欧美a片电影在线

廢品回收新聞

上海廢品回收介绍典型铝合金熔炼工艺

來源:??????2020/7/23 16:42:50??????点击:
  隨著科學技術的發展,汽車、造船、航空、航天及其他制造業對鋁合金鑄件的品質要求也愈來愈高,除了保證化學成分、力學性能和尺寸精度外,不允許鑄件有氣孔、縮孔等缺陷。而鋁合金的熔煉則是鑄件生産過程中的一個很重要的工序。多年來的生産經驗證明,熔煉工藝過程控制不嚴,鑄件很容易産生針孔、氧化夾渣、縮松等缺陷,直接影響鑄件質量。因此,要想獲得優質鋁合金鑄件,必須嚴格控制熔煉工藝。
  一、熔煉前的准備  1.嚴格控制爐料質量。爐料質量是鑄造生産的源頭,直接影響到最終鑄件的質量,成分不合格導致産品成批性報廢。因此,要高度重視。


  必須做到:


  ①嚴格控制爐料中新舊爐料的比例,回爐料所占爐料質量百分比應小于等于70%;


  ②保證爐料幹淨,爐料需經吹砂後使用;


  ③三等回爐料枷澆冒口勻使用前應經重熔精煉處理;


  ④爐料應充分預熱,去除水分、油汙等雜質;


  ⑤由于銘合金有鋁矽類、鋁銅類、鋁鎂類等合金,合金 牌號較多,使用的元素也比較多,且互相影響,要求嚴格管理,不可混料;


  ⑥配料、稱量要准確,比如ZL104合金,考慮到除氣、排渣及變質過程中的損耗,Mg元素應在實際配料時多加爐料質量的0.02%-0.03%,才能保證鑄件的化學成分。


  2.熔煉工具。熔煉使用的址涓及熔煉工具須清理幹淨且塗上塗料,以保證使用時與鋁合金有效隔離,減少合金液受到雜質汙染,並且需要充分預熱,址涓要烘烤至暗紅色再加入爐料熔煉,以防水蒸氣帶入合金中使合金的氣體增加、針孔度增加。


  3.其他工作。嚴格按已制訂好的工藝規範作好覆蓋劑、精煉劑及變質劑的准備工作。


  二、熔煉操作


  熔煉步驟如下。


  ①裝料。在預熱後的柑A中裝入預制合金錠、優質回爐料,再加中fol合金,最 後加合金元素。


  ②溫度控制。嚴格控制鋁合金熔煉的溫度,只有合適的溫度才能獲得高質量的合金液,避免過熱。若溫度過高,會加大合金中各種元素的氧化燒損,引起合金中化學成分的變化。溫度過低,會使合金的化學成分不均勻,合金中的氧化夾雜物、氣體等不易排出,合金的理化性能下降,影響鑄造性能。


  ③時間控制。嚴格控制熔煉時間,操作要迅速,減少合金吸氣和氧化夾雜,增加合金元素的燒損,影響合金化學成分。


  ④精煉操作。鋁合金精煉的主要目的是清除熔液內的氣體和非金屬夾雜物、均勻合金成分。精煉是熔煉中極爲重要的一個工藝過程。應正確選用精煉劑、控制好加入量份般加入合金質量的0.5%-0.7%)及把握好精煉溫度,精煉溫度一般控制在700-7200C。在精煉的過程中,用鍾罩將精煉劑分批壓入熔液面下約2/3處懷要壓入柑A底韻,均勻緩慢做順時針轉動,速度要緩、動作要平穩,避免金屬液大幅度攪動,以防增加氫含量和卷入夾雜。


  ⑤變質處理。銘合金變質的目的是細化晶粒,提高鑄件性能。變質劑應先預熱,控制要點是:①變質溫度,一般不超過7400C;②變質時間,一般爲10min;③變質劑的加入量,使用雙色變質劑的用量一般爲合金液質量的1.0%-1.2%;④操作方法要到位。合金精煉後要盡快澆注完畢,砂型鑄造一般應控制在40min內,金屬型鑄造應控制在2h內,否則,要重新進行精煉、變質,再次精煉時加入的精煉劑爲合金質量的0.2%左右。(注意事項。爲防止發生鋁合金飛濺,熔煉場地應保持幹燥;操作人員應戴防輻射眼鏡、工作帽、手套,著工作服。)


  三、兩個關鍵問題


  ①單鑄試棒的力學性能,不能完全反映熔煉質量的好壞。單鑄試棒的性能只能代表熔煉質量和熱處理質量的一部分。鋁液中含氣量的多少、産生縮松和氧化傾向的大小、夾渣物含量的多少,不能完全根據單鑄試棒的力學性能全部反映出來。


