5182铝合金扁锭质量缺陷的分析与控制_梁鲁清
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距边部16cm羽毛状晶 距边部15cm羽毛状晶
无 距边部15cm羽毛状晶 距边部15cm羽毛状晶
晶粒度 疏松
5级 无 6级 无 5级 无 6级 无 6级 无
1.4 表面主要质量缺陷 表面主要质量缺陷包括以下几种：①铸锭大
面皱褶严重；②铸锭表面裂纹：小面底部产生横 向裂纹；大、小面纵向通裂；③铸锭铺底处产生 不同程度的漏铝瘤。
（5）浇铸过程周围环境湿度大，易造成熔体
吸氢。 2.2 碱金属Ca超标的原因
（1）原辅材料中的Ca含量：①通过对电解
铝液的检测分析，Ca含量最高为5.8ppm，最低为
1.2ppm，≥3ppm的占到24%；②配料及净化用金
属添加剂（中间合金）和金属溶剂含Ca高，见表
4；③铝熔体精炼用粘土砖中CaO较高。
（3）为降低5182合金熔体的粘度，提高熔体 流动性，有利于H的析出，熔体精炼介质采用高纯 氩气，不用氮气；浇铸过程，适当提高浇铸温度 （700~710℃）。
（4）改善浇铸平台周围环境。浇铸过程封闭 竖井周围或在铸造平台四周安装流风机，生产时 启动风机进行抽气处理，预防水蒸气进入铝熔体 造成H升高。 3.2 碱金属
铸锭小面尾部没有充分固化未达到足够强度 便开始铸造而引起的缺陷。产生原因：① 铸造开 始水流量太低；②铸造开始速度太快；③铸造开 始的金属温度太高；④水冷却能力改变；⑤水分 布状况不良；⑥铝液填充时间太短。 2.6 铸锭大、小面纵向通裂的原因
（1）大面氧化渣引起的裂纹产生原因：因 5182合金氧化性大，在熔体表面易生成不致密 的、疏松多孔的氧化膜和氧化渣，漂浮在铸锭的 液面上，被熔融金属上氧化层的移动而推到液面 边缘悬挂在铸锭表面上。氧化物是绝热体，在铸 锭外壳上造成热点和应力集中上升，引起开裂， 形成裂纹源[3]。
7B-564
-
7B-565
0.216
1.2 碱金属严重超标
扁锭碱金属实测情况见表2。
表2 扁锭实测Ca含量
铸次
7B-559 7B-560 7B-561 7B-562 7B-563 7B-564 7B-565
Ca含量/ppm
46 34 40 38 27 45
标准 ≤3
判定 不合格 不合格 合格 合格 合格
不合格
判定 不合格 不合格 不合格 不合格 不合格
不合格
作者简介：梁鲁清（1969-），男，山东菏泽人，高级工程师，主要从事铝及铝合金材料研究及加工技术。 收稿日期：2014-03-21
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梁鲁清：5182铝合金扁锭质量缺陷的分析与控制
技术工程
1.3 内部组织
晶粒度超标，产生羽毛状晶，见表3。
《铝加工》
2014 年第 3 期总第 218 期
技术工程
5182铝合金扁锭质量缺陷的分析与控制
梁鲁清
（青海桥头铝电股份有限公司，青海 西宁 810100）
摘要：通过对试生产5182铝合金扁锭产生的质量缺陷原因分析，从合金配料、熔体熔炼工艺、熔体净化技术及铸造工艺等 方面进行了研究探讨，并有针对性地提出了相应措施。 关键词：粘稠性；碱金属；熔体保护；非自发晶核；铸造应力；皱褶；裂纹 中图分类号：TG292 文献标识码：B 文章编号：1005-4898(2014)03-0040-05 doi:10.3969/j.issn.1005-4898.2014.03.09
表3 扁锭内部组织检测结果
铸次
裂纹 偏析 气孔
