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鑄造鋁合金熔煉、澆注操作規(guī)程

  
評論: 更新日期:2021年04月07日

1? 鋁合金的熔化

1.1 坩堝、錠模及熔煉工具的準(zhǔn)備

1.1.1 石墨坩堝的準(zhǔn)備:

1.1.1.1 根據(jù)熔化量的多少選用容量適當(dāng)?shù)嫩釄澹?/p>

1.1.1.2 新坩堝使用前,應(yīng)由室溫緩慢升溫至900℃進(jìn)行焙燒,以去除坩堝的水分并防止炸裂;

1.1.1.3 舊坩堝(注意同一個(gè)坩堝不能用于熔化不同牌號的合金)使用前應(yīng)檢查是否損壞,清除表面熔渣和其它臟物,裝料前預(yù)熱到250~300℃。

1.1.2 鐵質(zhì)坩堝一般采用球鐵坩堝,也可用鑄鋼(或鋼板焊接)坩堝。為提高坩堝使用壽命,其外表面可進(jìn)行液體滲鋁處理。

1.1.3 坩堝、錠模及熔煉工具,使用前應(yīng)將殘余的金屬、氧化皮等雜物清除干凈。

1.1.4 新坩堝及有銹蝕污物的舊坩堝,使用前應(yīng)吹砂或用其它方法清除干凈,并加熱到700~800℃,保溫2~4小時(shí),以除去坩堝吸附的水分及其它化學(xué)物質(zhì)。

1.1.5 鋁鎂系合金的熔煉工具,使用前應(yīng)在光鹵石等溶劑中洗滌干凈。

1.1.6 坩堝、錠模、熔煉工具使用前應(yīng)涂防護(hù)涂料。搪襯的保溫坩堝重復(fù)使用時(shí),可不涂防護(hù)涂料。

1.1.6.1 涂料成分可按表1中的規(guī)定:

表1? 坩堝和工具用涂料

代號名稱成分配比(重量百分比)%
氧化鋅滑石粉水玻璃
T03涂料三號25~30/3~5余量
T04涂料四號/20~306

1.1.6.2 涂料的配制:涂料成分中的所有固體組元,配制前應(yīng)磨碎,并經(jīng)過100~140目過篩,然后混合均勻。使用時(shí),先將水玻璃倒入80~100℃的熱水中攪拌均勻,加入固體組元后再攪拌均勻,冷卻后備用。配好后的涂料停放時(shí)間一般不超過8小時(shí)。

1.1.6.3 將坩堝、錠模、熔煉工具預(yù)熱到180~250℃,涂以防腐涂料。

1.1.7 用于保溫的碳素鋼板焊接坩堝,其內(nèi)表應(yīng)用耐火材料搪襯。耐火材料可按表2中的規(guī)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
453520適量(另加)

1.2 原材料

1.2.1 配制鋁合金所用的金屬材料應(yīng)符合QB004《原材料技術(shù)條件及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn) >標(biāo)準(zhǔn)》中的規(guī)定。

1.2.2 配制涂料、搪襯、精煉用劑所用的輔助材料也應(yīng)符合QB004中的規(guī)定。

1.3 中間合金的配制:鋁基中間合金的配制工藝及配料系數(shù)見表3及表4:

表3? 常用中間合金的配制工藝參數(shù)

名稱代號成分/%原材料塊度/㎜加入溫度/℃澆注溫度/℃
鋁銅AlCu50含Cu:48~52電解銅~100×100850~950700~750
鋁錳AlMn10含Mn:9~11金屬錳10~15900~1000850~900

表4 常用中間合金的配料系數(shù)

序號合金代號各爐料的配制系數(shù)
鋁錠
01AlCu50100/100
02AlMn1010011.11/

1.3.1 鋁銅中間合金熔煉工藝:

1.3.1.1 將配制好的爐料充分預(yù)熱;

1.3.1.2將10~15%的鋁及全部銅裝爐,隨著銅的熔化,分批將剩余鋁錠加入熔爐,并充分?jǐn)嚢?,至全部熔化?/p>

1.3.1.3 在700℃左右加入精煉劑(用量按各種精煉劑使用要求配加,如使用AWJ-3精煉劑,加入量為0.5~0.8%)進(jìn)行除氣精煉處理,扒渣后澆錠(錠厚≤25mm)。

1.3.2 鋁錳中間合金熔煉工藝:

1.3.2.1 將配制好的爐料充分預(yù)熱;

