有色金属熔炼与铸锭第二章
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（80～100目）； 熔剂：盐类。 如 Mn添加剂：75.8%的40目Mn 粉；5%的80目Al 粉；19.2%的钾冰晶石粉； 混合压制成直径90mm厚25mm的圆饼。
1、合金炉料的组成 （1）新金属: 购买的各种新原料，纯金属铸锭，电解厂直接纯铝液等。 （2）废料：挤压、拉拔、轧制过程中产生的废料及机加废料不合格产品等。 （3）中间合金：含有难容元素的合金铸锭（Al-Zr中间合金）。在于加入某些熔点高、难溶解、
2.1.3 铝合金中主要合金元素、微量元素及杂质
熔体成分控制、熔体质量控制 熔炼设备、净化设备
2.2 熔体的成分控制
2.3.1 备料 炉料一般包括： 一、新金属：电解Cu、电解Al等。品位↑，价格↑，成本↑。 二、废料：①本厂废料—几何废料、工艺废料；②厂外废料：化学废料。 三、中间合金 使用目的：在于加入某些熔点高、难溶解、易氧化、易挥发的元素，以便准确控
Al-Si中间合金
Al-Si中间合金
Al-Ti-B
添加剂
除气剂
压余
锯切、车削铝屑 废锭，锭头锭尾
废锭，锭头锭尾
成品的锯切头尾
配料计算
配料计算有计算杂质和不计算杂质两种方法。当炉料全部是新金属和中间合金， 或仅有少量一级废料，或单个杂质限量要求不严格，或杂质总限量较高时，可不计算 杂质，如铜合金。重要用途或杂质控制比较严格的合金，或使用炉料级别低、杂质较 多的废料，特别是杂质含量多寡对铸造工艺性能影响较大的合金，要计算杂质，如铝 合金。
（实际结晶温度）与平衡结晶温度之差称为过冷度。其大小影响结晶后晶粒的大小。 （决定晶核生成数目和晶核长大速度，当过冷度很大时，生核数目很大，晶核生长不充 分，得到了细小致密的晶体。） 自发成核：只依靠液态金属本身在一定过冷度条件下形成晶核。 非自发成核:依附于固态质点表面而形成晶核的过程（在晶体结构上与结晶金属相近的 杂质，称活性杂质如铝合金中的TiAL3;称活化了的某些难溶杂质；结晶金属本身被离散 的树枝晶尖端或未溶的晶格残余物，称固有晶核；在实际生产中故意制造人工晶核以细 化组织为变质处理。
易氧化、易挥发的元素，以使准确控制成份，避免熔体过热，缩短熔炼时间，减少烧损。 （4）金属添加剂和化工原料：含有难容元素的化学添加剂和除气剂精炼剂等。 2、合金成分控制及配料计算
（1）配料及计算：根据生产合金的目标成分及总重计算需添加原料的重量。
（2）成分调整：根据炉前成分分析结果，对炉内的成分进行调整。 3、炉料的加入方法和加入顺序
第三步：计算各种成分总的装炉量或最大限量。
主要成分
Cu:9000×1.6%=144kg
Mg:9000×2.15%=193.5kg
Mn:9000×0.35%=31.5kg
Zn:9000×6%=540kg
Cr:9000×0.16=140×0.45%=40.5kg
Si:9000×0.25%=22.5kg
制成份，避免熔体过热，缩短熔炼时间，减少熔损。 如：Al合金LF21—Mn的T熔 = 1246℃, Al 的T熔 = 660℃, Al－(7～12%)Mn中间合金的T熔 = 780～800℃ 四、金属添加剂 一般含合金成份高达70%～90%，回收率达90%，而中间合金仅10～20%。 组成：添加元素的金属粉末：60%～90%（40～100目）；铝粉：2%～10%
通过加入顺序的控制，尽量提高各种原料的利用率和收得率。 4、熔体成分的表征方法
（1）直读光谱分析：工厂用的最广泛的分析设备，对固体试样进行成分分析。
（2）icp-aes分析仪(atomic emission spectrometer)
（3）化学分析
纯镁锭 电解铜板
纯铝锭 海绵钛
中间合金
中间合金
固溶体：是指溶质原子溶入溶剂晶格中而仍保持溶剂晶格类型的一种金属晶体。大多 数溶质原子在溶剂晶格中溶解度是有一定限度的，过量会形成新相。