7 B -559 无 无 无 7 B -561 无 无 无 7 B -562 无 无 无 7 B -563 无 无 无 7 B -565 无 无 无
判定
夹渣
渣夹 单个面积
无
/
无
/
无
/
无
/
无
/
组织及缺陷
光亮晶粒
点数 平均直径
无
/
无
/
无
/
无
/
无
/
不合格
羽毛状晶
（1）合金熔体的粘度。影响熔体粘度的因素 有合金的化学成分、熔体的温度和熔体中的夹杂 物含量等。A1-Mg系变形铝合金中，随着Mg含量 增加，熔体的粘度增加[1]，漏斗（分流袋）两侧敞 露液体滞留时间长，氧化膜增厚。金属氧化物的 导热性远比金属的低，相当于结晶器壁的一次冷 却强度减弱，同等条件下形成的液穴壁变薄，易 导致皱褶缺陷的产生。
2 5182合金扁锭存在的主要缺陷分析
2.1 氢超标的原因 （1）电解铝液中气体含量较高(主要是H2)。
公司用电解铝液生产5182合金扁锭，由于铝电解 生产的特殊性，特别是倒入熔炼炉时，铝液与空 气中的水分发生反应，使其H含量进一步升高。经 测量分析，高温电解铝液倒入熔炼炉后的H含量均 在0.34~0.45ml/100gAl。
1 5182合金扁锭存在的主要问题
1.1 氢含量超标 5182合金扁锭的质量缺陷问题最主要体现在
氢含量超标，见表1。
表1 扁锭实测氢含量
铸次
H含量（ml/100gAl）
标准 ≤0. 14
7B-559
0.180
7B-560
0.184
7B-561
0.107
7B-562
0.123
7B-563
0.129
（4）圆弧角里冷却量太大。结晶器圆弧角冷 却水量大，铸锭圆弧角部收缩大，易产生金属溢 漏，形成漏铝瘤。
3 5182合金扁锭质量缺陷控制措施
3.1 氢含量 （1）电解铝液入炉前的除气预处理：高温
电解铝液用真空包从电解车间到铸造车间转入准 备好的敞口包中，采用CCl4进行原铝精炼脱气处
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梁鲁清：5182铝合金扁锭质量缺陷的分析与控制
表4 生产5182合金各种添加剂的Ca含量分析结果
试样名称
镁锭
Al-Mn 合金
无钠打 渣剂
无钠精 炼剂
覆盖剂
除钠剂
Ca含量/ppm 20 40 17870 22970 1320 9430
（2）炉内衬、流槽内衬等破损造成Ca进入铝 熔体。
（3）无除钙措施。 2.3 晶粒度超标、产生羽毛状晶缺陷的原因
· 43 ·
《铝加工》
2014 年第 3 期总第 218 期
技术工程
不平衡形成的小面纵向裂纹。 3.7 铸锭底部漏铝瘤
（1）调整结晶器中的液位不能过低，熔体 温度不能过高，预防铸造开头至过渡区由于沸腾 膜不均匀，部分区域产生过冷状态，产生金属溢 漏。
（3）大、小面纵向通裂原因:在铸锭产生大小 面裂纹源的前提下，随着铸锭的逐渐冷却，铸锭 内的残余应力在原始裂纹处发生局部集中，当超 过金属强度所允许的程度时，便引发裂纹的继续 扩展，导致纵向通裂缺陷。 2.7 铸锭底部产生不同程度的漏铝瘤缺陷的原因
（1）过冷状态。浇铸时金属温度和金属液位 高度配置不合理，导致铸锭底部过渡区间的沸腾 膜不均匀，部分区域产生过冷状态，产生金属溢 漏，形成漏铝瘤。
技术工程
理，电解原铝中的H含量可从0.40ml/100gAl降至 0.20ml/100g Al以下。
（2）为避免铝熔体长时间置放炉内吸氢的危 害，尽量缩短炉内配料时间，缩短合金熔体在两 炉（熔炼炉、静置炉）中的置放时间，对高镁合 金在熔炼炉中的时间应控制在6h之内，静置炉内 时间控制在2h之内。
0 前 言
