ZL104铝合金的工艺规程与铸造质量控制
铝合金熔炼与铸造工艺规范与流程
铝合金熔炼与铸造工艺规范与流程资料来源：全球铝业网铝业知识频道一、铝合金熔炼规范（1）总则①按本文件生产的铸件，其化学成分和力学性能应符合GB/T9438-1999《铝合金铸件》、JISH5202-1999《铝合金铸件》、ASTMB108-03a《铝合金金属型铸件》、GB/T15115-1994《压铸铝合金》、JISH5302-2006《铝合金压铸件》、ASTMB85-03《铝合金压铸件》、EN1706-1998《铸造铝合金》等标准的规定。
②本文件所指的铝合金熔炼，系在电阻炉、感应炉及煤气（天然气）炉内进行。
一般采取石墨坩埚或铸铁坩埚。
铸铁坩埚须进行液体渗铝。
（2）配料及炉料1）配料计算①镁的配料计算量：用氯盐精炼时，应取上限，用无公害精炼剂精炼时，可适当减少；也可根据实际情况调整加镁量。
②铝合金压铸时，为了减少压铸时粘模现象，允许适当提高铁含量，但不得超过有关标准的规定。
2）金属材料及回炉料①新金属材料铝锭：GB/T1196－2002《重熔用铝锭》铝硅合金锭：GB/T8734-2000《铸造铝硅合金锭》镁锭：GB3499-1983《镁锭》铝铜中间合金：YS/T282-2000《铝中间合金锭》铝锰中间合金：YS/T282-2000《铝中间合金锭》各牌号的预制合金锭：GB/T8733-2000《铸造铝合金锭》、JISH2117-1984《铸件用再生铝合金锭》、ASTMB197-03《铸造铝合金锭》、JISH2118-2000《压铸铝合金锭》、EN1676-1996《铸造铝合金锭》等。
②回炉料包括化学成分明确的废铸件、浇冒口和坩埚底剩料，以及溢流槽和飞边等破碎的重熔锭。
回炉料的用量一般不超过80％，其中破碎重熔料不超过30％；对于不重要的铸件可全部使用回炉料；对于有特殊要求（气密性等）的铸件回炉料用量不超过50%。
3）清除污物为提高产品质量，必须清除炉料表面的脏物、油污、废铸件上的镶嵌件，应在熔炼前除去（可用一个熔炼炉专门去除镶嵌件）。
熔铸法制备ZL104合金的质量与效果测评
的扩散速度，因而加速了溶质原子的偏聚。
• 时效：使溶质原子的沉淀析出。
固溶处理
• • • • • • • 处理制度：535C，保温2-6h，淬火。 设备：箱式电阻炉，防止温度过冲。 工艺：升温速度，出炉方式等。 淬火：水温60-80C。 观察：试样制备，金相观察 判定：组织变化，硬度变化 备注：后续时效处理175C（兴趣内容）
金相观察
• 学习金相显微镜的使用（指导教师演示）
• 学习金相试样的制备（指导教师演示） • 对比和判定精炼与变质效果 • 备注：侵蚀剂为氢氟酸水溶液腐蚀数秒。 氟酸0.5+水100，也可尝试其他侵蚀剂。 氢
• 如HF1.0%、HCl1.5%、HNO3 2.5%、水95%。
• 在质量控制领域，铝的金相分析主要用于 晶粒度、显微缺陷、杂质形貌和分布、疏 松、变形缺陷、镀层厚度等。
二、铝合金的制备组织的观察与评价
• • • • 实验目的： 1．加深对铝合金熔铸制备的理解和认识。 2．掌握对铝合金铸锭品质的评价方法。 3．学会使用材料评价的经验方法与常用设 备和仪器装置。
断口观察
• 比较各种熔炼状态的断口特征 精炼前—精炼后—变质后 • 断口细微观察 放大10-100倍观察气孔和夹杂物
三、铝合金的热处理及组织演化
• 实验目的： • 1．了解铝合金提高性能的热处理途径和原 理。 • 2．掌握铝合金热处理工艺方法与过程。 • 3．学会热处理常用设备和仪器装置。
T6热处理原理和过程
• 固溶热处理：通过加热把合金最大量实际可溶解的
硬化元素溶于固溶体中，然后快速冷却形成溶质过
饱和固溶体。方法是把合金加热到足够高温度并保 温足够长时间。 • 淬火：水中快冷得到过饱和固溶体，其中还留存大 量的过饱和空位，加速了后续时效处理时溶质原子
ZL104铝合金介绍
ZL104铝合金介绍
材料名称：ZAlSi9Mg 合金代号：ZL104
标准：GB/T 1173-1995
特性及适用范围：
可热处理强化。
其强度高于ZL101.ZL102等合金。
该合金的铸造性能好，无热裂倾向、气密性高、线收缩小；但形成针孔的倾向较大熔炼工艺较复杂。
合金的耐蚀性好，切削加工性和焊接性一般。
化学成分
化学成份：
硅 Si ：8.0-1.05
锰 Mn：0.2-0.5
镁 Mg：0.17-0.35
铝 Al ：余量
铁(砂型铸造)： 0.000- 0.600
铁(金属型铸造)： 0.000- 0.900
铜 Cu ：≤0.1(杂质)
锌 Zn：≤0.25(杂质)
钛+稀土 Ti+Zr：≤0.15(杂质)
锡 Sn ：≤0.01(杂质)
铅 Pb：≤0.01(杂质)
注：杂质总和:(砂型铸造)≤1.1;(金属型铸造)≤1.4
力学性能
力学性能：
抗拉强度σb (MPa)：≥195
伸长率δ 5 (％)：≥1.5
硬度（HB)：≥65(5/250/30)
热处理规范：
退火、时效或回火:175±5℃,10～15h 空冷。
铸造方法：
金属型铸造(T1态.J）。
ZL104铝合金刀盘体的铸造工艺优化
2原铸造工艺2.1浇注系统原铸造工艺如图2所示，刀盘平面朝下，采用顶注开放式浇注系统，内浇口通过暗冒口引入铸型，浇注温度为730℃。
2.2凝固过程仿真分析通过使用芸峰CAE 软件对刀盘的凝固过程进行模拟仿真分析。
图3（a ）为t=82.88s 时的凝固状态，此时刀盘四周的壁已经凝固，底部平面大部分仍处于液相状态；图3（t=95.55s 时底部平面外圈基本凝固完成，而中间较厚部位形成了孤立液相区，冒口的补缩通道也消失；图3（431.85s 时凝固状态，此时整个铸件与浇冒口凝固完成。
）右上方显示文字看出，铸件孔松总体积为，孔46.12cc ，表明原始工艺易产生缩孔缩松缺陷，其位置也———————————————————————作者简介:贝伟明（1991-），男，广西贺州人，工艺工程师，助理工程师，研究方向为材料及成型技术。
图2原工艺浇注系统图1刀盘铸件外观图及缺陷（c ）缩松缺陷（a ）三维图（b ）剖面生产验证新方案生产现场采用改进措施的方案，首次生产刀盘精加工后发现所有刀盘厚壁处均未发现缩松缩孔缺陷获得了合格零件。
结语刀盘产生缩松缩孔的原因是中间厚壁处在凝固过程中形成孤立液相区，得不到补缩；在厚壁处增设环形冷铁并在其上方设置压边冒口能有效解决厚壁处的缩孔缩松缺陷；便于工艺人员进行工艺分析及优化工艺方案，少试验成本，提高生产效率和质量。