金属化合物（中间相）：是合金元素间发生相互作用而生成的一种新相（溶质含量越 过溶解度），当合金中出现金属化合物时，通常能提高合金的强度、硬度和耐磨性， 但会降低塑性。
第四步：确定7A04合金一级废料中各成分的含量。
主要成分
Cu:3000×1.55%=46.5kg
Mg:3000×2%=60kg
Mn:3000×0.3%=9kg
Zn:3000×5.8%=174kg
Cr:3000×0.15%=4.5kg
第2章 铝合金的熔炼
2.1 概述 2.1.1 熔炼的目的
对化学成分的要求
2.1.2 相关的基本概念
合金：是两种或两种以上的金属或金属元素与非金属元素熔合在一起所得到的具有金 属特性的物质。组成合金的各元素称组元。它们交互作用形成多种相，即合金中具有 同一化学成份、同一结构和原子聚集状态的均匀部分。不同相之间有明显的界线分开。 相的结构可分为固溶体和化合物两大类。
表面张力：作用在液体表面，并力图使表面自动收缩的力。与本身性质(对液态金 属主要是成份和温度)、接触相的性质有关。是液态金属的重要物理特性之一。影 响润湿、毛细、内吸附等现象的发生。
润湿：液体在固体或液体表面铺展的性质。如接触面有扩大的趋势称润湿。如液 体成球形，在固体或液体表面不能铺开，接触面有收缩趋势称不润湿。润湿角小 于90度表示能润湿。
晶体:物质内部结构中的质点（原子、离子或分子）按一定规则次序排列的固体叫晶体。 特点：规则的外形，固定的熔点，各向异性。实际晶体由于结晶及其它加条件的影响， 使得所得到的晶体在内部结构上产生很多缺陷，称真实晶体。
烧损：熔炼过程中，熔体由于氧化而变成某些不能回收的金属化合物时，这种损 失统称为烧损，其大小与炉型、炉料状态、生产工艺等有关。
相：合金中具有同一化学成份、同一聚集状态并以界面互相分开的各个均匀的组成部分。 合金中所有的相可分为固溶体和金属化合物两大类。
组元：组成合金的元素（或稳定化合物）称为组元。 结晶：物质由液体状态转变为晶体状态物过程叫结晶。 过冷：液体冷却到平衡结晶温度以下某一温度才开始有效结晶的现象叫过冷。而该温度
1、合金炉料的组成 （1）新金属: 购买的各种新原料，纯金属铸锭，电解厂直接纯铝液等。 （2）废料：挤压、拉拔、轧制过程中产生的废料及机加废料不合格产品等。 （3）中间合金：含有难容元素的合金铸锭（Al-Zr中间合金）。在于加入某些熔点高、难溶解、
2.1.3 铝合金中主要合金元素、微量元素及杂质
熔体成分控制、熔体质量控制 熔炼设备、净化设备
2.2 熔体的成分控制
2.3.1 备料 炉料一般包括： 一、新金属：电解Cu、电解Al等。品位↑，价格↑，成本↑。 二、废料：①本厂废料—几何废料、工艺废料；②厂外废料：化学废料。 三、中间合金 使用目的：在于加入某些熔点高、难溶解、易氧化、易挥发的元素，以便准确控
Al-Si中间合金
Al-Si中间合金
Al-Ti-B
添加剂
除气剂
压余
锯切、车削铝屑 废锭，锭头锭尾
废锭，锭头锭尾
成品的锯切头尾
配料计算
配料计算有计算杂质和不计算杂质两种方法。当炉料全部是新金属和中间合金， 或仅有少量一级废料，或单个杂质限量要求不严格，或杂质总限量较高时，可不计算 杂质，如铜合金。重要用途或杂质控制比较严格的合金，或使用炉料级别低、杂质较 多的废料，特别是杂质含量多寡对铸造工艺性能影响较大的合金，要计算杂质，如铝 合金。
（实际结晶温度）与平衡结晶温度之差称为过冷度。其大小影响结晶后晶粒的大小。 （决定晶核生成数目和晶核长大速度，当过冷度很大时，生核数目很大，晶核生长不充 分，得到了细小致密的晶体。） 自发成核：只依靠液态金属本身在一定过冷度条件下形成晶核。 非自发成核:依附于固态质点表面而形成晶核的过程（在晶体结构上与结晶金属相近的 杂质，称活性杂质如铝合金中的TiAL3;称活化了的某些难溶杂质；结晶金属本身被离散 的树枝晶尖端或未溶的晶格残余物，称固有晶核；在实际生产中故意制造人工晶核以细 化组织为变质处理。