5182合金属5xxx系铝合金系列，是以镁为主 要合金元素的铝合金，属于不可热处理强化铝合 金，具有较高的强度、良好的塑性、耐蚀性、冲 压性能等综合加工性能，在船舰、航空航天等领 域中有着广泛的应用。目前已成为制造全铝易拉 罐和马口铁易拉罐罐盖、拉环及其封装组件的最 佳铝合金材料。
公司于2013年底开始研究开发罐盖（拉环） 用5182铝合金扁铸热轧坯料，试生产过程中出现 较多的产品质量缺陷问题。本文就试生产中产品 质量缺陷进行了简要分析，并探讨相应的控制措 施。
（1）适当增加铸造开始的小面第一道水流 量。
（2）降低铸造开始速度。 （3）检查水质，及时做好水质的处理，保障 金属结晶过程中的热平衡。 （4）检查水出口和水分布状况，保障冷却水 分布及均匀性。 （5）适当延长铝液填充时间。 3.6 铸锭大小面纵向通裂 （1）控制高镁合金不致密氧化膜的产生。 熔体中可加入适量Be元素保护熔体；浇铸过程保 温炉内熔体表面撒盖一层无碱金属覆盖剂进行熔 体保护；生产中流槽、结晶器内等的金属熔体液 位、液面要保持稳定，没有特殊情况不允许人为 破坏液面氧化层；铸造开头时结晶器液面打渣处 理要及时、速度要快，并要求从结晶器四边逐步 向液面中心撇渣处理，避免断开的氧化膜（氧化 渣）随熔体分流带到铸锭的表面。 （2）避免铸造开头时因控制造成的底部横向 裂纹而引起的纵向开裂；对于宽厚比较大尺寸的 扁锭，应考虑在冷却控制方面适当堵塞靠小面两 侧大面的部分冷却水孔，尽量降低铸锭小面受到 的三面冷却而导致的小面冷却不均匀造成的应力
（2）添加A1-Ti-B细化剂的影响。 A1-Ti-B 合金中的主要质点是TiA13和TiB2，其中TiB2质点 很小(约1.5µm)，但熔点很高(2000℃以上)[2]，在熔 铸条件下不溶解，分散于铝熔体中，与夹杂物对 铝熔体的影响一样，使其粘度增加，表面张力增 大，增大合金皱褶缺陷产生的几率。 2.5 铸锭底部小面产生横向裂纹
（2）金属分配袋破损或不良的金属分配。这 样会导致金属分流不均匀，铸锭凝壳内层处温度 有高有低，高的区域易产生二次重熔，冲破凝壳 形成漏铝瘤。
（3）铸造速度提升斜率过慢或冷却水斜率提 升速度过快。浇铸过渡区期间，铸造速度提升过 慢，易产生铸锭凝壳处的高温熔体二次重熔冲破 凝壳形成漏铝瘤。冷却水提升速度过快，底部收 缩大，易产生金属溢漏，形成漏铝瘤。
（2）小面裂纹产生的原因:连续铸造时，扁
铸锭小面受三面冷却，而大面中心部位受两面冷 却，小面沿铸锭轴向的温度梯度和冷却速度大大 超过大面中心部位沿铸锭轴向的温度梯度和冷却 速度，因而使铸锭小面产生沿高度方向作用的拉 应力。在刚开始的时候，因小面底部产生横向裂 纹或非金属夹杂物起了应力集中的作用，使之在 小面区便形成了原始裂纹源。
（1）严格控制原辅材料的质量；（2）不用耐火 砖作为熔体精炼介质；（3）合金转组生产时，炉子、 流槽、除气箱、过滤箱等载流工器具必须清理干净、 修补完善；并预防生产过程中破损；（4）采用合适的 无钠除钙剂进行除钙处理。 3.3 粗大晶粒、羽毛状晶
（1）缩短熔体在炉内的置放时间。 （2）提高熔体温度均匀性，防止熔体局部过 热。充分发挥熔炼炉电磁搅拌对铝熔体温度均匀 的作用性能；加强保温炉中熔体的搅拌作用，同 时合理调整炉内透气塞的运行模式。 （3）合理调整配料固液比，提高金属冶金活 性，增加金属非自发性形核的几率。 （4）适当提高浇铸时的冷却强度，降低结晶 液穴宽度与高度，提高结晶过冷度，提高结晶形 核率。 （5）适当延长向结晶器充液的时间，有利于 液穴内温度均匀，避免铸锭中出现局部大晶粒或 大晶区。提高液面及液位的稳定性，避免铸造时