参考文献:候文超，张西生.长筒状铝合金铸件铸造缺陷的工艺改进铸造技术，2015，36（9）：2380-2382.孙策，盛文斌，阎思锦，等.ZL114A 横梁铸造数值模拟及工[J].铸造技术，2019，40（9），941-945.郝亮亮，杜婷.半圆环板铸造工艺优化[J].铸造（7），641-644.雲刘峰，王昭.铝合金车轮轮辋缩松原因分析及措施（a ）t=82.88s （b ）t=95.55s （c ）t=431.85s图3原工艺凝固过程仿真结果（a ）t=79.09s （b ）t=97.12s （c ）t=427.34s图5改进工艺后凝固过程仿真结果图6改进工艺后刀盘厚壁处精加工结果图4改进措施腰型冒口（a ）环形冷铁（b ）。
zl104铸造铝合金的密度
zl104铸造铝合金的密度
铝合金的密度通常取决于其成分和处理方式。
通常情况下，铸造铝合金的密度范围在2.6 g/cm³到2.8 g/cm³之间。
然而，具体数值可能因合金的组成和处理方法而有所不同。
铝合金是由铝与其他金属元素（如铜、锌、镁等）以及其他添加剂（如硅、锰等）组成的。
这些元素的含量和比例会影响合金的密度。
例如，铝合金中添加了较高比例的其他金属元素，其密度可能会相对较高。
此外，铝合金的处理方式也可能对其密度产生影响。
铸造是一种常见的铝合金加工方法，通过将熔融的铝合金注入模具中，然后冷却凝固形成所需形状。
在铸造过程中，合金的结晶和凝固过程可能会对密度产生影响。
总而言之，铸造铝合金的密度通常在2.6 g/cm³到2.8 g/cm³之间，具体数值取决于合金的成分和处理方式。
ZL104铝合金材料制备实验
实验报告学生姓名: 学号:实验日期:2014.12实验课程：材料制备技术实验名称：ZL104铝合金材料制备实验一. 实验目的1．加深对课堂内容的理解，增加对材料设计和制备的认识。
2．掌握铝合金铸锭的生产工艺和过程。
3．学会使用实验制备过程中的常用设备和仪器装置。
二、实验原理1．ZL104 铝合金的化学成分控制在ZL104合金中，Fe 杂质对合金的力学性能影响最大，它能与合金中的Al、Si等形成Al3 Fe、Al2 Fe3 Si、Al2 Fe3 Si2 等相，恶化铸件的伸长率和冲击韧度，降低铸件的使用性能。
含铁量过多时还会使合金的铸造性能降低，如使合金的流动性降低，充型能力下降，抗蚀性能也可能降低。
元素的加入能够降低Fe杂质的有害作用，Mn与Fe 杂质化合物形成新的化合物，由于其密度大，在熔炼的过程中能够沉淀到坩埚底部，因此在合金液浇注时，坩埚底部1/10-1/12的底料不要浇注铸件。
一般wMn+=0.45%效果好，加入量太多，会形成（FeMn）Al6 这种粗大脆性化合物，引起密度偏析，降低合金的力学性能Mg 是ZL104铝合金中重要的元素，在加镁的时候，要用钟罩把镁块压入合金液下部，但不要接触坩埚底部，稍停留几秒钟再做缓慢迂回运动，使之均匀分布在合金液中，千万不能让镁漂浮在液面上，否则会造成燃烧损失。
2．熔炼中炉温的控制只有合适的熔炼温度才能保证高质量的熔炼效果。
温度过高，会增加各元素的烧损，引起合金中化学成分的变化，从而影响合金的性能；还会造成合金液的过热，导致晶粒粗大、针孔增加及铸件缩松的倾向增大等一系列问题。
而温度过低，充型能力不好，容易产生浇不足、夹杂、冷隔等缺陷。
在熔炼的过程中，控制好温度还有利于缩短熔炼时间，减少过热，减轻合金的吸气氧化，并节约能量。
熔化工具涂上涂料后预热的温度一般为 200-250度，变质剂的烘干温度为300-400度，精炼温度为715-730度，加入变质剂的温度一般为700-730度。
ZL104铝合金材料制备实验
实验报告学生姓名: 学号:实验日期:2014.12实验课程：材料制备技术实验名称：ZL104铝合金材料制备实验一. 实验目的1．加深对课堂内容的理解，增加对材料设计和制备的认识。
2．掌握铝合金铸锭的生产工艺和过程。
3．学会使用实验制备过程中的常用设备和仪器装置。
二、实验原理1．ZL104 铝合金的化学成分控制在ZL104合金中，Fe 杂质对合金的力学性能影响最大，它能与合金中的Al、Si等形成Al3 Fe、Al2 Fe3 Si、Al2 Fe3 Si2 等相，恶化铸件的伸长率和冲击韧度，降低铸件的使用性能。
含铁量过多时还会使合金的铸造性能降低，如使合金的流动性降低，充型能力下降，抗蚀性能也可能降低。
元素的加入能够降低Fe杂质的有害作用，Mn与Fe 杂质化合物形成新的化合物，由于其密度大，在熔炼的过程中能够沉淀到坩埚底部，因此在合金液浇注时，坩埚底部1/10-1/12的底料不要浇注铸件。
一般wMn+=0.45%效果好，加入量太多，会形成（FeMn）Al6 这种粗大脆性化合物，引起密度偏析，降低合金的力学性能Mg 是ZL104铝合金中重要的元素，在加镁的时候，要用钟罩把镁块压入合金液下部，但不要接触坩埚底部，稍停留几秒钟再做缓慢迂回运动，使之均匀分布在合金液中，千万不能让镁漂浮在液面上，否则会造成燃烧损失。
2．熔炼中炉温的控制只有合适的熔炼温度才能保证高质量的熔炼效果。
温度过高，会增加各元素的烧损，引起合金中化学成分的变化，从而影响合金的性能；还会造成合金液的过热，导致晶粒粗大、针孔增加及铸件缩松的倾向增大等一系列问题。
而温度过低，充型能力不好，容易产生浇不足、夹杂、冷隔等缺陷。
在熔炼的过程中，控制好温度还有利于缩短熔炼时间，减少过热，减轻合金的吸气氧化，并节约能量。
熔化工具涂上涂料后预热的温度一般为 200-250度，变质剂的烘干温度为300-400度，精炼温度为715-730度，加入变质剂的温度一般为700-730度。
ZL104铝合金介绍
ZL104铝合金介绍一、组成和特性ZL104铝合金的主要元素是铝，其它合金元素包括铜、镁、硅、锌等。
其中，铜的含量为3.5-4.5%，镁的含量为0.02-0.05%，硅的含量为9.5-11.5%，锌的含量小于0.5%。
这些合金元素的加入可以显著改变铝合金的性能，使其具有优异的机械性能和耐热性。
ZL104铝合金具有良好的流动性和凝固性，可以实现高速填充和低温凝固，因此适用于复杂形状的铸造件的生产。
此外，它还具有较低的线膨胀系数，能够保持相对稳定的尺寸和形状，在高温和低温环境下都能保持良好的尺寸稳定性。
二、性能和应用ZL104铝合金广泛应用于航空、汽车、船舶、机械等领域。
在航空领域，它被用于制造发动机外壳、涡轮叶片、进气道等零件；在汽车领域，它被用于制造发动机缸盖、底壳、曲轴箱等零件；在船舶领域，它被用于制造船体、推进器和舵等设备；在机械领域，它被用于制造各类机械零件，如齿轮、轴承座、风扇等。
三、加工工艺砂型铸造是最常用的加工工艺，适用于制造中小型铸件。