1.3.2.2 在石墨坩堝內(nèi)將75%左右的鋁錠熔化,并過熱到900~1000℃;

1.3.2.3 分批加入錳,每加入一批后,以石墨棒充分?jǐn)嚢瑁刍?,加入下一批,最后加入余下的鋁;

1.3.2.4 熔化完后,在850℃左右加入精煉劑(用量按要求進(jìn)行配加,如AWJ-3精煉劑加入量為0.5~0.8%)除氣精煉處理后靜置5~10分鐘澆錠。為防止錳的偏析,澆錠前要充分?jǐn)嚢?,并?yīng)盡快澆注完畢(錠厚≤25mm)。

1.4 鋁合金的配制

配制鋁合金采用金屬錠、中間合金及回爐料,也可使用各種牌號的預(yù)制合金錠。

1.4.1 裝料前必須去除爐料表面上的銹跡、泥砂等污物。

1.4.2 回爐料分為三級:

表5? 回爐料的分級、應(yīng)用及最大回用量

級別分類?? ? 熔煉前的預(yù)加工用途回用量
一級不是因化學(xué)成分報(bào)廢的鑄件,金屬型鑄件的澆冒口,砂型鑄件的冒口。清除油污、泥沙、雜質(zhì)及其它附屬物可直接用作所有類別工作合金的回爐料<80%
二級砂型鑄件的澆道,坩堝底部的剩料,因化學(xué)成分報(bào)廢的鑄件。除去夾砂、雜物,可考慮噴砂處理,并補(bǔ)加所需元素。可直接用做Ⅱ、Ⅲ類鑄件的合金的回爐料<70%
三級濺屑、鑄件飛邊和碎小的廢料分離處理,除去雜物及泥沙用于無氣密性要求,或化學(xué)成分范圍較寬的合金??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ? ???????????????????????????????????????????????????<30%

注:(1)當(dāng)鑄件有特殊要求時(shí)(如針孔度等),回爐料的用量應(yīng)酌情減少,如氣缸鑄件應(yīng)低于40%;

(2)當(dāng)各級回爐料搭配使用時(shí),回爐料的總量≤80%,其中,三級回爐料≤10%,二級回爐料≤50%。

(3)回爐料應(yīng)按牌號分開堆放,成分不清的需經(jīng)重熔后分析成分方可用于配料。

1.4.3 爐料計(jì)算:

1.4.3.1 元素含量計(jì)算法,按表6舉例說明:

表6? 爐料的計(jì)算程序?qū)嵗ㄒ唬?/p>

計(jì)算程序舉例
1.確定熔煉要求: ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?A.? 合金牌號 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?B.? 所需合金液重量 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?C.? 所用爐料的成分1.以熔煉ZL104合金80㎏為例(配料計(jì)算取技術(shù)要求的平均值): ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?Si:9%,Mg:0.27%,Mn:0.4%,Al:90.33%,雜質(zhì)Fe≤0.6% ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?Al-Mn合金:Mn10%,F(xiàn)e≤0.3;鎂錠:Mg99.8%;鋁錠:Al99.5%,F(xiàn)e≤0.3%。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?回爐料:P=24㎏,占總量的30%,成分為:Si9.2%,Mg0.27%,Mn0.4%,Fe≤0.4%
2.確定元素的燒損量:E2.各元素的燒損量按表9中選取,必要時(shí)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際加以調(diào)整。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?舉例:ESi:1%,EMg:20%,EMn:0.8%,EAl:1.5%
3.計(jì)算100㎏爐料各元素的需要量Q: ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?Q=a/(1-E)3.100㎏爐料中,各元素的需要量Q: ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?QSi=9%×100/(1-1%)=9.09㎏??????? ? QMn=0.4%×100/(1-0.8%)=0.40㎏ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?QMg=0.27%×100/(1-20%)=0.34㎏??? ? QAl=90.33%×100/(1-1.5%)=91.7㎏
4.根據(jù)熔制合金的實(shí)際含量W,計(jì)算各元素的需要量A=W/100×Q4.熔制80㎏合金實(shí)際所需元素量A: ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?ASi=80/100×QSi=80/100×9.09=7.27㎏ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?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.計(jì)算回爐料中各種元素的含有量B5.BSi=24×9.2%=2.21㎏ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? BMg=24×0.27%=0.07㎏ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? BMn=24×0.4%=0.1㎏ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? BAl=24×90.16%=21.64㎏
6.計(jì)算應(yīng)加的新元素含量C:C=A-B6.CSi=ASi-BSi=7.27-2.21=5.06㎏? CMg=AMg-BMg=0.27-0.07=0.20㎏ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? CMn=AMn-BMn=0.32-0.1=0.22㎏?? CAl=AAl-BAl=73.37-21.64=51.73㎏
7.中間合金量D:D=C/F(F:元素含量),帶入的鋁量:MAl=D-C7.相應(yīng)于新加入的元素量所應(yīng)補(bǔ)加的中間合金量: ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?D(Al-Mn)=CMn/10/100=0.22×100/10=2.2㎏ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?帶入的鋁:M(Al-Mn)=D-C=2.2-0.22=2.08㎏
8.應(yīng)補(bǔ)加的純鋁GAl8.GAl=AAl-[M(Al-Mn)+BAl]=73.37-(2.08+21.64)=49.65㎏
9.計(jì)算爐料總重W9.W=GAl+(Al-Mn)+Si+Mg+P=49.65+2.2+5.06+0.20+24=81.11㎏
10.核算雜質(zhì)含量U(以鐵為例)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㎏ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?UFe=0.25/80×100/100=0.3125%

