铸造铝合金熔炼、浇注操作规程

始记录，以便复查核实。
表 9 铝合金熔炼时元素的烧损量
元素
烧损量（电炉熔炼）
元素
烧损量（电炉熔炼）
Al
1.0～1.5
Na
2～3
Si
0.5～1
Mn
0.5～1
Cu
0.5～1
Sn
0.5～1
Mg
2～3 若纯金属加入可达到 15～30%
Fe
0.5～1
Zn
1～3 若以纯金属加入则烧损可达 10～15
Be
0.5～1
9．计算炉料总重 W
9．W=GAl+(Al-Mn)+Si+Mg+P=49.65+2.2+5.06+0.20+24=81.11 ㎏
10．核算杂质含量 U（以铁10．U=GAl×0.3%+D(Al-Mn)×0.3%+P×0.4%=49.65×0.3%+2.2×0.3%+24×0.4%=0.25 ㎏
为例）
6．中间合金加入量 D 及带入的铝 M
6．D(Al-Mn)=CMn/10%=0.20/10%=2.0 ㎏ M=D(Al-Mn)-CMn=2.0-0.20=1.80 ㎏
7．应加的纯铝量 G
7．G=CAl-M=46.3-1.8=44.5 ㎏
8．以加入 NAl=100 ㎏铝锭为准，计算其它炉料的8．NSi=CSi×NAl/G=4.33×100÷44.5=9.7 ㎏
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
成分（重量百分比）%
耐火熟粘土
石英砂
耐火土
45
35
20
水 适量（另加）
．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。
ESi：1%，EMg：30%，EMn：1%，EAl：1.0%
3．100 ㎏炉料中，各元素的需要量 A：
ASi=8.5%×100/(1-1%)=8.58 ㎏ AMn=0.4%×100/(1-1%)=0.4 ㎏
AMg=0.26%×100/(1-30%)=0.37 ㎏ AAl=90.84%×100/(1-1.0%)=91.75 ㎏
需要量 N
NMg=CMg×NAl/G=0.24×100÷44.5=0.54 ㎏
N(Al-Mn)=CMn×NAl÷G=2.0×100÷44.5=4.5 ㎏
N 回=P×NAl÷G=50×100÷44.5=112 ㎏
注：ZL107 的计算程序与此相同，计算过程略。ZL104 和 ZL107 的配料系数列于下表： 表 8 常用铝合金的炉料配制系数
Si：9%，Mg：0.27%，Mn：0.4%，Al：90.33%，杂质 Fe≤0.6%
B． 所需合金液重量
Al-Mn 合金：Mn10%，Fe≤0.3；镁锭：Mg99.8%；铝锭：Al99.5%，Fe≤0.3%。
C． 所用炉料的成分
回炉料：P=24 ㎏，占总量的 30%，成分为：Si9.2%,Mg0.27%,Mn0.4%,Fe≤0.4%
锰的偏析，浇锭前要充分搅拌，并应尽快浇注完毕（锭厚≤25mm）。
1．4 铝合金的配制
配制铝合金采用金属锭、中间合金及回炉料，也可使用各种牌号的预制合金锭。
1．4．1 装料前必须去除炉料表面上的锈迹、泥砂等污物。
1．4．2 回炉料分为三级：
表 5 回炉料的分级、应用及最大回用量
注：（1）当铸件有特殊要求时（如针孔度等），回炉料的用量应酌情减少，如气缸铸件应低于 40%； （2）当各级回炉料搭配使用时，回炉料的总量≤80%，其中，三级回炉料≤10%，二级回炉料≤50%。
1．3．2．1 将配制好的炉料充分预热；
1．3．2．2 在石墨坩埚内将 75%左右的铝锭熔化，并过热到 900~1000℃；
1．3．2．3 分批加入锰，每加入一批后，以石墨棒充分搅拌，待熔化后，加入下一批，最后加入余下的铝；
1．3．2．4 熔化完后，在 850℃左右加入精炼剂（用量按要求进行配加，如 AWJ-3 精炼剂加入量为 0.5~0.8%）除气精炼处理后静置 5~10 分钟浇锭。为防止
850~950
AlMn10 含 Mn：9~11 金属锰
10~15
900~1000
表 4 常用中间合金的配料系数
合金代号
铝锭
各炉料的配制系数 锰
AlCu50
100
/
浇注温度/℃ 700~750 850~900
铜 100
02
AlMn10
100
11.11
/
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；
5．应补加的新元素量 C
表 7 炉料的计算程序实例 举例
1．以熔炼 ZL104 合金 100 ㎏为例（配料计算取技术条件规定的平均值）： Si：8.5%，Mg：0.26%，Mn：0.4%，Al：90.84% 回炉料 P=100×50%=50 ㎏，按合金成分计算
2．元素的烧损量按表 9 选取，必要时根据生产实际加以调整。计算确定为：
Ni
0.5～1
Ti
1～2
1．4．4 炉料加入先后原则：
1．4．4．1 当用铝锭和中间合金熔化时，首先装入铝锭，然后加入中间合金；
1．4．4．2 当用预制合金锭进行熔炼时，首先装入预制合金锭，然后补加所需的铝和中间合金；
1．4．4．3 当炉料为回炉料和铝锭组成时，首先加入炉料中最多的那一部分；
1．4．4．4 当熔炉容量足以同时装入几种炉料时，则应首先装入熔点相近的成分；
25～30 /
/ 20～30
3～5 6
余量
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。
AMg=80/100×QMg=80/100×0.34=0.27 ㎏
AMn=80/100×QMn=80/100×0.4=0.32 ㎏
AAl=80/100×QAl=80/100×91.7=73.37 ㎏