该工艺具有成本低、生产周期短、制造复杂形状的优点，因此被广泛应用。
压力铸造适用于制造大批量且需求尺寸精度较高的铸件。
该工艺能够实现高速充填和快速凝固，提高生产效率和质量。
重力铸造适用于制造大型铸件，该工艺采用重力作用将熔融金属填充铸型，适用于较大体积和复杂形状的铸件。
除了上述常见的铸造工艺，ZL104铝合金还可用于锻造、挤压和焊接等工艺加工，以满足不同生产需求。
总结：ZL104铝合金是一种常用的铸造用铝合金，具有良好的机械性能和加工性能。
它的主要元素包括铜、镁、硅、锌等，广泛应用于航空、汽车、船舶、机械等领域。
ZL104铝合金适用于多种加工工艺，包括砂型铸造、压力铸造和重力铸造，可满足不同生产需求。
铸造铝合金熔炼、浇注操作规程
1 铝合金的熔化1．1坩埚、锭模及熔炼工具的准备1．1．1石墨坩埚的准备：1．1．1．1根据熔化量的多少选用容量适当的坩埚；1．1．1．2新坩埚使用前，应由室温缓慢升温至900℃进行焙烧，以去除坩埚的水分并防止炸裂；1．1．1．3旧坩埚（注意同一个坩埚不能用于熔化不同牌号的合金）使用前应检查是否损坏，清除表面熔渣和其它脏物，装料前预热到250~300℃。
1．1．2铁质坩埚一般采用球铁坩埚，也可用铸钢（或钢板焊接）坩埚。
为提高坩埚使用寿命，其外表面可进行液体渗铝处理。
1．1．3坩埚、锭模及熔炼工具，使用前应将残余的金属、氧化皮等杂物清除干净。
1．1．4新坩埚及有锈蚀污物的旧坩埚，使用前应吹砂或用其它方法清除干净，并加热到700～800℃，保温2～4小时，以除去坩埚吸附的水分及其它化学物质。
1．1．5铝镁系合金的熔炼工具，使用前应在光卤石等溶剂中洗涤干净。
1．1．6坩埚、锭模、熔炼工具使用前应涂防护涂料。
搪衬的保温坩埚重复使用时，可不涂防护涂料。
1．1．6．1涂料成分可按表1中的规定：表1 坩埚和工具用涂料1．1．6．2涂料的配制：涂料成分中的所有固体组元，配制前应磨碎，并经过100～140目过筛，然后混合均匀。
使用时，先将水玻璃倒入80～100℃的热水中搅拌均匀，加入固体组元后再搅拌均匀，冷却后备用。
配好后的涂料停放时间一般不超过8小时。
1．1．6．3将坩埚、锭模、熔炼工具预热到180～250℃，涂以防腐涂料。
1．1．7用于保温的碳素钢板焊接坩埚，其内表应用耐火材料搪衬。
耐火材料可按表2中的规定：表2 耐火材料成分配比1．2原材料1．2．1配制铝合金所用的金属材料应符合QB004《原材料技术条件及验收标准>标准》中的规定。
1．2．2配制涂料、搪衬、精炼用剂所用的辅助材料也应符合QB004中的规定。
1．3中间合金的配制：铝基中间合金的配制工艺及配料系数见表3及表4：表3 常用中间合金的配制工艺参数表4常用中间合金的配料系数1．3．1铝铜中间合金熔炼工艺：1．3．1．1将配制好的炉料充分预热；1．3．1．2将10~15%的铝及全部铜装炉，随着铜的熔化，分批将剩余铝锭加入熔炉，并充分搅拌，至全部熔化；1．3．1．3在700℃左右加入精炼剂（用量按各种精炼剂使用要求配加，如使用AWJ-3精炼剂，加入量为0.5~0.8%）进行除气精炼处理，扒渣后浇锭（锭厚≤25mm）。
铸造质量控制
铸造质量控制铸造质量控制是指通过一系列的措施和方法，确保铸造产品在生产过程中达到一定的质量标准，以满足客户需求和产品性能要求的过程。
铸造质量控制是铸造行业中非常重要的环节，它对于产品的质量、成本和交货周期都有着直接的影响。
下面将详细介绍铸造质量控制的标准格式文本。
一、质量控制目标铸造质量控制的目标是确保铸造产品的质量达到或超过客户的要求，并且满足相关的产品性能要求。
为了实现这一目标，需要制定以下具体的质量控制目标：1. 控制铸造产品的尺寸精度，确保产品的几何形状和尺寸满足设计要求。
2. 控制铸造产品的化学成分，确保产品的材料成分符合标准。
3. 控制铸造产品的力学性能，确保产品的强度、硬度等性能满足要求。
4. 控制铸造产品的表面质量，确保产品的表面光洁度、无裂纹、无气孔等。
5. 控制铸造产品的内部质量，确保产品的无夹杂、无缩孔等内部缺陷。
6. 控制铸造产品的装配性能，确保产品的装配尺寸和配合精度满足要求。
二、质量控制流程铸造质量控制的流程包括以下几个环节：1. 铸造工艺设计：根据产品的要求和特点，制定相应的铸造工艺和工艺参数，包括熔炼、浇注、冷却等。
2. 原材料检验：对铸造原材料进行检验，包括金属原料、砂型材料等，确保原材料的质量和性能符合要求。
3. 模具制造和检验：制造模具并进行检验，确保模具的尺寸精度和质量符合要求。
4. 铸造过程控制：控制铸造过程中的各项参数，包括浇注温度、浇注速度、浇注时间等，以确保产品的质量稳定。
5. 产品检验：对铸造产品进行各项检验，包括尺寸检验、化学成分分析、力学性能测试、表面质量检查等，确保产品的质量符合要求。
6. 缺陷分析和改进：对铸造产品出现的缺陷进行分析，并采取相应的措施进行改进，以提高产品的质量。
三、质量控制措施为了实现铸造质量控制的目标，需要采取以下措施：1. 制定详细的工艺文件，包括工艺流程、工艺参数、工艺规范等，确保铸造过程的可控性。
2. 建立完善的原材料供应体系，确保原材料的质量可控。
ZL104铝合金的铸造工艺规程
Z L 104铝合金的铸造工艺规程刘 倩Ξ(湖南科技大学机电学院,湖南湘潭411201) 摘 要:详细介绍了Z L104铝合金的工艺规程及水玻璃涂料的配方,讨论了有关工艺的作用,按此工艺规程操作可获得优质的Z L104铝合金.关键词:铝合金;铸造;工艺规程;涂料中图分类号:TH11 文献标识码:A 文章编号:1671-119X (2005)03-0038-03 在汽车行业中,缸体、缸盖、飞轮等常采用Z L104铝合金材料制造,Z L104在其它行业中的应用也很广泛,其性能与化学成份、熔化、变质处理及精炼工艺等密切相关.本文详细介绍了一种Z L104铝合金的实际生产工艺规程,以期对读者有所帮助.1 化学成份和力学性能要求(1)主要化学成份:镁 0.17%～0.3%,硅 8%～10.5%,锰0.2%～0.5%,余为铝的含量.杂质含量:砂≤0.6%,铁≤0.9,铜≤0.3%,锌≤0.3%,锡≤0.1%,钛≤0.5%.(2)性能:抗拉强度:铸态≥150MPa ,时效后≥200MPa 硬度:铸态≥50HBS ,时效后≥70HBS.2 工艺流程图1 工艺流程框图3 原材料的准备和要求3.1 金属材料铝锭:含铝99.5%以上、铝锭块150mm ×150mm 左右.硅:含硅99.8%以上,铁不超过0.5%,各块度ф25-30mm.电解锰:含锰超过99%,铁不超过1%,细片状.