。 防止办法：精心精炼合金液；重视变质环节；控制 铝液温度，防止过热，在保证铸件不产生浇不足的情况 下，应尽可能采用低的浇注温度，浇注温度一般不超过 01#2 ；合理设计浇注系统，使金属液能够平稳充型。 此外，适当调整成分，以及控制适宜的杂质含量对增强 金属液的流动性也有效果。
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""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" （ 上接第 0) 页） 表熔炼质量和热处理质量的一部分。铝液中含气量的多 少、产生缩松和氧化倾向的大小、夹渣物含量的多少， 不能完全根据单铸试棒的力学性能全部反映出来。 （ " ）几种元素对铝合金组织和性能的影响! 在实际 生产中发现，铝合金中镁元素的含量在接近标准的下限 时，可能引起铸件硬度低，而接近标准上限时，可能引 起延伸率低；钛元素是铝合金中最常用的细化剂，对合 金熔炼有益；铁元素是合金中主要的有害杂质，会降低 合金的力学性能，铁元素来自坩埚、熔炼工具和炉料， 应严格控制；锰元素能有效地减弱铁元素对铝合金的有 害影响，但锰的加入量不宜过多，否则易产生粗大脆性 化合物，还可能产生偏析，影响铸件性能。 %& 由熔炼引起的几种常见缺陷的防止 （ & ）针孔! 铝合金针孔缺陷产生的原因：!炉料及 熔炼工具烘烤不充分。"熔化温度过高，或熔炼时间太 长。#变质后铝液停留的时间过长。 $ 合金精炼不好。 %工作场地太潮湿。 防止办法：炉料及工具应彻底烘干；控制熔化温 度，一般不超过 0%#2 ，还要防止合金在熔化过程中的 局部过热；操作迅速，尽量缩短熔炼时间；精炼操作要
的芯子还得翻转 &’#( 后才能吊起来下到外型底部，因此 为了保证芯子在翻转过程中不损坏，我们采取了以下措 施：!提高树脂砂的强度，将树脂加入量由 #. ’/ 增加 到 &. "/ ，将 固 化 剂 加 入 量 由 占 树 脂 的 )#/ 提 高 到 0#/ 。"按照芯盒的内形用 !"#$$ 螺纹钢焊成三层网 状结构的芯铁，并在芯子的上、下及其中一侧留出吊装 环，以便在翻转时用。#在翻转芯子时，要在下面放适 当的缓冲垫，以减轻在翻转过程中的冲击力，保证芯子 完好无损。 在实际生产过程中，% 块板围成芯盒打制的芯子起 出正常，并完好无损地进行了大翻转，顺利地下在外型 的底部。 1. 结语 我们按合同提前一天做出了此铸件，且降低了成 本，经过划线、检查，厂家对产品质量十分满意，并将 我公司列为其主要供货商，同时也为我厂开拓新的市场 打下了坚实的基础。
料，再加中间合金，最后加合金元素。 （ * ）严格控制铝合金熔炼的温度，只有合适的温度 才能获得高质量的合金液，避免过热。若温度过高，会 加大合金中各种元素的氧化烧损，引起合金中化学成分 的变化；温度过低，会使合金的化学成分不均匀，合金 中的氧化夹杂物、气体等不易排出，合金的理化性能下 降，影响铸造性能。 （ , ）严格控制熔炼时间，操作要迅速，以减少合金 吸气和氧化夹杂，降低合金元素的烧损，避免对合金化 学成分的影响。 （ ( ）铝合金精炼的主要目的是清除熔液内的气体和 非金属夹杂物，均匀合金成分。精炼是熔炼中极为重要 的一个工艺过程，应正确选用精炼剂，控制好加入量 （ 一般加入合金质量的 $) -% + $) #% ） ，把握好精炼温 度，精炼温度一般控制在 #$$ + #*$. 。在精炼的过程 中，用钟罩将精炼剂分批压入熔液面下约 * / , 处 （ 不要 压入坩埚底部） ，均匀缓慢做顺时针转动，速度要缓， 动作要平稳，以避免金属液大幅度搅动，防止增加氢含 量和卷入夹杂。 （ - ）铝合金变质的目的是细化晶粒，提高铸件性 能。变质剂应先预热，控制要点是：! 