液流直接冲击结晶前沿，有利于抑制羽毛晶缺陷 的产生。 3.4 铸锭表面皱褶
（1）尽可能使用含B较低的原辅材料（包括 细化剂）。
（2）适当提高铸造温度，降低熔体的粘度， 增加熔体的流动性，改善分流袋两侧熔体的更新 条件。表面的氧化膜厚度降低，影响导热的表层 氧化膜厚度变薄，可使液穴壁厚度增加降低扁锭 宽面液穴壁的二次加热程度，减少皱褶缺陷的产 生。 3.5 铸锭小面底部横向裂纹
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《铝加工》
2014 年第 3 期总第 218 期
技术工程
（2）铝熔体过热或在炉内停留时间过长，熔 体有效活性质点极少极易产生粗大晶粒及羽毛状 晶的倾向，再加之浇铸时铸锭的冷却速度极快， 在结晶前沿液体中的温度梯度十分陡峭，过冷带 极为窄小的情况下就会生成羽毛状晶组织。 2.4 铸锭表面产生皱褶缺陷的原因
（2）在铝镁合金中，由于镁的存在，进入熔 体中的H2O在高温下更易与Mg反应生成H，H又不 能与Al、Mg反应， 结合成H2分子，形成气泡，溶 于铝熔体中。
（3）5182合金属于高镁铝合金，合金熔体粘 度大，合金熔体的流动性差，不利于H的析出；同 时表面氧化膜不能阻止Mg的继续氧化和水汽的吸 入。
（4）合金熔体在炉内置放时间过长，易百度文库成 吸氢。
晶粒粗大是铸锭内部晶粒组织局部或全部晶 粒变大超出要求的晶粒组织，羽毛晶是铸锭晶粒 组织柱状晶的变种，两种缺陷都属于铸锭内部异 常组织，通常是由于熔体过热等原因造成，Al-Mg 系合金更易产生羽毛状晶。
（1）向结晶器导入高温熔体和导入熔体方式 不当时，在半连续铸造时易生成孪晶，即为羽毛 状晶。由于液穴内温度不均匀，在温度高的地方 晶粒长大得快，在铸锭中出现局部大晶粒或大晶 区。
无 距边部15cm羽毛状晶 距边部15cm羽毛状晶
晶粒度 疏松
5级 无 6级 无 5级 无 6级 无 6级 无
1.4 表面主要质量缺陷 表面主要质量缺陷包括以下几种：①铸锭大
面皱褶严重；②铸锭表面裂纹：小面底部产生横 向裂纹；大、小面纵向通裂；③铸锭铺底处产生 不同程度的漏铝瘤。
（5）浇铸过程周围环境湿度大，易造成熔体
吸氢。 2.2 碱金属Ca超标的原因
（1）原辅材料中的Ca含量：①通过对电解
铝液的检测分析，Ca含量最高为5.8ppm，最低为
1.2ppm，≥3ppm的占到24%；②配料及净化用金
属添加剂（中间合金）和金属溶剂含Ca高，见表
4；③铝熔体精炼用粘土砖中CaO较高。
（3）为降低5182合金熔体的粘度，提高熔体 流动性，有利于H的析出，熔体精炼介质采用高纯 氩气，不用氮气；浇铸过程，适当提高浇铸温度 （700~710℃）。
（4）改善浇铸平台周围环境。浇铸过程封闭 竖井周围或在铸造平台四周安装流风机，生产时 启动风机进行抽气处理，预防水蒸气进入铝熔体 造成H升高。 3.2 碱金属
铸锭小面尾部没有充分固化未达到足够强度 便开始铸造而引起的缺陷。产生原因：① 铸造开 始水流量太低；②铸造开始速度太快；③铸造开 始的金属温度太高；④水冷却能力改变；⑤水分 布状况不良；⑥铝液填充时间太短。 2.6 铸锭大、小面纵向通裂的原因
（1）大面氧化渣引起的裂纹产生原因：因 5182合金氧化性大，在熔体表面易生成不致密 的、疏松多孔的氧化膜和氧化渣，漂浮在铸锭的 液面上，被熔融金属上氧化层的移动而推到液面 边缘悬挂在铸锭表面上。氧化物是绝热体，在铸 锭外壳上造成热点和应力集中上升，引起开裂， 形成裂纹源[3]。
7B-564
-
7B-565
0.216
1.2 碱金属严重超标
扁锭碱金属实测情况见表2。