镁:含镁99.8%以上,块度50mm ×50mm ×20mm.3.2 化学材料六氯乙烷(C 2Cl 6);氯化钾(KCl )成分99.8%以上;氯化钠(细盐:NaCl );氟化钠:NaF ,成份97.5%以上;冰晶石粉(一等品).3.3 回炉料废铸件、浇冒口回炉使用须分清牌号,同时具备化学成份检验单,并清除油质、水份、粘砂及氧化物.分类储放.3.4 硅铝中间合金(1)配料:以100kg 计算、20%的硅、80%的铝、合成熔点680℃.(2)熔化:在地坑炉中熔化,将五分之四的铝锭熔化升温至850～950℃,将结晶硅分批加入,压入铝液至硅冷却熔化后,用石墨捧反复搅拌,加余下五分之一的铝降温,用去水的ZnCl 2或六氯乙烷合金精炼处理,扒渣,铸锭.在熔炼时,不许有Fe 、Cu 混入,铜含量不超过0.25%,铁不超过0.35%.硅在熔第15卷第3期2005年9月 湖南工程学院学报Journal of Hunan Institute of Engineering Vo1.15.No.3Sept.2005Ξ收稿日期:2005-04-10作者简介:刘 倩(1966-),女,工程师,研究方向:金属材料及制造技术.化前,破碎成20～30mm大小块状.3.5 锰铝中间合金(1)配料:以100kg计算,10%的锰、90%的铝合成,熔点780℃.(2)熔化:在地坑炉中熔化,将五分之四铝熔化,过热至950～1000℃,将豌豆大的锰分批加入,压入铝液熔化,反复搅拌,加余下的五分之一铝降温熔化,用去水氯化锌或六氯乙烷去气精炼,扒渣,铸成小条子,不允许铜铁杂质浸入,铜小于0.25%,铁小于0.4%.3.6 水玻璃涂料将坩锅、熔炼工具加热至120～200℃,在坩锅内壁和工具上用喷枪喷上一层涂料.喷涂工具配方1:CaCO3(15%)+水玻璃(3%) +水(82%)喷涂坩锅配方2:CaCO3(90%)+水玻璃(10%)金属型腔配方3:ZnO(23%)+水玻璃(2%)+水(75%)金属型浇昌口配方4:ZnO(20%)+石棉粉(65%)+水玻璃(15%)4 合金熔化工艺4.1 配料镁0.4%,硅10%,锰0.5%,余量铝以100kg 计算.4.2 合金熔炼:(1)准备工作:①铲除坩锅内璧残渣,涂上涂料,预热坩锅.②熔化使用的工具去除氧化物并涂上涂料预热200～250℃(2)操作要点①回炉料加入量不超过30%.②硅铝熔化后,充分搅拌.③锰应加在铝液表面,待熔化后进行搅拌,不让其沉淀.④镁及精炼出气剂六氯乙烷压入铝液2/3处,不要进入坩锅底部,搅拌应上、下波动为好.⑤变质剂加入后,如温度偏低时应适当延长静置时间,到变质剂成分熔化时方可.⑥使用钟罩钻上ф8-10mm小孔8-12个.⑦一切工具及加热原材料经过预热.5 讨论5.1 炉料和工具的预热(1)熔化前首先要做的工作就是清理和预热炉料.因为纯铝在常温下吸收空气中的水蒸气,特别是雨季使铝锭表面产生一层疏松的白色粉沫状物质即:Al(OH)3,通常叫铝锈.它对铝液不能起保护作用,当熔炼温度超过400℃时,Al(OH)3被分解生成Al2O3进一步吸附水气,最后掺夹在铝液中,从而增加了铝液中的气体和氧化夹物.(2)大部分熔铝工具都为铁器,包括:坩埚、钟罩、压勺,浇包等.这些铁器在潮湿的环境下吸附水汽锈蚀,操作前若不处理和预热,结果会增加铝液中的气体和夹杂物.5.2 涂料涂料一般由填充剂、粘结剂和适量的水分组成,用配方1涂料涂覆的工具在取铝液时,起初有CO2产生,形成气泡,但反应产物CaO仍能紧密地粘在坩锅或熔炼工具上,涂料不易剥落,而用ZnO作填料时,ZnO被破坏,涂料较易剥落,但ZnO有一种特点,当工具预热至350℃时,涂料由自白色为杏黄色,可借以估计熔炼工具的温度,判断是否吸附水汽,其次,ZnO不会分解生成气态产物,当合金成分中锌的允许量控制很严时,最好避免用ZnO作填料,以免ZnO进入铝液中.金属模型浇冒口在浇注过程中要有良好的保温作用,故用石棉粉作填料,涂料层要厚,稠度要大.涂料的稠度由涂料层厚度决定,涂料层越厚,则稠度越大,熔炼坩锅长期和高温铝液接触,在熔炼过程中不能补涂,因此熔炼前要涂厚一些,涂料的稠度要大.熔炼工具的涂料层要薄一些,即使有剥落,可以随时补涂,涂得太厚,更容易剥落,落入铝液中,成为夹渣来源.当然,涂料中也可加入Al2O3粉作填充剂,它不会分解,产生气态物质,也不会被还原,非常稳定,是一种很好的涂料,缺点是价格较贵.5.3 熔炼温度与时间(1)生产中往往采用提高坩埚温度和金属材料温度的办法来达到较高的熔炼温度,缩短熔炼时间.熔炼时间越长,铝液吸气的倾向性越大,容易使铝液产生气孔和氧化渣.(2)避免过热,如温度超过780℃.若在此温度93第3期 刘 倩:Z L104铝合金的铸造工艺规程 下继续操作,铝液将严重氧化,表面形成一层厚厚的氧化膜,导致无法消除铝液中的气体,铝合金的性能也会下降.铸铝合金的熔炼温度不能太高,一般尽可能控制在770℃以下较好.5.4 精炼与去气处理铝合金液的精炼方法很多,有通氮气精炼、通氯气精炼、六氯乙烷精炼、ZnCl 2精炼等等.通氮和氯气的精炼效果好,但它需要专门的设备或装置,用起来很不方便.因此大多数工厂采用较为方便的C 2Cl 6或ZnCl 2精炼铝液,同样可达到除气清渣之作用.从精炼效果来看,C 2Cl 6的效果比ZnCl 2要好.同等条件下,C 2Cl 6精炼的铝液比ZnCl 2精炼的铝液针孔等级提高一级.这是因为C 2Cl 6在高温下分解出C 2Cl 4和Cl 2气,Cl 2气再和铝作用又生成AlCl 3,这样C 2Cl 4和AlCl 3一起精炼的原故.5.5 变质处理变质处理是使晶粒细化,以便减少铸锭裂纹、改善组织、提高材质性能的有效施.(1)变质剂:30%氟化钠,50%氯化钠,10%氯化钾,10%冰晶石粉,以上四种成份机械混合物其熔点为710℃.(2)变质剂除水处理:变质剂放入电炉中,在300-400℃烘烤3～5h 去除水份.(3)加入确定:变质剂加入量为合金重的3～5%.(4)变质温度选择:变质温度在720～750℃为宜.(5)变质方法及控制时间:变质剂加入铝液表面3～5min ,用钟罩从侧压入铝液,压入深度一般在液体中心,静置时间为12～15min.(6)变质处理鉴定:变质良好,合金液光亮的镜面,浇注三角试捧时,断口呈银白色,组织细小如丝绒状.变质过渡时,断口呈灰色,晶粒粗糙,有闪亮白点.变质不足时,断口呈暗灰色,有亮点硅(晶粒粗大).6 力学性能检查(1)用ф12mm 的铸造试捧检查,试捧不允许有夹渣、单边等铸造缺陷.(2)热处理时,试捧同铸件一并进行处理,检测性能是否满足标准.7 安全生产注意事项(1)严禁铝液与水,不经预热模具和用具相遇以防爆炸事故.