  ②幾種元素對鋁合金組織和性能的影響。在實際生産中發現,鋁合金中Mg元素的含量在接近標准的下限時,可能引起鑄件硬度降低,而接近標准上限時,可能引起延伸率降低;Ti元素是鋁合金中最常用的細化劑,對合金熔煉有益;Fe元素是合金中主要的有害雜質,會降低合金的機械性能,它來自柑涓、熔煉工具和爐料,應嚴格控制;Mn元素能有效地減弱Fe元素對鋁合金的有害影響,但Mn的加入量不宜過多,否則易産生粗大脆性化合物,還可能産生偏析,影響鑄件性能。


  四、熔煉導致的缺陷分析及防止


  1.針孔


  鋁合金針孔缺陷産生的原因:


  ①爐料及熔煉工具烘烤不充分;


  ②熔化溫度過高或熔煉時間太長;


  ③變質後鋁液停留的時間過長;


  ④合金精煉不好;⑤工作場地太潮濕。


  防止辦法:
  ①爐料及工具應徹底烘幹;


  ②控制熔化溫度,一般不超過7400C、不超過澆注溫度,還要防止合金在熔化過程中的局部過熱;


  ③操作迅速,盡量縮短熔煉時間;


  ④精煉操作要細心,精煉是防止氣孔的最 好辦法;


  ⑤變質後合金液靜置8-15min應及時澆注;⑥保持熔煉場地幹燥。


  2.氧化夾渣


  鋁合金氧化夾渣缺陷産生的原因:


  ①爐料不清潔,回爐料使用量過多;


  ②合金液中的熔渣未清除幹淨;③變質處理後,靜置時間不夠。


  防止辦法:炉料经吹砂后,回炉料控制在炉料质量的70%以内;除气排渣要彻底;变质后,保证足够的静置时间,以便熔渣有充分的时间下沉或上浮。


  3.縮孔及縮松缺陷


  鋁合金縮孔和縮松缺陷産生的原因:


  ①合金晶粒粗大;


  ②招合金澆注溫度過高;


  ③鑄件澆注系統設計不合理。


  防止辦法:


  ①合金液精煉、變質操作的效果對該類缺陷影響
很大,因此要做到位;


  ②嚴格控制鋁液溫度,防止過熱,在保證
鑄件不産生澆不足的情況下,應盡可能采用低的澆注溫度,澆注溫度一般不超過7300C;


  ③合理設計澆注系統,使金屬液能夠平穩充型;


  ④適當調整成分,控制適宜的雜質含量對增強金屬液的流動性也有效果。


  五、ZL104合金熔煉過程中Mg元素的控制措施熔煉的過程中,防止合金元素的燒損顯得特別重要,ZL104鋁合金在熔煉過程中,Mg的損耗比其他組元損耗要難于控制,爲減少Mg元素的燒損,就要加強熔煉工藝的控制。本節重點以ZL104爲例詳細探討鋁合金熔煉工藝控制,特別是鋁合金在高溫狀態及精煉、變質階段的控制。ZL104鋁合金屬于Al-Si二元共晶合金中添加Mg的AI-Mg-Si鑄造合金,在國防工業及民用産品中,鑄造鋁合金ZL104應用廣泛,其成分爲(質量分數)Si8.0%-10.5%"M四.17%-0.3%MnO.2%-0.5%,其余爲AloZL104合金鑄件一般在T6狀態下使用,由于Mg的加入與Si形成硬而脆的M護i強化相,它對合金的熱處理效果影響最爲敏感。當合金經固溶再在150-180℃時效處理後,自銘a固熔體中析出彌散的Mg2Si質點,從而引起晶格發生了崎變,阻礙位錯運動,起到強化作用,因而合金的抗拉強度有較大提高,甚至達到峰值。但少量的Mg起不到強化作用,而過量的Mg將會有大量的Mg2Si形成,影響合金的塑性。在實際中發現,當Mg含量接近材料標准下限時,一般硬度低、延伸高;而當Mg含量接近材料標准上限時,一般延伸率低,可能達不到要求。多年的生産實踐說明,熔煉工序是該類材質鑄件生産流程中的關鍵工序。這道工序是理化性能的保證,稍有疏忽就可能導致整爐零件因化學成分不合格而報廢,而其中起關鍵作用的元素就是成分中的Mg元素。多次的實踐證明,由于Mg元素比較活潑,再加上各方面的燒損因素,在生産中不易控制。因此,在熔煉過程中如何來提高ZL104合金的質量是生産ZL104合金鑄件很關鍵的問題。影響ZL104中的Mg元素的因素比較多。Mg是活潑元素,其熔點爲650℃且與氧的親和力很強。處在液態時氧化速度大大加強。在精煉及變質的過程中,Mg元素的燒損都會增加,保溫澆注的時間過長,Mg元素的損耗要增加。