易氧化、易挥发的元素，以使准确控制成份，避免熔体过热，缩短熔炼时间，减少烧损。 （4）金属添加剂和化工原料：含有难容元素的化学添加剂和除气剂精炼剂等。 2、合金成分控制及配料计算
（1）配料及计算：根据生产合金的目标成分及总重计算需添加原料的重量。
（2）成分调整：根据炉前成分分析结果，对炉内的成分进行调整。 3、炉料的加入方法和加入顺序
第三步：计算各种成分总的装炉量或最大限量。
主要成分
Cu:9000×1.6%=144kg
Mg:9000×2.15%=193.5kg
Mn:9000×0.35%=31.5kg
Zn:9000×6%=540kg
Cr:9000×0.16=140×0.45%=40.5kg
Si:9000×0.25%=22.5kg
制成份，避免熔体过热，缩短熔炼时间，减少熔损。 如：Al合金LF21—Mn的T熔 = 1246℃, Al 的T熔 = 660℃, Al－(7～12%)Mn中间合金的T熔 = 780～800℃ 四、金属添加剂 一般含合金成份高达70%～90%，回收率达90%，而中间合金仅10～20%。 组成：添加元素的金属粉末：60%～90%（40～100目）；铝粉：2%～10%
通过加入顺序的控制，尽量提高各种原料的利用率和收得率。 4、熔体成分的表征方法
（1）直读光谱分析：工厂用的最广泛的分析设备，对固体试样进行成分分析。
（2）icp-aes分析仪(atomic emission spectrometer)
（3）化学分析
纯镁锭 电解铜板
纯铝锭 海绵钛
中间合金
中间合金
固溶体：是指溶质原子溶入溶剂晶格中而仍保持溶剂晶格类型的一种金属晶体。大多 数溶质原子在溶剂晶格中溶解度是有一定限度的，过量会形成新相。
金属化合物（中间相）：是合金元素间发生相互作用而生成的一种新相（溶质含量越 过溶解度），当合金中出现金属化合物时，通常能提高合金的强度、硬度和耐磨性， 但会降低塑性。
第四步：确定7A04合金一级废料中各成分的含量。
主要成分
Cu:3000×1.55%=46.5kg
Mg:3000×2%=60kg
Mn:3000×0.3%=9kg
Zn:3000×5.8%=174kg
Cr:3000×0.15%=4.5kg
第2章 铝合金的熔炼
2.1 概述 2.1.1 熔炼的目的
对化学成分的要求
2.1.2 相关的基本概念
合金：是两种或两种以上的金属或金属元素与非金属元素熔合在一起所得到的具有金 属特性的物质。组成合金的各元素称组元。它们交互作用形成多种相，即合金中具有 同一化学成份、同一结构和原子聚集状态的均匀部分。不同相之间有明显的界线分开。 相的结构可分为固溶体和化合物两大类。
表面张力：作用在液体表面，并力图使表面自动收缩的力。与本身性质(对液态金 属主要是成份和温度)、接触相的性质有关。是液态金属的重要物理特性之一。影 响润湿、毛细、内吸附等现象的发生。
润湿：液体在固体或液体表面铺展的性质。如接触面有扩大的趋势称润湿。如液 体成球形，在固体或液体表面不能铺开，接触面有收缩趋势称不润湿。润湿角小 于90度表示能润湿。
晶体:物质内部结构中的质点（原子、离子或分子）按一定规则次序排列的固体叫晶体。 特点：规则的外形，固定的熔点，各向异性。实际晶体由于结晶及其它加条件的影响， 使得所得到的晶体在内部结构上产生很多缺陷，称真实晶体。
烧损：熔炼过程中，熔体由于氧化而变成某些不能回收的金属化合物时，这种损 失统称为烧损，其大小与炉型、炉料状态、生产工艺等有关。
相：合金中具有同一化学成份、同一聚集状态并以界面互相分开的各个均匀的组成部分。 合金中所有的相可分为固溶体和金属化合物两大类。
组元：组成合金的元素（或稳定化合物）称为组元。 结晶：物质由液体状态转变为晶体状态物过程叫结晶。 过冷：液体冷却到平衡结晶温度以下某一温度才开始有效结晶的现象叫过冷。而该温度