(2)合金处理过程中,各种化学反应后的气体应加以排除.8 结束语铸造工艺对Z L104铝合金的质量有着决定性的影响.要求我们在合金成份、炉温控制、变质处理、精炼与去气等基本环节上严格遵循技术工艺规程,精心操作与控制,才可获得性能优良的铝合金材料,以满足实际生产之需.参 考 文 献[1] 苏义祥.铸铝合金液质量控制的主要途径[J ].机械研究与应用,1994.[2] 郑 璇.铝合金熔炼简论[J ].轻合金加工技术,1994.[3] 马佐拉尼(Mazzolani ,F.M.).谭梅祝译.铝合金结构(意)[M ].北京:冶金工业出版社,1992.[4] 武 恭,等.铝及铝合金材料手册[M ].北京:科学出版社,1994.[5] 王健石.工业材料实用手册[M ].北京:中国标准出版社,2003.C asting T echnological R egulations of Z L 104AlloyL IU Qian(College of Mech.and Elect.,Hunan University of Science and Technology ,Xiangtan 411201,China )Abstract :The technological regulations of Z L104alloy and water glass coating composition are introduced in de 2tail.The effect of casting technology on the quality of Z L104is discussed.According to the technalogical pro 2cess ,a good quality of Z L104alloy can be achieved.K ey w ords :aluminum alloy casting ;technological regulations ;coating4 湖南工程学院学报 2005年。
铸造铝合金熔炼、浇注操作规程
铸造铝合金熔炼、浇注操作规程«1铝合金的熔化1.1坩埚、锭模及熔炼工具的预备1. 1. 1石墨坩埚的预备：1. 1. 1. 1根据熔化量的多少选用容量适当的坩埚；1 . 1 . 1. 2新坩埚使用前，应由室温缓慢升温至900C进行焙烧，以去除坩埚的水分并防止炸裂；1 . 1 . 1. 3旧坩埚（注重同一个坩埚不能用于熔化不同牌号的合金）使用前应检查是否损坏，清除表面熔渣和其它脏物，装料前预热到250~300 C。
1 . 1 . 2铁质坩埚一般采用球铁坩埚，也可用铸钢（或钢板焊接）坩埚。
为提高坩埚使用寿命，其外表面可进行液体渗铝处理。
1 . 1 . 3坩埚、锭模及熔炼工具，使用前应将残余的金属、氧化皮等杂物清除干净。
1 . 1 . 4新坩埚及有锈蚀污物的旧坩埚，使用前应吹砂或用其它方法清除干净，并加热到700〜800 C,保温2〜4小时，以除去坩埚吸附的水分及其它化学物质。
1 . 1 . 5铝镁系合金的熔炼工具，使用前应在光卤石等溶剂中洗涤干净。
1 . 1 . 6坩埚、锭模、熔炼工具使用前应涂防护涂料。
搪衬的保温坩埚重复使用时，可不涂防护涂料。
1 . 1 . 6. 1涂料成分可按表1中的规定：表1坩埚和工具用涂料1 . 1 . 6. 2涂料的配制：涂料成分中的所有固体组元，配制前应磨碎，并经过100〜140目过筛，然后混合均匀。
使用时，先将水玻璃倒入80〜100 C的热水中搅拌均匀，加入固体组元后再搅拌均匀，冷却后备用。
配好后的涂料停放时间一般不超过8小时。
1 . 1 . 6. 3将坩埚、锭模、熔炼工具预热到180〜250C,涂以防腐涂料。
1. 1. 7用于保温的碳素钢板焊接坩埚，其内表应用耐火材料搪衬。
耐火材料可按表2中的规定：表2耐火材料成分配比1 . 2原材料1.2.1配制铝合金所用的金属材料应符合QB004《原材料技术条件及验收标准》中的规定。
1 .2 . 2配制涂料、搪衬、精炼用剂所用的辅助材料也应符合QB004中的规定。
铸造铝合金的精炼处理及质量控制
目录1 绪论 (1)1.1 铸造铝合金的现状与发展趋势 (1)1.1.1 铸造合金的现状 (1)1.2 未来发展趋势 (2)2 铝及铝合金 (3)2.1 铝的概述 (3)2.1.1 铝的简介 (3)2.1.2 铝材的发展史 (3)2.2 铝材的性质 (5)3 铸造合金的熔炼 (6)3.1 铸造合金熔炼前准备 (6)3.2 铸件质量的相关因素 (6)3.3 熔炼导致的缺陷分析及防止 (8)3.4 铸造铝合金的浇铸 (9)4 铝合金精炼及变质处理 (11)4.1 精炼工艺选定及变质处理 (11)4.1.1 精炼工艺选定 (11)4.2 变质处理 (16)5 铸件质量检验 (22)5.1 铸造铝合金质量检验 (22)5.1.1 铸件检验程序及方法 (22)6 结论 (24)致谢 (25)参考文261绪论1.1 铸造铝合金的现状与发展趋势1.1.1铸造合金的现状铸造铝合金为传统的金属材料由于其密度小、比强度高等特点广泛地应用于航空、航天、汽车、机械等各行业。
随着现代工业及铸造新技术的发展对铸造铝合金需求量越来越大。
例如80年代末到90年代初在铸件总量停滞甚至下降的时候日本的铝铸件产量一直保持着年递10%左右的高增长率[1]。
又以汽车工业为例由于要降低能耗汽车需减重各国广泛地采用铝等有色铸件代替钢铁铸件。
到2001年小汽车总重将降低为800kg其中钢铁零部件为200kg铝合金零部件为275kg镁合金将增为40kg[2]。
而汽车零部件70%为铸件由此可以看出铸造铝合金的研究及应用将继续得到发展。
铸造铝合金的研究一直备受关注由于铝合金的熔点相对较低故许多学者以其为对象研究铸造过程的机理。
同时为全面发挥铝合金潜力在铝合金熔炼工艺及铸造工艺上的研究较多如:铝合金净化、变质、细化、合金化、纯化等这些先进的工艺技术研究旨在改善铸造合金的工艺性进一步提高合金的性能生产出优质铸件以满足人们对铸件的越来越高的要求。
此外许多特种铸造铝合金也相继研制出如高强度铸造铝合金ZL205A，Pb可达500MPa;耐热铸造铝合金ZL208使用温度为250～350℃[3]。
熔铸法制备ZL104铝合金
熔铸法制备ZL104铝合金熔铸法是一种常用的制备铸造材料的方法，适用于大规模生产和中小规模生产。
ZL104铝合金是一种铝-铜合金，具有良好的机械性能和耐热性能，常用于汽车零部件、发动机缸体和导热器等场合。