1.4.3.2 爐料配比系數(shù)法:按表7舉說明:

表7? 爐料的計(jì)算程序?qū)嵗?/p>

計(jì)算程序舉例
1.? 確定熔煉要求: ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?A.合金牌號 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?B.所需合金液重量 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?C.所用爐料成分1.以熔煉ZL104合金100㎏為例(配料計(jì)算取技術(shù)條件規(guī)定的平均值): ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?Si:8.5%,Mg:0.26%,Mn:0.4%,Al:90.84% ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?回爐料P=100×50%=50㎏,按合金成分計(jì)算
2.確定元素的燒損量E2.元素的燒損量按表9選取,必要時(shí)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際加以調(diào)整。計(jì)算確定為: ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?ESi:1%,EMg:30%,EMn:1%,EAl:1.0%
3.計(jì)算100㎏爐料各元素的需要量A: ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?A=a/(1-E)3.100㎏爐料中,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㎏
4.計(jì)算回爐料中各元素的含有量B4.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.應(yīng)補(bǔ)加的新元素量C5.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㎏
6.中間合金加入量D及帶入的鋁M6.D(Al-Mn)=CMn/10%=0.20/10%=2.0㎏ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? M=D(Al-Mn)-CMn=2.0-0.20=1.80㎏
7.應(yīng)加的純鋁量G7.G=CAl-M=46.3-1.8=44.5㎏
8.以加入NAl=100㎏鋁錠為準(zhǔn),計(jì)算其它爐料的需要量N8.NSi=CSi×NAl/G=4.33×100÷44.5=9.7㎏ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? 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的計(jì)算程序與此相同,計(jì)算過程略。ZL104和ZL107的配料系數(shù)列于下表:

表8? 常用鋁合金的爐料配制系數(shù)

序號合金 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?代號各種爐料的配制系數(shù)
鋁錠工業(yè)硅鎂錠AlCu50AlMn10AlTi5A同牌號回爐料≤備注
01ZL1071008.122/9.29//170
02ZL1071009.4/10.95.12/178Fe>0.4%時(shí)
03ZL1041009.740.774/4.584/168
0410500210014.8/8.2335.15/188
05ZL11110011.31.634.013.156.36184

注:上表中所列各種爐料必須符合QB004-2003《原材料技術(shù)條件及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》的相應(yīng)規(guī)定,否則,不能使用本表系數(shù)。此外,實(shí)際配料時(shí),應(yīng)逐一填寫配料原始記錄,以便復(fù)查核實(shí)。

表9??? 鋁合金熔煉時(shí)元素的燒損量

元素燒損量(電爐熔煉)元素燒損量(電爐熔煉)
Al1.0~1.5Na2~3
Si0.5~1Mn0.5~1
Cu0.5~1Sn0.5~1
Mg2~3若純金屬加入可達(dá)到15~30%Fe0.5~1
Zn1~3若以純金屬加入則燒損可達(dá)10~15Be0.5~1
Ni0.5~1Ti1~2

1.4.4 爐料加入先后原則:

1.4.4.1 當(dāng)用鋁錠和中間合金熔化時(shí),首先裝入鋁錠,然后加入中間合金;

1.4.4.2 當(dāng)用預(yù)制合金錠進(jìn)行熔煉時(shí),首先裝入預(yù)制合金錠,然后補(bǔ)加所需的鋁和中間合金;