变质温度一般不 超过 #($. 。" 变质时间一般为 "$012。 # 变质剂的加 入量，使 用 双 色 变 质 剂 的 用 量 一 般 为 合 金 液 质 量 的 ") $% + ") *% 。$操作方法要到位。合金精炼后要尽快 浇注完毕，砂型铸造一般应控制在 ($012 内，金属型铸 造应控制在 *3 内，否则，要重新进行精炼、变质，再 次精炼时加入的精炼剂为合金质量的 $) *% 左右。 （ 4 ）为防止铝合金发生飞溅，熔炼场地应保持干 燥。 $& 提高熔炼质量需要注意的两个问题 （ " ）单铸试棒的力学性能! 单铸试棒的性能只能代 （ 下转第 ## 页）
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Байду номын сангаас
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铸! ! 造
铺平后要求厚度为 "##$$，且树脂砂面必须保证平整。 （ % ）制作地坑外型。待砂面硬化后，将木模及其顶 部所带 % 块板校正后，整体翻转 &’#( ，即 % 块木板变成 底部，放在地坑中。这时地坑底部十分平整，把浇注系 统按图样排放好 （ 指陶瓷管） ，这样就可以放树脂砂了， 待硬化后起模、刷涂料。 （ ) ）制作转换地坑造型的芯子。把起出的木模再次 放置如图 " 所示，木板也再次围成口字形，但这次与上 次不同的是：上次是用木板外面的尺寸来做外型的，而 这次用木板里面的尺寸来做芯子外边的尺寸，也就是做 芯子框架板。此时木板围成的口字，外边面的尺寸与内 边面的尺寸相差 " * +#$$ （ 木板厚） 。因此，要想做出 的芯子尺寸与木板做出的的外型相同，必须再把 % 个角 用长 * 宽 * 高 , +##$$ * +#$$ * +#$$ 的木方子加上， 尺寸才能相同。又因为芯子与外型之间有 )$$ 间隙， 所以 % 角用 +##$$ * ))$$ * ))$$ 的方子就可以了。起 模斜度与外型一致，这样用 % 块木板及木模顶部所围成 芯盒制出的芯子，正好下进 % 块木板所围成的模的外型 上。用此方法制出的芯子较大，重量约为 +- 左右，打出
栏目主持 ! 田文华
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铸! ! 造
铝合金熔炼工艺的质量控制
南昌航空工业学院材料科学与工程学院 ! （ 江西! ""##"$ ） ! 聂小武
! ! 铝合金以其良好的力学性能 （ 较高的比强度、比刚 度）和较好的铸造性能，在工业中被广泛应用，是汽 车、造船、航空航天及其他制造业的重要结构材料，特 别在航空工业中的应用越来越广泛，对铝合金铸件的品 质要求也越来越高，除了保证化学成分、力学性能和尺 寸精度外，不允许铸件有气孔、缩孔等缺陷。而铝合金 的熔炼则是铸件生产过程中的一个很重要的工序，多年 来的生产经验证明，熔炼工艺过程控制不严，铸件很容 易产生针孔、氧化夹渣、缩松等缺陷，直接影响铸件质 量。因此，要想获得优质铝合金铸件，必须严格控制熔 炼工艺。 %& 做好熔炼前的准备工作 （ " ）严格控制炉料质量，必须做到：!严格控制炉 料中新旧炉料的比例，回炉料所占炉料的质量分数应 # #$% 。"保证炉料干净，炉料需经吹砂处理后使用。# 三等回炉料 （ 如浇冒口等） 使用前应经重熔精炼处理。 $炉料应充分预热，去除水分、油污等杂质。% 由于铝 合金有铝硅类、铝铜类、铝镁类等合金，合金牌号较 多，使用的元素也较多，且互相影响，因此要求严格管 理，不可混料。&配料、称量要准确，如对于 &’"$( 合 金应考虑到除气、排渣及变质过程中的损耗，镁元素应 在实际配料时多加炉料质量的 $) $*% + $) $,% ，才能保 证铸件的化学成分。 （ * ）熔炼使用的坩埚及熔炼工具需清理干净且涂上 涂料，以保证使用时与铝合金有效隔离，减少合金液受 到杂质污染。另外，坩埚需充分预热，应烘烤至暗红色 再加入炉料熔炼，以防将水蒸气带入合金中，使针孔度 增加。 （ , ）严格按要求做好覆盖剂、精炼剂及变质剂的准 备工作。 !& 熔炼操作 （ " ）在预热后的坩埚中装入预制合金锭、优质回炉