本文将详细介绍熔铸法制备ZL104铝合金的工艺流程及其材料性能。
首先，制备ZL104铝合金所需的原材料包括铝、铜和其他合金元素。
其中，铝与铜的配比是合金的主要成分，其比例可以根据需求进行调整。
其他合金元素可以根据需要添加，例如镁、锰、锌等，以调整合金的性能。
这些原料经过称重和混合后，放入熔炉中进行熔化。
熔炉的加热方式一般有电加热、燃气加热和电磁感应加热等。
在熔炼过程中，需要控制炉内的温度，保持合金材料的液态态。
同时，为了确保合金的均匀性和纯度，还需要加入一定量的保护气体，例如氮气或氩气，以避免氧化。
当合金材料完全熔化并达到所需的温度后，可以进行净化处理。
净化处理的目的是去除合金中的杂质，提高合金的纯度。
常用的净化方法有熔化净化、炼铁净化和渣化净化等。
其中，熔化净化是最常用的方法，通过添加净化剂使杂质与净化剂发生化学反应并形成可溶性的化合物，然后通过分离或过滤将杂质去除。
在净化处理完成后，可以将熔融的合金倒入预先制备好的铸型中。
铸型是一种用于形成特定形状的模具，一般由铁、铜和砂等材料制成。
铸型的选择和设计是影响铸件质量的重要因素。
倒模前需要将铸型进行预热，以防止熔融合金的急剧冷却和变形。
倒模后，需要等待一段时间，以使熔融的合金在铸型中冷却和凝固。
冷却时间的长短取决于铸件的厚度和复杂程度。
在冷却过程中，需要控制冷却速度和温度梯度，以避免产生铸件内部的缺陷。
最后，冷却后的铸件需要进行除砂、清理和整形等后续处理。
除砂是将铸件表面的砂粒去除，清理是将铸件的毛刺和残留物清除，整形是对铸件进行修整和加工，使其符合设计要求。
ZL104铝合金具有较高的强度和韧性，具有良好的机械性能和耐热性能。
它的强度大约为200-250MPa，屈服强度为140-180MPa，延伸率大约为5-10%。
铝合金板锭铸造工艺技术操作规程
铝合金板锭铸造工艺技术操作规程铝合金板锭铸造工艺技术操作规程一工艺流程配料、熔炼搅拌、扒渣、/N炼剂精2不合格 CCl精炼取样分析调整成分4合格炉内精炼、温度调整及静置准的铸造前设备检查备：变质处理 B丝－Al－Ti及工具准备+NCCl24在线除陶瓷板过头尾料、废品成品铸锭检验、称重、标识入库二工艺操作1 铸造工艺参数（详见附表）2 铸造前的准备（1）上岗前要穿戴好劳保用品。
（2）查看上班记录及当班工艺卡片，明确当班工作任务。
（3）检查铸造井、在线精炼装置、过滤盆、Al-Ti-B丝喂料机等是否正常，水盘翻板开启是否正常，底座升降是否正常，石墨转子及加热套管是否正常，发现问题及时处理。
（4）检查液压站油泵、冷却水泵、控制操作台是否正常，水阀门是否灵活、可靠，结晶器各进水管是否连接可靠、无漏水，检查结晶器油润滑系统是否正常，发现问题及时处理。
（5）检查制氮机组的氮气（或氩气瓶）纯度及压力是否符合要求。
（6）准备好生产所需导流管、浮漂、石棉绳、润滑油、硅酸铝岩棉等材料。
（7）将渣箱吊放至在线除气及过滤箱紧急排放口下。
（8）做好各种工器具的除锈、预热工作，确保加入的原材料干燥。
（9）结晶器检查①检查结晶器的形状尺寸，若尺寸误差超出要求范围，应及时调正。
②检查结晶器水孔是否堵塞，若堵塞，用细钢丝将水孔内的杂物捅掉，使其保持畅通。
③检查冷却水温、水压和流量是否正常，看泄流阀工作是否正常。
④检查铸造水盘翻板上的螺丝是否紧固，清理干净翻板上的杂物。
⑤检查活动溜槽导流管安装尺寸是否符合要求。
（10）将结晶器安装平稳牢固，确保结合部位密封严实，不漏水。
（11）检查结晶器内壁是否光滑，若不光滑，用湿布蘸柴油擦洗并用引然后用毛刷在结晶器内壁均匀涂上一层润滑油。
细纱布打磨光滑，锭头上表面涂刷润滑油。
（12）启动液压系统电源，关上井盖，使底座上升到结晶器内20mm 左右。
（13）用石棉绳将结晶器与引锭头之间的缝隙塞紧压平。
铝合金熔铸过程质量的控制
铝合金熔铸过程质量的控制摘要：铝合金熔铸过程中常常存在很多的缺陷，这些缺陷也影响着铝合金最终的质量，所以铝合金的熔铸过程面临着巨大的挑战。
提高熔铸质量是提高铝加工产品质量的前提条件。
关键词：铝合金；熔铸；质量；发展方向前言随着铝合金工业的快速发展，铝合金材料在生活中的应用越来越广泛，尤其是在航天、航空、军工材料、PS板基、铝箔等民用品的开发上，这些都为铝合金材料的应用开拓了更为广阔的市场。
与此同时，也对铝合金材料的质量有了更高的标准与要求。
1.熔铸对铝合金质量的影响提升铝加工产品的质量，必须从加工过程中的第一道工序——熔铸开始抓起。
熔铸质量的好与坏，影响的不仅仅是下道工序的加工质量，更会影响产品的最终使用性能。
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、夹渣、晶粒粗大等缺陷。
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、疏松等缺陷，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，包括熔体精炼时的温度、时间，对精炼气体流量的控制以及精炼剂的质量等方面。
随着科技的发展进步，国内外铝合金新设备、新工艺、新方法不断出现，铝合金熔铸技术也随之不断提高。
用先进的工艺技术和最低的成本生产出高质量的铸锭，并使之满足后续工序以及最终产品的需要，一直以来都是熔铸工序的追求，也是熔铸技术发展的方向。
2.熔炼及制造过程中的关键点铝合金熔铸生产中，熔炼过程中必须加强精炼和搅拌的过程，铸造则主要控制铸造温度，铸造速度，以及冷却强度等等。
从熔体中去除气体、掺杂物以及有害元素，以此来获得质量上乘的金属液的工艺方法和操作过程称为净化，即精炼。
铝合金熔体的精炼方法有很多种，主要有熔体过滤法、熔剂精炼法、真空法、浮游法和联合法。
确保铝合金生产过程中的精炼度是最终获取优良铝合金的一大保障。
除了要提高熔体在制作过程中的精炼度，还要确保搅拌过程中铝合金的质量。
ZL104
电解锰 ：含 锰超 过 ９％ ，铁不 超过 １ ．细 片 ９ ％
状。
镁 ：含镁 ９ ．％ 以上 ， ９８ 块度 ５ ｌＩ ５ ｌｔ ０ ０￣ｌ× ０ｌＴ×２ Ｔ ｌｌ ／
ｍ Ⅱｌ ０
３ 合金熔化
３ １ 配料 ．
２２ 化学 材料 ．
镁 ０４ ， １％ ， ０５ 余量铝以 １０ ．％ 硅 ０ 锰 ． ％， ０％计
维普资讯
湖南有 色金 属
ＨＵＩＡＮ ￣ ＮＯＮＦ ＥＲＲＯＵＳ ＭＥ ＡＩ Ｔ 占
・ห้องสมุดไป่ตู้
第ｌ ８‘第 ２ 期 ２Ｏ Ｏ ２年 ４月
材
料 ・
Ｚ ０ Ｌ１４铝合金的工 艺规 程与铸造质量控制
周 健 ， 刘则金