1.4.4.3 當(dāng)爐料為回爐料和鋁錠組成時(shí),首先加入爐料中最多的那一部分;

1.4.4.4 當(dāng)熔爐容量足以同時(shí)裝入幾種爐料時(shí),則應(yīng)首先裝入熔點(diǎn)相近的成分;

1.4.4.5 容易燒損和低熔點(diǎn)的爐料,如鎂和鋅,應(yīng)在最后加入;

1.4.4.6 在連續(xù)熔化時(shí)坩堝內(nèi)應(yīng)剩余一部分鋁液以加速下一爐的熔化;

1.4.4.7 采用覆蓋劑時(shí),應(yīng)在爐料開始熔化時(shí)就加入熔劑。

1.4.5 爐料全部熔化后,進(jìn)行攪拌使成分均勻,然后調(diào)溫到除氣工藝所需的溫度。

1.5 合金的除氣或精煉處理

1.5.1 除氣劑準(zhǔn)備:

1.5.1.1 使用六氯乙烷時(shí),應(yīng)將其壓成圓餅(Ф66×40,比重1.8g/cm3),每塊重約200g,存放干燥器內(nèi)備用。

1.5.1.2 使用六氯乙烷加載體時(shí),載體材料(氟硅酸鈉或二氧化鈦)應(yīng)進(jìn)行脫水處理;氟硅酸鈉于200~250℃烘烤12~24小時(shí),二氧化鈦于300~400℃烘烤3~4小時(shí),然后按表10中的比例混合后壓成圓餅放在干燥箱內(nèi)備用。

1.5.2 除氣處理:用鐘罩將除氣劑壓入距坩堝底100mm,沿坩堝直徑1/3處(距坩堝壁)的圓周勻速移動,為不使鋁液大量噴濺,除氣劑可分2~3次加入。除氣結(jié)束后靜置、除渣。

1.5.3 除氣效果檢驗(yàn):分爐前和爐后檢驗(yàn)

1.5.3.1 爐前檢驗(yàn):用勺取約半勺合金液,用干凈鐵片刮去表面氧化物和渣,露出鏡面樣液面,冷卻后如有氣泡析出,則除氣效果差,反之則效果好。

1.5.3.2 爐后檢驗(yàn),試樣經(jīng)腐蝕后看到針孔的大小和多少。

1.5.4 除氣劑的工藝參數(shù)見表10:

表中規(guī)定的精煉劑用量僅作為計(jì)算每爐使用量的依據(jù),不作為工藝參數(shù)控制。當(dāng)出現(xiàn)操作不當(dāng)造成額外損耗、爐料含雜質(zhì)(如渣、泥砂等)過多等原因,導(dǎo)致爐前檢驗(yàn)除氣效果差時(shí),應(yīng)考慮增加使用量,直到爐前檢驗(yàn)合格為止。

精煉溫度(精煉處理時(shí)鋁液的溫度)的選擇也應(yīng)根據(jù)條件(如環(huán)境、設(shè)備因素等)的變化作隨機(jī)調(diào)整,以最終爐前檢驗(yàn)的效果來驗(yàn)證,應(yīng)作為工藝參數(shù)控制并予以記錄。

表10? 常用精煉(除氣)工藝參數(shù)

精煉劑合金代號精煉劑用量 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?≥(%)精煉溫度 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?(℃)備注
六氯乙烷ZL1010.5~0.7700~730
ZL1020.3~0.5690~720
ZL1040.5~0.7700~740a
ZL1050.5~0.7700~730
ZL4010.5~0.8700~730
六氯乙烷75% ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?氟硅酸鈉25%ZL1010.5~0.8700~730
ZL1050.3~0.5700~730
六氯乙烷50% ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?氟硅酸鈉50%ZL1040.5~0.7690~720
ZL1050.4~0.6700~730
六氯乙烷65% ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?二氧化鈦35%Al-Cu ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?系合金0.5~0.7700~730
光鹵石60% ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?氟化鈣40%Al-Mg系合金2~4660~680含Be、Ti的合金
光鹵石或 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?鋇熔劑55Al-Mg系合金1~2660~680不含Be、Ti的合金
a ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?AWJ-3 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?成品精煉劑ZL1040.5~0.8690~720
ZL1070.5~0.8b700~740
ZL1110.5~0.8700~730
1050020.5~0.8b700~740