细心，精炼是防止气孔的最好办法；变质后合金液静置 ’ 3 &)$45 应及时浇注；保持熔炼场地干燥。 （ " ）氧化夹渣! 铝合金氧化夹渣缺陷产生的原因： !炉料不清洁，回炉料使用量过多。" 合金液中的熔渣 未清除干净。#变质处理后静置时间不够。 防止办法：炉料经吹砂，回炉料控制在炉料质量的 0#/ 以内；除气、排渣要彻底；变质后应保证足够的静 置时间，以便熔渣有充分的时间下沉或上浮。 （ 1 ）缩孔及缩松! 铝合金缩孔和缩松缺陷产生的原 因：!合金晶粒粗大。"铝合金浇注温度过高。# 铸件 浇注系统设计不合理。 防止办法：精心精炼合金液；重视变质环节；控制 铝液温度，防止过热，在保证铸件不产生浇不足的情况 下，应尽可能采用低的浇注温度，浇注温度一般不超过 01#2 ；合理设计浇注系统，使金属液能够平稳充型。 此外，适当调整成分，以及控制适宜的杂质含量对增强 金属液的流动性也有效果。
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的芯子还得翻转 &’#( 后才能吊起来下到外型底部，因此 为了保证芯子在翻转过程中不损坏，我们采取了以下措 施：!提高树脂砂的强度，将树脂加入量由 #. ’/ 增加 到 &. "/ ，将 固 化 剂 加 入 量 由 占 树 脂 的 )#/ 提 高 到 0#/ 。"按照芯盒的内形用 !"#$$ 螺纹钢焊成三层网 状结构的芯铁，并在芯子的上、下及其中一侧留出吊装 环，以便在翻转时用。#在翻转芯子时，要在下面放适 当的缓冲垫，以减轻在翻转过程中的冲击力，保证芯子 完好无损。 在实际生产过程中，% 块板围成芯盒打制的芯子起 出正常，并完好无损地进行了大翻转，顺利地下在外型 的底部。 1. 结语 我们按合同提前一天做出了此铸件，且降低了成 本，经过划线、检查，厂家对产品质量十分满意，并将 我公司列为其主要供货商，同时也为我厂开拓新的市场 打下了坚实的基础。
料，再加中间合金，最后加合金元素。 （ * ）严格控制铝合金熔炼的温度，只有合适的温度 才能获得高质量的合金液，避免过热。若温度过高，会 加大合金中各种元素的氧化烧损，引起合金中化学成分 的变化；温度过低，会使合金的化学成分不均匀，合金 中的氧化夹杂物、气体等不易排出，合金的理化性能下 降，影响铸造性能。 （ , ）严格控制熔炼时间，操作要迅速，以减少合金 吸气和氧化夹杂，降低合金元素的烧损，避免对合金化 学成分的影响。 （ ( ）铝合金精炼的主要目的是清除熔液内的气体和 非金属夹杂物，均匀合金成分。精炼是熔炼中极为重要 的一个工艺过程，应正确选用精炼剂，控制好加入量 （ 一般加入合金质量的 $) -% + $) #% ） ，把握好精炼温 度，精炼温度一般控制在 #$$ + #*$. 。在精炼的过程 中，用钟罩将精炼剂分批压入熔液面下约 * / , 处 （ 不要 压入坩埚底部） ，均匀缓慢做顺时针转动，速度要缓， 动作要平稳，以避免金属液大幅度搅动，防止增加氢含 量和卷入夹杂。 （ - ）铝合金变质的目的是细化晶粒，提高铸件性 能。变质剂应先预热，控制要点是：! 变质温度一般不 超过 #($. 。" 变质时间一般为 "$012。 # 变质剂的加 入量，使 用 双 色 变 质 剂 的 用 量 一 般 为 合 金 液 质 量 的 ") $% + ") *% 。$操作方法要到位。合金精炼后要尽快 浇注完毕，砂型铸造一般应控制在 ($012 内，金属型铸 造应控制在 *3 内，否则，要重新进行精炼、变质，再 次精炼时加入的精炼剂为合金质量的 $) *% 左右。 （ 4 ）为防止铝合金发生飞溅，熔炼场地应保持干 燥。 $& 提高熔炼质量需要注意的两个问题 （ " ）单铸试棒的力学性能! 单铸试棒的性能只能代 （ 下转第 ## 页）