表2 扁锭实测Ca含量
铸次
7B-559 7B-560 7B-561 7B-562 7B-563 7B-564 7B-565
Ca含量/ppm
46 34 40 38 27 45
标准 ≤3
判定 不合格 不合格 合格 合格 合格
不合格
判定 不合格 不合格 不合格 不合格 不合格
不合格
作者简介：梁鲁清（1969-），男，山东菏泽人，高级工程师，主要从事铝及铝合金材料研究及加工技术。 收稿日期：2014-03-21
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梁鲁清：5182铝合金扁锭质量缺陷的分析与控制
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1.3 内部组织
晶粒度超标，产生羽毛状晶，见表3。
《铝加工》
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5182铝合金扁锭质量缺陷的分析与控制
梁鲁清
（青海桥头铝电股份有限公司，青海 西宁 810100）
摘要：通过对试生产5182铝合金扁锭产生的质量缺陷原因分析，从合金配料、熔体熔炼工艺、熔体净化技术及铸造工艺等 方面进行了研究探讨，并有针对性地提出了相应措施。 关键词：粘稠性；碱金属；熔体保护；非自发晶核；铸造应力；皱褶；裂纹 中图分类号：TG292 文献标识码：B 文章编号：1005-4898(2014)03-0040-05 doi:10.3969/j.issn.1005-4898.2014.03.09
表3 扁锭内部组织检测结果
铸次
裂纹 偏析 气孔
7 B -559 无 无 无 7 B -561 无 无 无 7 B -562 无 无 无 7 B -563 无 无 无 7 B -565 无 无 无
判定
夹渣
渣夹 单个面积
无
/
无
/
无
/
无
/
无
/
组织及缺陷
光亮晶粒
点数 平均直径
无
/
无
/
无
/
无
/
无
/
不合格
羽毛状晶
（1）合金熔体的粘度。影响熔体粘度的因素 有合金的化学成分、熔体的温度和熔体中的夹杂 物含量等。A1-Mg系变形铝合金中，随着Mg含量 增加，熔体的粘度增加[1]，漏斗（分流袋）两侧敞 露液体滞留时间长，氧化膜增厚。金属氧化物的 导热性远比金属的低，相当于结晶器壁的一次冷 却强度减弱，同等条件下形成的液穴壁变薄，易 导致皱褶缺陷的产生。
2 5182合金扁锭存在的主要缺陷分析
2.1 氢超标的原因 （1）电解铝液中气体含量较高(主要是H2)。
公司用电解铝液生产5182合金扁锭，由于铝电解 生产的特殊性，特别是倒入熔炼炉时，铝液与空 气中的水分发生反应，使其H含量进一步升高。经 测量分析，高温电解铝液倒入熔炼炉后的H含量均 在0.34~0.45ml/100gAl。
1 5182合金扁锭存在的主要问题
1.1 氢含量超标 5182合金扁锭的质量缺陷问题最主要体现在
氢含量超标，见表1。
表1 扁锭实测氢含量
铸次
H含量（ml/100gAl）
标准 ≤0. 14
7B-559
0.180
7B-560
0.184
7B-561
0.107
7B-562
0.123
7B-563
0.129
（4）圆弧角里冷却量太大。结晶器圆弧角冷 却水量大，铸锭圆弧角部收缩大，易产生金属溢 漏，形成漏铝瘤。
3 5182合金扁锭质量缺陷控制措施
3.1 氢含量 （1）电解铝液入炉前的除气预处理：高温
电解铝液用真空包从电解车间到铸造车间转入准 备好的敞口包中，采用CCl4进行原铝精炼脱气处