注:除氣劑以六氯烷及六氯烷加載體的效果最好。當(dāng)采用其它精煉劑時(shí),應(yīng)按其產(chǎn)品使用說明書要求進(jìn)行驗(yàn)證合格,出具操作工藝后,方可使用。

1.6 合金的變質(zhì)和孕育處理:

1.6.1變質(zhì)處理是為了細(xì)化鋁硅合金中的共晶硅,孕育處理是為了細(xì)化鋁合金中的初生相。

1.6.2 常用鈉鹽變質(zhì)劑按表11的成分要求混合均勻,裝入料盤攤平,厚度不超過50㎜,于300~400℃烘烤3~5小時(shí),然后破碎。30~40目過篩,放入干燥器內(nèi)備用。

1.6.3 變質(zhì)劑的準(zhǔn)備、用量、處理時(shí)間等作為操作處理時(shí)的參考,以最終爐前檢驗(yàn)的效果來合理選擇,不作為工藝參數(shù)控制和記錄,精煉劑的處理溫度和效果應(yīng)予以驗(yàn)證和記錄。

表11? 常用變質(zhì)劑使用工藝參數(shù)

序號01020304
名稱鈉基鈦、硼、鋯稀土
三元變質(zhì)劑四元變質(zhì)劑變質(zhì)孕育劑金屬
成分(%)氟化鈉25氯化鈉63氯化鉀12氟化鈉30氯化鈉50氯化鉀10冰晶石10氟鋯酸鉀氟硼酸鉀鋁稀土 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?中間合金
用量(%)≥1.5~2≥2~30.50.60.15~0.20.2~0.4
預(yù)熱溫度≥100~300℃200±10℃350~450℃
時(shí)間≥3h2~4h
處理溫度700~740℃b700~750℃b730~750℃720~740℃
處理時(shí)間液面停留≥10~15min≥2~3min/
壓入合金≥3~5min≥5~8min/
處理方法將預(yù)熱后的變質(zhì)劑均勻撒在合金液面上,覆蓋10~15分鐘,打碎硬殼,使氣體排除并將變質(zhì)劑壓入合金液中至100~150㎜深,連續(xù)操作3~5分鐘后打渣。鈦以合金形式加入,氟鋯酸鉀、氟硼酸鉀在除氣后均勻撒在合金液上,覆蓋2~3分鐘后壓入靜置5~8分鐘后打渣。于澆注前30分鐘加入合金攪拌均勻。













1.6.3 合金經(jīng)變質(zhì)后,調(diào)整到澆注溫度進(jìn)行澆注。

1.7 采用其它變質(zhì)劑時(shí),應(yīng)按其使用說明書要求進(jìn)行驗(yàn)證合格后方可使用。

1.8 常用鋁合金熔煉工藝舉例如下表:

表12? 常用鋁合金熔煉工藝舉例

合金 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?牌號熔煉工藝要點(diǎn)備注
ZL104裝料順序:回爐料、鋁錠、鋁錳合金、硅,熔化后攪拌均勻,680~700℃時(shí)將鎂壓入合金液。澆注溫度:700~740℃
ZL107裝料順序:回爐料、鋁錠、鋁銅合金、硅,熔化后攪拌。澆注溫度:690~740℃
ZL111裝料順序:回爐料、鋁錠、鋁銅、鋁鈦、鋁錳合金、硅,熔化后攪拌,鎂在除氣精煉后680~700℃時(shí)加入。澆注溫度:690~720℃,金屬型鑄造,可不進(jìn)行變質(zhì)處理
105002裝料順序:鋁錠、鋁銅、鋁錳合金、回爐料、硅,熔化后攪拌,使成分均勻澆注溫度:690~740℃

2? 鋁合金的澆注

2.1 澆注前的準(zhǔn)備工作:

2.1.1 工具的準(zhǔn)備:所有工具應(yīng)經(jīng)過清理、預(yù)熱、涂料,使用前應(yīng)再次預(yù)熱。

2.1.2 檢查開模機(jī)構(gòu)各部分是否完好,各運(yùn)動部分應(yīng)加油潤滑。如導(dǎo)軌、導(dǎo)桿、螺桿、螺母、軸承等。保證開型、合型靈活。