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铺平后要求厚度为 "##$$，且树脂砂面必须保证平整。 （ % ）制作地坑外型。待砂面硬化后，将木模及其顶 部所带 % 块板校正后，整体翻转 &’#( ，即 % 块木板变成 底部，放在地坑中。这时地坑底部十分平整，把浇注系 统按图样排放好 （ 指陶瓷管） ，这样就可以放树脂砂了， 待硬化后起模、刷涂料。 （ ) ）制作转换地坑造型的芯子。把起出的木模再次 放置如图 " 所示，木板也再次围成口字形，但这次与上 次不同的是：上次是用木板外面的尺寸来做外型的，而 这次用木板里面的尺寸来做芯子外边的尺寸，也就是做 芯子框架板。此时木板围成的口字，外边面的尺寸与内 边面的尺寸相差 " * +#$$ （ 木板厚） 。因此，要想做出 的芯子尺寸与木板做出的的外型相同，必须再把 % 个角 用长 * 宽 * 高 , +##$$ * +#$$ * +#$$ 的木方子加上， 尺寸才能相同。又因为芯子与外型之间有 )$$ 间隙， 所以 % 角用 +##$$ * ))$$ * ))$$ 的方子就可以了。起 模斜度与外型一致，这样用 % 块木板及木模顶部所围成 芯盒制出的芯子，正好下进 % 块木板所围成的模的外型 上。用此方法制出的芯子较大，重量约为 +- 左右，打出
栏目主持 ! 田文华
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铝合金熔炼工艺的质量控制
南昌航空工业学院材料科学与工程学院 ! （ 江西! ""##"$ ） ! 聂小武
! ! 铝合金以其良好的力学性能 （ 较高的比强度、比刚 度）和较好的铸造性能，在工业中被广泛应用，是汽 车、造船、航空航天及其他制造业的重要结构材料，特 别在航空工业中的应用越来越广泛，对铝合金铸件的品 质要求也越来越高，除了保证化学成分、力学性能和尺 寸精度外，不允许铸件有气孔、缩孔等缺陷。而铝合金 的熔炼则是铸件生产过程中的一个很重要的工序，多年 来的生产经验证明，熔炼工艺过程控制不严，铸件很容 易产生针孔、氧化夹渣、缩松等缺陷，直接影响铸件质 量。因此，要想获得优质铝合金铸件，必须严格控制熔 炼工艺。 %& 做好熔炼前的准备工作 （ " ）严格控制炉料质量，必须做到：!严格控制炉 料中新旧炉料的比例，回炉料所占炉料的质量分数应 # #$% 。"保证炉料干净，炉料需经吹砂处理后使用。# 三等回炉料 （ 如浇冒口等） 使用前应经重熔精炼处理。 $炉料应充分预热，去除水分、油污等杂质。% 由于铝 合金有铝硅类、铝铜类、铝镁类等合金，合金牌号较 多，使用的元素也较多，且互相影响，因此要求严格管 理，不可混料。&配料、称量要准确，如对于 &’"$( 合 金应考虑到除气、排渣及变质过程中的损耗，镁元素应 在实际配料时多加炉料质量的 $) $*% + $) $,% ，才能保 证铸件的化学成分。 （ * ）熔炼使用的坩埚及熔炼工具需清理干净且涂上 涂料，以保证使用时与铝合金有效隔离，减少合金液受 到杂质污染。另外，坩埚需充分预热，应烘烤至暗红色 再加入炉料熔炼，以防将水蒸气带入合金中，使针孔度 增加。 （ , ）严格按要求做好覆盖剂、精炼剂及变质剂的准 备工作。 !& 熔炼操作 （ " ）在预热后的坩埚中装入预制合金锭、优质回炉