5．计算回炉料中各种元素的5．BSi=24×9.2%=2.21 ㎏
含有量 B
BMg=24×0.27%=0.07 ㎏
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：
名称 铝铜 铝锰
序号 01
表 3 常用中间合金的配制工艺参数
代号
成分/%
原材料
块度/㎜
加入温度/℃
AlCu50 含 Cu：48~52 电解铜 ~100×100
UFe=0.25/80×100/100=0.3125%
1．4．3．2 炉料配比系数法：按表 7 举说明：
计算程序 1． 确定熔炼要求： A.合金牌号 B.所需合金液重量 C.所用炉料成分 2．确定元素的烧损量 E
3．计算 100 ㎏炉料各元素的需要量 A： A=a/（1-E）
4．计算回炉料中各元素的含有量 B
/
168
04 105002 100 14.8
/
8.233 5.15
/
188
05 ZL111 100 11.3 1.63 4.01
3.15
6.36
184
注：上表中所列各种炉料必须符合 QB004-2003《原材料技术条件及验收标准》的相应规定，否则，不能使用本表系数。此外，实际配料时，应逐一填写配料原
1．5．1 除气剂准备：
1．5．1．1 使用六氯乙烷时，应将其压成圆饼（Ф66×40，比重 1.8g/cm3）,每块重约 200g,存放干燥器内备用。
2．确定元素的烧损量：E 2．各元素的烧损量按表 9 中选取，必要时根据生产实际加以调整。
举例：ESi:1%，EMg:20%，EMn:0.8%，EAl:1.5%
3．计算 100 ㎏炉料各元素 3．100 ㎏炉料中，各元素的需要量 Q：
的需要量 Q：
QSi=9%×100/(1-1%)=9.09 ㎏ QMn=0.4%×100/(1-0.8%)=0.40 ㎏
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
1．4．4．5 容易烧损和低熔点的炉料，如镁和锌，应在最后加入；
1．4．4．6 在连续熔化时坩埚内应剩余一部分铝液以加速下一炉的熔化；
1．4．4．7 采用覆盖剂时，应在炉料开始熔化时就加入熔剂。
1．4．5 炉料全部熔化后，进行搅拌使成分均匀，然后调温到除气工艺所需的温度。
1．5 合金的除气或精炼处理
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、熔炼工具使用来自百度文库应涂防护涂料。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
成分配比（重量百分比）%
代号
名称
氧化锌
滑石粉
水玻璃
水
T03 涂料三号 T04 涂料四号
Q=a/（1-E）
QMg=0.27%×100/(1-20%)=0.34 ㎏ QAl=90.33%×100/(1-1.5%)=91.7 ㎏
4．根据熔制合金的实际含量4．熔制 80 ㎏合金实际所需元素量 A：
W，计算各元素的需要量 ASi=80/100×QSi=80/100×9.09=7.27 ㎏
A=W/100×Q
BMn=24×0.4%=0.1 ㎏
BAl=24×90.16%=21.64 ㎏
6．计算应加的新元素含量 6．CSi=ASi-BSi=7.27-2.21=5.06 ㎏ CMg=AMg-BMg=0.27-0.07=0.20 ㎏
C：C=A-B
CMn=AMn-BMn=0.32-0.1=0.22 ㎏ CAl=AAl-BAl=73.37-21.64=51.73 ㎏
7．中间合金量 D：D=C/F 7．相应于新加入的元素量所应补加的中间合金量：
（F：元素含量），带入的 D(Al-Mn)=CMn/10/100=0.22×100/10=2.2 ㎏
铝量：MAl=D-C
带入的铝:M(Al-Mn)=D-C=2.2-0.22=2.08 ㎏
8．应补加的纯铝 GAl
8．GAl=AAl-[M(Al-Mn)+BAl]=73.37-(2.08+21.64)=49.65 ㎏
合金 序号
代号
铝锭 工业硅
镁锭
各种炉料的配制系数 AlCu50 AlMn10 AlTi5A
同牌号回炉 料≤
备注
01 ZL107 100 8.122
/
9.29
/
/
02 ZL107 100 9．4
/
10．9 5．12
/
170 178 Fe>0．４%时
03 ZL104 100 9.74 0.774
/
4.584
4．BSi=50×8.5%=4.25 ㎏
BMn=50×0.4%=0.2 ㎏
BMg=50×0.26%=0.13 ㎏
BAl=50×90.84%=45.42 ㎏
5．CSi=ASi-BSi=8.58-4.25=4.33 ㎏ CMn=AMn-BMn=0.4-0.2=0.20 ㎏
CMg=AMg-BMg=0.37-0.13=0.24 ㎏ CAl=AAl-BAl=91.75-45.42=46.3 ㎏
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）。
1．3．2 铝锰中间合金熔炼工艺：
（3）回炉料应按牌号分开堆放，成分不清的需经重熔后分析成分方可用于配料。 1．4．3 炉料计算： 1．4．3．1 元素含量计算法，按表 6 举例说明：
表 6 炉料的计算程序实例（一）
计算程序
举例
1．确定熔炼要求：
1．以熔炼 ZL104 合金 80 ㎏为例（配料计算取技术要求的平均值）：
A． 合金牌号
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℃。