（ 湖南建材 高等专科 学投 ， １ 湖南 街阳 ４ １０ ； ．香港叠剐刺有限套司， ２０８ ２ 湖南 衡阳 ４ １０ ） ２０ ８
…
４ 变质处理
１ ，变质 剂为 ３ ％ 氟化钠 、 ０ ０ ５ ％氯 化钠 、１％氯 ０ 化钾 、０ 冰 晶石 粉 机械 混合物 ， 点 为 ７０℃。 １％ 其熔 １ ２ ．变质 剂放 入 电炉 中 ， ３０～４Ｏ℃烘 烤 ３ 在 ０ Ｏ — ５ｈ去 除水份 。 ３ 变质 剂 加入量 为合 金 重的 ３ 一５ 。 ． ％ ％ ４ ．变质 温度 选择 ７０—７ ０℃为宜 。 ２ ５
使用六氯乙烷的缺点是六氯乙烷遇热分解出氯 气 。有 部分 氯气来 不及 反应 即逸 出铝液 ， 温度越 高 ，
逸 出的氯气 也越多 ， 和六氯 乙烷 一起 ， 为强烈 的刺 成
不要进入坩锅底部， 搅拌应上、 下波动为好。 （） ５ 变质 剂加 入后 ， 温度 偏低 时应适 当延 长静 如 置时间 ， 到变质剂成分熔化时方可。 （） ６使用 钟罩 钻 上 ８—１ ｍ 小孔 ８—１ 个 。 ０ｍ ２
ZL104铝合金的铸造工艺规程分析
ZL104铝合金的铸造工艺规程分析摘要ZL104铝合金在现实工业中应用非常广泛，探讨ZL104铝合金的铸造工艺规程，分析铸造工艺的相关作用。
在ZL104铝合金的铸造过程中，探索每一种原材料的比重，以及各个工序中的注意事项，控制ZL104铝合金的铸造工艺流程，得到优质的ZL104铝合金。
讨论ZL104铝合金铸造规程中的原材料准备以及具体要求，精确控制比重，精心准备优质原材料，以通过铸造得到质量保证的铝合金，从而在各个需要的行业中得到充分、放心的运用。
关键词ZL104；铝合金；铸造；工艺；规程；分析ZL104铝合金最长用的是液力偶合器行业、汽车行业，偶合的叶轮外壳，汽车的缸盖、缸体、飞轮等的制造就要采用ZL104铝合金，原因是在于ZL104铝合金卓越的品质，这一品质也是在铸造过程中精心准备、精炼出来的。
在其他的行业中，ZL104铝合金也有十分广泛的应用。
应用十分广泛，是由于其独特的品性，而ZL104铝合金的性能又与熔化、化学成分、变质处理、精炼工艺等密不可分。
1 ZL104铝合金的铸造工艺流程ZL104铝合金的铸造工艺方法不止一种，本文选取了一种铸造工艺流程进行阐述，主要为：熔炼准备坩埚预热→同炉料30%（硅+纯铝）+（合金）720℃~740℃搅拌→加锰（待锰熔化后搅拌）去渣→钟罩压镁（搅拌）去渣→精炼压入六氯乙烷去气去渣→加变质剂（静置10min左右）搅拌去渣→调温→680℃~760℃℃浇注。
在这个工艺流程中，主要化学成分为0.17%~0.3%的镁，8%~10.5%的硅，0.2%~0.5%的锰，其余的都是铝的含量。
还有杂质含量铁不高于0.9%，砂不高于0.6%，铜不高于0.3%，锡不高于0.1%，锌不高于0.3%，钛不高于0.5%。
ZL104铝合金的性能要求抗拉强度在铸态时在150MPa及其以上，时效后在200MPa及其以上。
硬度铸态在50HBS及其以上，时效后在70HBS及其以上。
2 原材料的准备和要求2.1 金属材料的准备和要求铝锭快在150mm×150mm左右，含铝在99.5%以上。
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Ξ第16卷第2期南华大学学报(理工版)V ol.16N o.2 2002年6月Journal of Nanhua University(Science&Engineering Edition)Jun.2002文章编号:1006-737X(2002)02-59-03Z L104铝合金的工艺规程与铸造质量控制曾庆生1,周 健2,刘则金3(1.南华大学 机械工程学院,湖南衡阳421001;2.湖南建材高等专科学校,湖南衡阳421001;3.香港金则利有限公司)摘 要:本文讲述了Z L104铝合金的工艺规程,并讲述了Z L104铝合金的质量控制,按此规程操作可获优质的Z L104铝合金.关键词:铝合金;精炼;除气;涂料;铸造中图分类号:TG156 文献标识码:BZ L104Alloy’s T echnology Rules andC asting Q uality ControllingZENG Q ing-sheng1,ZH OU Jian2,LIU Ze-jin3(1.School of Mechanic Engineering,Nanhua University,Hengy ong421001,Hunan,China;2.Hunan Building Material C ollege,Hengy ong421001,Hunan,China;3.H ongkong G old-g ood Ltd.,China)Abstract:The article tells Z L104alloy’s technology rules and regulations,and it’s castingquality controlling as well.According to the technology rules,g ood quality Z L104alloy’s canbe g ot.K ey w ords:alloy;refinement;gas-rem oval;coating;casting 在机械行业中,Z L104铝合金材料经常使用,尤其在发动机的缸体,缸盖及塑料模具中得到广泛应用.本文介绍的Z L104铝合金工艺规程是直接应用于生产的,同时介绍了在生产中采用的质量控制措施.1 合金熔化1.1 配料:镁0.4%,硅10%,锰0.5%,余量铝以100%计算.1.2 合金熔炼:1.2.1准备工作:1)铲除坩埚内壁残渣涂上涂料,预热坩埚.2)熔化使用的工具去除氧化物并涂上涂料预热至200～250℃.1.2.2熔化程序见图1.1.2.3操作要点1)回炉料加入量不超过30%.Ξ收稿日期:2002-02-10作者简介:曾庆生(1968-),男,湖南人,南华大学机械工程学院讲师.2)硅铝熔化后,充分搅拌.3)锰应加在铝液表面,待熔化后进行搅拌不让其沉淀.4)镁及精炼出气剂六氯乙烷压入铝液2/3处,不要进入坩埚底部,搅拌应上、下波动为好.5)变质剂加入后如温度偏低时应适当延长静置时间,到变质剂成分熔化时方可.6)使用钟罩钻上Ф8～Ф10毫米小孔8～12个.7)一切工具及加热原材料经过预热.