  1.配料


  在新料及回爐料的配比上,要特別重視Mg元素的含量。在爐料的配比量上,要采取“去尾數”的方法。例如:如果回爐中Mg含量爲0.1484%,我們通常的算法是保留小數點後兩位數,第三位數采用“四舍五入’,的辦法,這時,0.1484%就算做0.15%。這樣計算就等于在回爐料中多算了0.0016%的Mg,在配比中就要少算0.0016%的Mg質量。但是我們考慮到Mg在熔煉過程中大量的損耗,就不管第三位數字了,以實際分析出的第貳位數字爲准,即爲0.14%來計算其Mg含量。事實說明,用這種方法計算的爐料熔煉的效果是合格的。


  2.精煉工序


  精煉的目的是清除合金液中的非金屬夾雜物他包括氣喲I精煉的方法有多種,其中用六氯乙烷(C2CQ除氣精煉比較常用。在700-720℃時用鍾罩將精煉劑C廠16分批壓入熔液面下約2/3處,均勻緩慢做順時針轉動,待C2Ch充分反應,將熔液中的夾雜、氣體帶出。要點是攪動的速度要緩慢,如果攪動的頻率過大,C2CL6在鋁液中反應激烈,熔液不停地翻滾,熔液中的鎂與氧大量接觸,産生燃燒,這樣就增加了燒損量,可能造成鎂量的急劇減少。C2CI。的用量與合金成分及原鑄錠質量有關,也與Mg含量有關,一般用量爲爐料質量的0.5%-0.7%。在柑涓電阻爐內熔化,精煉時間在10min以內時,經過測定,這個環節Mg的損失量爲爐料質量的0.02%-0.05%。


  3.除渣


  當使用C2CL充分精煉後,將鍾罩取出,清理掉殘留的氧化物,將熔液表面的夾雜物用打渣勺撈出。在溫度爲680-700℃時再將Mg裝入鍾罩,壓入熔液下部懷要壓入柑涓底韻,靜置3-.5min。待Mg在熔液中完全熔化,然後緩慢做順時針攪動,使之均勻分布在合金中,不能讓翻滾的熔液沖破液面,以免讓Mg漂浮在液面産生氧化燃燒,降低Mg的實際含量。整個操作過程要小心、穩重。


  4.變質工序


  根據合金熔煉工藝,Al-Si合金中含Si量質量比在6%-11%的合金澆注後易産生粗晶矽,在砂型鑄造或金屬型鑄造時都應在精煉後進行變質處理。爲細化晶粒,在使用鈉基四元變質劑時,用量一般約爲爐料質量比的2.5%,應該先在爐邊預熱5-10min使其揮發盡吸入的水蒸氣。當合金溫度達到720-740℃時,將變質劑壓入合金液面,逐漸熔化使其産生變質效果,然後靜置。整個操作時間爲8-12min。在澆注過程中,不需要把變質劑的渣料取出,只需把變質劑推向一旁即可,舀取合金液進行澆注,確保自始至終的變質效果。這個過程中Mg元素的燒損比精煉階段要大,Mg的損失量爲爐料質量比的0.13%-0.18%。合金液溫度比較高且大量和鈉鹽接觸,遇到活潑的鈉元素助長了Mg元素的遠速氧化,因此,變質過程是Mg元素損失的主要階段。


  5.澆注工藝


  合金變質處理後4-10min應立即進行澆注。澆注溫度一般要求爲730-745℃之間。實踐證明,當溫度在750℃以上時,會加速鋁的氧化,鎂的燒損也加速,因此,要嚴格控制澆注溫度,根據該鑄件的生産特點,在開始澆注時把溫度控制在740750℃之間,因爲此時砂型或金屬型溫度較低,避免最 後澆注的零件産生澆不足等缺陷。不能隨意延長靜置時間,這會增加鎂元素的燒損,造成化學成分不合格,一般砂型鑄造要求40min內澆完,金屬型鑄造在2h內澆完。否則,應重新精煉、變質。柑涓底部的熔液含雜質較多,應留出址涓體積的1/151/10不要澆注零件。ZL104鋁合金鑄件通過在熔煉過程中的上述幾項控制,能夠確保冶金質量。


  ①采用中頻感應電爐熔煉ZL303的操作要點啓動中頻發電機組,並將中頻爐預熱至500℃左右。


  ②待爐料全部熔化後,升溫至680-70000,將鎂塊用鍾罩壓入鋁液,並做緩慢攪拌,使之全部熔化。


  ③镁块全部熔化后,继续升温至710-.7200C,扒去覆盖剂,加入占炉料总质量0.7%左右的C2C 6(以3:2的比例与N2SiF6均匀混合,并用铝箔包切进行精炼除气。