2.1.3 金屬型的預(yù)熱:金屬型預(yù)熱前應(yīng)仔細(xì)清除原來的涂料,去除部位為型腔、鐵芯和分型面。澆冒口和冒口頸可不去除。

2.1.3.1 預(yù)熱時(shí)要不斷移動噴槍,使型腔受熱均勻。嚴(yán)禁將噴槍擱置不動,使局部嚴(yán)重過熱。

2.1.3.2 需要溫度高的地方,如冒口部位,要多加熱,使該部分溫度高于型腔溫度。

2.1.3.3 必要時(shí),要預(yù)熱金屬型的背面,使金屬型變形小。

2.1.4 金屬型的涂料:

2.1.4.1 涂料成分配比:根據(jù)金屬型的特點(diǎn),按表13選取涂料:

表13? 金屬型涂料成分配比

代號名稱成分及配比(重量百分比)%適用范圍
氧化鋅滑石粉石墨粉石棉粉水玻璃
T05涂料五號9~11///6~8余量中小型及表面要求光滑的鑄件。
T06涂料六號/153/6大型或厚壁鑄件。
T07涂料七號//22/4斜度小的型芯和厚壁鑄件。
T08涂料八號10~12//10~1210~12澆冒口系統(tǒng)用。

2.1.4.2 涂料的配制:涂料中的所有固體組元,配制前應(yīng)磨碎,并經(jīng)過100~140目過篩(經(jīng)檢合格,未成團(tuán)的組元可直接用于配制),然后混合均勻。使用時(shí),先將水玻璃倒入80~100℃的熱水中攪拌均勻,加入固體組元后再攪拌均勻,冷卻后備用。配好的涂料停放時(shí)間一般不超過8小時(shí)。

2.1.4.3 涂料操作:

1)涂料可以用噴刷,要求均勻、表面光潔;

2)為利于補(bǔ)縮,遠(yuǎn)離冒口的部位涂薄些,而靠近冒口處涂厚些。必要時(shí)在產(chǎn)生縮孔的部位將涂料去除掉;

3)冒口用涂膏刮上一層2~3㎜厚的涂料,以提高冒口的補(bǔ)縮能力。

2.1.5 除去分型面及各配合面的涂料。

2.1.6 對大金屬型,在涂料后還需再次預(yù)熱。

2.1.7 下好泥芯,吹凈型腔,并合嚴(yán)金屬型。

2.2 澆注操作:

2.2.1 金屬型合嚴(yán)后,應(yīng)盡快澆注,避免其降溫。

2.2.2 澆包自坩堝中舀取金屬液時(shí),先用包底撥開液面上的氧化皮或熔劑層,緩慢地用包口舀取合金液。在澆包接近金屬型澆口時(shí),應(yīng)用熱鐵片或干木塊將包嘴處的氧化皮或渣撥開,讓干凈的金屬液進(jìn)入澆口杯。

2.2.3 澆注溫度的高低,要根據(jù)具體情況來決定,總的原則是保證鑄件成型的前提下,澆注溫度越低越好。常用鋁合金澆注溫度見表12。

2.2.4 澆注時(shí),開始瞬間應(yīng)略慢,防止金屬液溢出澆口杯和嚴(yán)重沖擊型腔,緊接著應(yīng)加快澆注速度,使?jié)部诒錆M,做到平穩(wěn)而不中斷液流。

2.2.5 澆注快慢尚須視不同金屬型而變化,操作者應(yīng)積累經(jīng)驗(yàn),以便做到不冷隔、排氣順暢及不沖壞型芯。

2.2.6 澆包中的合金液應(yīng)正好為鑄件所需用量,如有剩余,應(yīng)澆入錠模中,禁止將剩余金屬液返回坩堝中。

2.2.7 澆注完畢,根據(jù)不同鑄件,即時(shí)開模,做到不因開模過早損壞鑄件,也不因過遲而產(chǎn)生脫模困難。

2.2.8 取出鑄件后,觀察鑄件是否合格,若有缺陷,應(yīng)采取措施解決,直至合格為止。

2.3 澆注安全:

2.3.1 工作場地應(yīng)平坦、整潔,道路暢通,場地上不得有積水,車間應(yīng)有良好的通風(fēng)措施。

2.3.2 搬運(yùn)金屬型、澆注和取出鑄件都應(yīng)細(xì)心操作,防止碰傷和燙傷。

2.3.3 澆包中鋁液不宜太滿。

2.3.4 金屬液溢出型外時(shí),應(yīng)放干砂,以防爆炸傷人。

3? 相關(guān)文件

3.1? QB004-2003《原材料技術(shù)條件及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》

4? 相關(guān)記錄

4.1 《爐料配制原始記錄表》2010-002-01

4.2 《熔煉、澆注原始記錄表》2010-002-02

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