图1 铝合金熔化程序框图Fig.1 Processing of Z L 104alloy ’s melting2 变质处理1)变质剂:30%氟化钠,50%氯化钠,10%氯化钾,10%冰晶石粉,以上四种成份机械混合物其熔点为710℃.2)变质剂除水处理:变质剂放入电炉中,在300～400℃烘烤3～5小时去除水分.3)加入确定:变质剂加入量为合金重的3～5%.4)变质温度选择:变质温度在720～750℃为宜.5)变质方法及控制时间:变质剂加入铝液表面3～5分钟,用钟罩从侧压入铝液,压入深度一般在液体中心,静置时间为12～15分钟.6)变质处理鉴定:变质良好,合金液呈光亮的镜面,浇注三角试棒时,断口呈银白色,组织细小如丝绒状.变质过渡时,断口呈灰色,晶粒粗糙,有闪亮白点.变质不足时,断口呈暗灰色,有亮点硅(晶粒粗大).3 精炼与去气处理精炼剂是六氯乙烷,且有精炼、出气作用,用六氯乙烷压至成块状,分二次用钟罩压入,作用时间为5～10分钟,加入量为合金液重的0.3～0.6%,一般在生产上加入0.5%压块.六氯乙烷不吸湿,不必脱水处理,使用、保管都很方便,为了避免反应过快,使用前应压成块,也可掺入缓冲剂(NaBF 6、NaSiF 6等),提高精炼能力,压块重约40～100克,用钟罩分批压入铝液中,压块时,压模应揩拭干净,防止脏物压入.选择精炼温度很重要,我们对Z L104的反复实验证明,在先690℃时,不能去除三氧化二铝,升到720℃时,去除三氧化二铝的效果开始明显,超过750℃时,合金的吸气量增加,所以最合理的精炼温度应在730～750℃之间.使用C 2Cl 6的缺点:C 2Cl 6遇热分解出Cl 2,有部分Cl 2来不及反应即逸出铝液,温度越高,逸出的Cl 2也越多,和C 2Cl 6一起成为强烈的刺激性炉气.故我们在熔炼时一要注意通风,二要注意Cl 2的吸附.我们回收的措施是直接把吸收的气体放在含3%的NaOH 溶液中.我们也试用了ZnCl 2,但精炼的效果不如C 2Cl 6,表1为两者的精炼工艺及精炼效果.表1 ZnCl 2与C 2Cl 6精练工艺与效果对比表T able 1 Contrast betw een Z nCl 2and CS 2Cl 6’s refinement craft &result精炼剂用量(%)精炼温度(℃)精炼时间(分)静置时间(分)测定温度(℃)精炼后平均含气量(厘米3/100克)ZnCl 20.25710～720415700～7200.208C 2Cl 60.6740～7501.5～215700～7200.140 当浇注小型硬模时,铝液要在坩埚内长期停留,浇注过程中倒回铝液,破坏铝液表面,会使铝液质量变坏,影响铸件质量,这时可采用联合精炼,用C 2Cl 6精炼后,在铝液表面放一个经预热的6南华大学学报(理工版) 2002年6月石墨环作为取铝液的孔眼,环外面液面上,始终撒一层高冰晶石粉熔剂,铝液始终在熔剂保护下,质量不会变坏.但静置时间超过3个小时以上,需要更换新熔剂.4 机械性能检查1)用Ф12毫米的铸造试棒来检查,试棒不允许有夹渣、单边等铸造缺陷.2)热处理时,试棒同铸件一并进行处理.而后用试棒检查出来的结果作为铸件的标准值.5 安全生产注意事项1)严禁铝液与水,与不经预热模具、用具相遇,以防爆炸事故.2)合金处理过程中,各种化学反应后的气体应加以排除.6 质量控制总结6.1 杂质铁的有害作用和消除方法铁是Al-Si合金中的主要杂质,其主要来自炉料,坩埚和熔炼工具.为了消除Fe相的有害作用,可以加入Mn、Cr、C o、M o、Be等元素.其中由于Mn的来源广,价格便宜,在工业上得到了广泛的应用.加入这些元素的作用是使粗大针状的β铁相变成新的复杂多元化合物(如AlSiMnFe相,它们通常呈灰色块状、杆状或团状,消除了原有Fe 相削弱基体的有害作用.另外,这种复杂的多元含Fe相,比重大的沉至埚底部,浇注时,一般底部铝液不浇铸件,这样可以减少合金中的Fe量.但是Mn量加入不宜过多,否则将形成(FeMn)Al6这种粗大脆性化合物,引起它们自身的强烈偏析,并降低合金的机械性能,故Mn量一般不大于0.5%,当Mn∶Fe=(0.67～0.83)∶1时效果最好.6.2 铝合金铸件中气孔的防止方法1)“防”:严防水气及各种脏物进入熔料.2)“排”:排除铝液中的氧化杂质和氢.3)“溶”就是使铝液中的氢在凝固时能充分完全地溶在合金内,不致在铸件内形成气孔.安排和选择“防”、“排”、“溶”三措施时须遵“以防为主”的原则,否则,会使铝液质量大大恶化,即使采用最好的精炼方法也无能为力.6.3 防止气孔及氧化杂物的主要措施1)改善熔炼条件,采用干净的炉料,熔化前进行充分预热,溶剂、变质剂充分脱水、烘干,熔炼设备、工具都进行预热等等.严格控制水蒸气和铝液接触,切断气体来源.2)采用真空熔炼或在惰性气体保护下熔炼.3)采用各种有效的精炼、除气措施,排除已进入铝液中的气体.4)采用低压、锻造、压力铸造、反压铸造、挤压铸造.5)在高压中浇注结晶.6)采用发气冒口和大气压冒口.参考文献:[1]铸造有色金属及其熔炼联合编写组.铸造有色合金及其熔炼[M].北京:国防工业出版社,1985.[2]Rapp RA.The closed-circuit degassing of liquid aluminiumby arg on[J].JOM,1997,(5):16～19(上接第48页)[6]Riche,T.G.Le.,et.al.,A segragated genetic aag orithm forconstrainedstructural optimization[C].M organ K anu fmann, San Fancisco,1995.[7]M ichalewicz,Z.and Janikow,C..GE NOC OP:A geneticalg orithm for numerical optimization problem with linear con2 strains[M].C ommunications of the AC M,1992.[8]Martello,S.and T oth,P..K napsack Problems[M].JohnWiley,Chichester,UK,1990.[9]王正志,薄涛.进化计算[M].湖南:国防科技大学出版社,2000.[10]王耀南.计算智能信息处理技术及其应用[M].长沙:湖南大学出版社,1999.[11]Davis,L.,(Editor),G enetic alg orithms and simulatedannealing[C].M organ K au fmann Publishers,San Mateo,C A,1987.16第16卷第2期 曾庆生等:Z L104铝合金的工艺规程与铸造质量控制。