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梁鲁清：5182铝合金扁锭质量缺陷的分析与控制
表4 生产5182合金各种添加剂的Ca含量分析结果
试样名称
镁锭
Al-Mn 合金
无钠打 渣剂
无钠精 炼剂
覆盖剂
除钠剂
Ca含量/ppm 20 40 17870 22970 1320 9430
（2）炉内衬、流槽内衬等破损造成Ca进入铝 熔体。
（3）无除钙措施。 2.3 晶粒度超标、产生羽毛状晶缺陷的原因
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《铝加工》
2014 年第 3 期总第 218 期
技术工程
不平衡形成的小面纵向裂纹。 3.7 铸锭底部漏铝瘤
（1）调整结晶器中的液位不能过低，熔体 温度不能过高，预防铸造开头至过渡区由于沸腾 膜不均匀，部分区域产生过冷状态，产生金属溢 漏。
（3）大、小面纵向通裂原因:在铸锭产生大小 面裂纹源的前提下，随着铸锭的逐渐冷却，铸锭 内的残余应力在原始裂纹处发生局部集中，当超 过金属强度所允许的程度时，便引发裂纹的继续 扩展，导致纵向通裂缺陷。 2.7 铸锭底部产生不同程度的漏铝瘤缺陷的原因
（1）过冷状态。浇铸时金属温度和金属液位 高度配置不合理，导致铸锭底部过渡区间的沸腾 膜不均匀，部分区域产生过冷状态，产生金属溢 漏，形成漏铝瘤。
技术工程
理，电解原铝中的H含量可从0.40ml/100gAl降至 0.20ml/100g Al以下。
（2）为避免铝熔体长时间置放炉内吸氢的危 害，尽量缩短炉内配料时间，缩短合金熔体在两 炉（熔炼炉、静置炉）中的置放时间，对高镁合 金在熔炼炉中的时间应控制在6h之内，静置炉内 时间控制在2h之内。
0 前 言
5182合金属5xxx系铝合金系列，是以镁为主 要合金元素的铝合金，属于不可热处理强化铝合 金，具有较高的强度、良好的塑性、耐蚀性、冲 压性能等综合加工性能，在船舰、航空航天等领 域中有着广泛的应用。目前已成为制造全铝易拉 罐和马口铁易拉罐罐盖、拉环及其封装组件的最 佳铝合金材料。
公司于2013年底开始研究开发罐盖（拉环） 用5182铝合金扁铸热轧坯料，试生产过程中出现 较多的产品质量缺陷问题。本文就试生产中产品 质量缺陷进行了简要分析，并探讨相应的控制措 施。
（1）适当增加铸造开始的小面第一道水流 量。
（2）降低铸造开始速度。 （3）检查水质，及时做好水质的处理，保障 金属结晶过程中的热平衡。 （4）检查水出口和水分布状况，保障冷却水 分布及均匀性。 （5）适当延长铝液填充时间。 3.6 铸锭大小面纵向通裂 （1）控制高镁合金不致密氧化膜的产生。 熔体中可加入适量Be元素保护熔体；浇铸过程保 温炉内熔体表面撒盖一层无碱金属覆盖剂进行熔 体保护；生产中流槽、结晶器内等的金属熔体液 位、液面要保持稳定，没有特殊情况不允许人为 破坏液面氧化层；铸造开头时结晶器液面打渣处 理要及时、速度要快，并要求从结晶器四边逐步 向液面中心撇渣处理，避免断开的氧化膜（氧化 渣）随熔体分流带到铸锭的表面。 （2）避免铸造开头时因控制造成的底部横向 裂纹而引起的纵向开裂；对于宽厚比较大尺寸的 扁锭，应考虑在冷却控制方面适当堵塞靠小面两 侧大面的部分冷却水孔，尽量降低铸锭小面受到 的三面冷却而导致的小面冷却不均匀造成的应力
（2）添加A1-Ti-B细化剂的影响。 A1-Ti-B 合金中的主要质点是TiA13和TiB2，其中TiB2质点 很小(约1.5µm)，但熔点很高(2000℃以上)[2]，在熔 铸条件下不溶解，分散于铝熔体中，与夹杂物对 铝熔体的影响一样，使其粘度增加，表面张力增 大，增大合金皱褶缺陷产生的几率。 2.5 铸锭底部小面产生横向裂纹