  ④精煉後,再均勻撒上剛撈出的覆蓋劑和少量Ca凡,保持3-5min,用壓瓢壓入鋁液中。


  ⑤把浮渣撇開,取樣進行斷口檢查,若斷口潔淨、平整、結晶致密,則合金熔煉合格。ZL303合金容易氧化,使用中頻爐熔煉時,由于熔煉時間較長,在爐前溫度上要嚴格控制。


  六、ZL101合金的熔煉工藝


  1、熔煉准備


  ①清爐和洗爐(電阻爐或中頻灼)


  ②預熱柑渦及熔煉工具到200-3000C,然後噴刷塗料。


  ③清理和預熱爐料。


  ④准備熔劑。


  ⑤配料計算,由于熔煉中Si和Mg的燒損很大,合金成分
含量變化大,故配料時應按標准成分上限計算。


  2.裝料


  裝料的順序爲:回爐料,Al-Si中間合金或ZL102合金,
純鋁錠。


  3.熔化及精煉


  爐料裝完之後,升溫熔化。待爐料全部熔化後,除渣並加入熔劑。當溫度達到680℃時,用鍾罩將預熱到200-300℃的金屬鎂塊或Al-Mg中間合金壓入熔池的一定深度處並緩慢回轉和移動,時間爲3-5min。然後升%}ill730-75Ot,用占爐料總質量0.7%一0.75%的C2C1。分2-3次用鍾罩壓入合金液內精煉合金液,總時間爲10-15min,緩慢在爐內燒圈。待精煉完成後靜置1-2min,取試樣做爐前分析。


  4.變質處理


  當合金液溫度達到730-750℃時,用占爐料總質量1.5%-2.5%的三元變質劑做變質處理,變質時間爲15-18mino


  5.澆注


  當變質完成後除渣並攪拌,然後靜置5-10min。當溫度達到760℃時,扒渣出爐澆注。


  七、ZL203合金的熔煉工藝


  .熔煉准備


  ①清爐和洗爐(電阻柑渦爐或中頻感應P)。


  ②預熱柑渦及熔煉工具到200-30000,然後噴刷塗料。


  ③清理和預熱爐料。


  ④准備熔劑和變質劑。


  ⑤酉己料計算。


  2.裝料


  裝料的順序爲:回爐料,純鋁錠,Al-Cu中間合金。


  3.熔化及精煉


  炉料装完之后,升温熔化。待炉料全部熔化后,除渣并加入熔剂。当温度达到690-720℃时,选用氯气、六氯乙烷、氯化锰、氯化锌等精炼剂对合金液精炼。待精炼完成后静置1- 2min,取试样做炉前分析和成分调整。


  4.變質處理


  当合金液温度达到710-730℃时,用占炉料总质量1.5%- 2.5%的三元变质剂做变质处理,变质时间为15 -18min
5.澆注當變質完成後除渣並攪拌,然後靜置5-10min。當溫度達到780℃時,扒渣出爐澆注。


  八、ZL401合金的熔煉工藝


  1.熔煉准備


  ①清爐和洗爐沌阻爐或中頻P)。


  ②預熱柑A及熔煉工具到200-30000,然後噴刷塗料。


  ③清理和預熱爐料。


  ④准備熔劑和變質劑。


  ⑤配料計算,由于熔煉中Mg的燒損很大,合金成分含量
變化大,故配料時應按標准成分上限計算。


  2.裝料


  裝料的順序爲:回爐料,Al-Si中間合金或ZL102合金,纯铝锭,锌锭浓炉料熔化后660℃时加殉。


  3.熔化及精煉


  爐料裝完之後,升溫熔化。待爐料全部熔化後,除渣並輕輕攪拌合金液3-5圈。當溫度達到660℃時,用鍾罩將預熱到150-250℃的金屬鋅塊壓入,待鋅塊全部熔化後1-3min,加入熔劑,並立即用鍾罩將金屬鎂塊或Al-Mg中間合金壓入熔池的一定深度處並緩慢回轉和移動,時間爲3-5min。然後升溫到710-7300C,用占爐料總質量0.3%-0.5%的C2Ch或0.1%0.15%的MnCl:分2-3次用鍾罩壓入合金液內進行精煉,總時間爲10-15min,緩慢在爐內燒圈。待精煉完成後靜置1-3min,取試樣做爐前分析和調整成分。


  4.變質處理
  當合金液溫度達到730-750℃時,用占爐料總質量1.5%-2.5%的三元變質劑做變質處理,變質時間爲15-18min。


  5.澆注
  當變質完成後除渣並攪拌,然後靜置5-10min。當溫度達到750℃時,扒渣出爐澆注。