（2）金属分配袋破损或不良的金属分配。这 样会导致金属分流不均匀，铸锭凝壳内层处温度 有高有低，高的区域易产生二次重熔，冲破凝壳 形成漏铝瘤。
（3）铸造速度提升斜率过慢或冷却水斜率提 升速度过快。浇铸过渡区期间，铸造速度提升过 慢，易产生铸锭凝壳处的高温熔体二次重熔冲破 凝壳形成漏铝瘤。冷却水提升速度过快，底部收 缩大，易产生金属溢漏，形成漏铝瘤。
（2）小面裂纹产生的原因:连续铸造时，扁
铸锭小面受三面冷却，而大面中心部位受两面冷 却，小面沿铸锭轴向的温度梯度和冷却速度大大 超过大面中心部位沿铸锭轴向的温度梯度和冷却 速度，因而使铸锭小面产生沿高度方向作用的拉 应力。在刚开始的时候，因小面底部产生横向裂 纹或非金属夹杂物起了应力集中的作用，使之在 小面区便形成了原始裂纹源。
（1）严格控制原辅材料的质量；（2）不用耐火 砖作为熔体精炼介质；（3）合金转组生产时，炉子、 流槽、除气箱、过滤箱等载流工器具必须清理干净、 修补完善；并预防生产过程中破损；（4）采用合适的 无钠除钙剂进行除钙处理。 3.3 粗大晶粒、羽毛状晶
（1）缩短熔体在炉内的置放时间。 （2）提高熔体温度均匀性，防止熔体局部过 热。充分发挥熔炼炉电磁搅拌对铝熔体温度均匀 的作用性能；加强保温炉中熔体的搅拌作用，同 时合理调整炉内透气塞的运行模式。 （3）合理调整配料固液比，提高金属冶金活 性，增加金属非自发性形核的几率。 （4）适当提高浇铸时的冷却强度，降低结晶 液穴宽度与高度，提高结晶过冷度，提高结晶形 核率。 （5）适当延长向结晶器充液的时间，有利于 液穴内温度均匀，避免铸锭中出现局部大晶粒或 大晶区。提高液面及液位的稳定性，避免铸造时
液流直接冲击结晶前沿，有利于抑制羽毛晶缺陷 的产生。 3.4 铸锭表面皱褶
（1）尽可能使用含B较低的原辅材料（包括 细化剂）。
（2）适当提高铸造温度，降低熔体的粘度， 增加熔体的流动性，改善分流袋两侧熔体的更新 条件。表面的氧化膜厚度降低，影响导热的表层 氧化膜厚度变薄，可使液穴壁厚度增加降低扁锭 宽面液穴壁的二次加热程度，减少皱褶缺陷的产 生。 3.5 铸锭小面底部横向裂纹
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2014 年第 3 期总第 218 期
技术工程
（2）铝熔体过热或在炉内停留时间过长，熔 体有效活性质点极少极易产生粗大晶粒及羽毛状 晶的倾向，再加之浇铸时铸锭的冷却速度极快， 在结晶前沿液体中的温度梯度十分陡峭，过冷带 极为窄小的情况下就会生成羽毛状晶组织。 2.4 铸锭表面产生皱褶缺陷的原因
（2）在铝镁合金中，由于镁的存在，进入熔 体中的H2O在高温下更易与Mg反应生成H，H又不 能与Al、Mg反应， 结合成H2分子，形成气泡，溶 于铝熔体中。
（3）5182合金属于高镁铝合金，合金熔体粘 度大，合金熔体的流动性差，不利于H的析出；同 时表面氧化膜不能阻止Mg的继续氧化和水汽的吸 入。
（4）合金熔体在炉内置放时间过长，易百度文库成 吸氢。
晶粒粗大是铸锭内部晶粒组织局部或全部晶 粒变大超出要求的晶粒组织，羽毛晶是铸锭晶粒 组织柱状晶的变种，两种缺陷都属于铸锭内部异 常组织，通常是由于熔体过热等原因造成，Al-Mg 系合金更易产生羽毛状晶。
（1）向结晶器导入高温熔体和导入熔体方式 不当时，在半连续铸造时易生成孪晶，即为羽毛 状晶。由于液穴内温度不均匀，在温度高的地方 晶粒长大得快，在铸锭中出现局部大晶粒或大晶 区。