鑄造合金及其熔煉---第13章鑄造鋁合金的熔煉_第1頁
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文檔簡介

1、第十三章 鑄造鋁合金的熔煉內(nèi)容內(nèi)容:配料計(jì)算、爐料處理、熔煉設(shè):配料計(jì)算、爐料處理、熔煉設(shè)備工具選用、熔煉工藝過程控制備工具選用、熔煉工藝過程控制目的目的:合格金屬液:成分、變質(zhì)處理:合格金屬液:成分、變質(zhì)處理第一節(jié) 鋁合金液精煉原理n 除氣,除雜質(zhì)除氣,除雜質(zhì)n一、鋁鑄件中氣孔的形態(tài)及對性能的影響一、鋁鑄件中氣孔的形態(tài)及對性能的影響n1、針孔、針孔n 1)點(diǎn)狀針孔)點(diǎn)狀針孔 凝固析出氣泡凝固析出氣泡n 2)網(wǎng)狀針孔)網(wǎng)狀針孔 析出氣孔、枝晶間沒有補(bǔ)縮析出氣孔、枝晶間沒有補(bǔ)縮n 3)混合型針孔)混合型針孔 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壁厚不均結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壁厚不均n2、皮下氣孔、皮下氣孔 鋁液與鑄型中的水反應(yīng)氣體鋁

2、液與鑄型中的水反應(yīng)氣體 n3、單個(gè)大氣孔、單個(gè)大氣孔 排氣不暢,工藝問題排氣不暢,工藝問題n二、鋁鑄件中氧化夾雜物形態(tài)及對性能的影二、鋁鑄件中氧化夾雜物形態(tài)及對性能的影響響n 一次氧化夾雜物一次氧化夾雜物n 大塊夾雜物、彌散夾雜物大塊夾雜物、彌散夾雜物n 二次氧化夾雜物二次氧化夾雜物n三、鋁液中氣體和夾雜物的來源三、鋁液中氣體和夾雜物的來源n 1、氣體、氣體 主要是氫主要是氫85%n 1)鋁與水、油污反應(yīng)生成)鋁與水、油污反應(yīng)生成n 2)氫在鋁液中溶解度)氫在鋁液中溶解度 圖圖13-2 原子溶解原子溶解n 2、夾雜物、夾雜物 氧化鋁氧化鋁n四、氧化鋁的形態(tài)、性能對吸四、氧化鋁的形態(tài)、性能對吸氫

3、氫的影響的影響n 形態(tài)形態(tài) -Al2O3n1、-Al2O3 低溫低溫 ,吸水表,吸水表13-2 干燥處理干燥處理n2、-Al2O3 所有溫度,所有溫度,700-850最多最多n 覆蓋液面,隔絕空氣,吸水覆蓋液面,隔絕空氣,吸水n3、-Al2O3 850以上,吸水最少以上,吸水最少 0.01n五、合金元素對鋁液吸氫的影響五、合金元素對鋁液吸氫的影響n 1、對溶解度的影響:鎂、對溶解度的影響:鎂 提高溶解度,硅、提高溶解度,硅、銅降低溶解度銅降低溶解度n 2、對氧化膜性能的影響、對氧化膜性能的影響n 鎂鎂 破壞氧化膜破壞氧化膜 n 鈹鈹 保護(hù)氧化膜保護(hù)氧化膜六、熔煉時(shí)間對吸氫的影響六、熔煉時(shí)間對吸

4、氫的影響 快速熔煉快速熔煉七、鋁液中析出氫的條件七、鋁液中析出氫的條件 1、儲氫條件:、儲氫條件: 溫度、壓力、深度、氧化夾雜溫度、壓力、深度、氧化夾雜物(氧化鋁等)物(氧化鋁等) 2、除氫:擴(kuò)散、形成氣泡、上浮逸出、其他、除氫:擴(kuò)散、形成氣泡、上浮逸出、其他氣體上浮帶走氣體上浮帶走 3、措施:降壓、對流、介質(zhì)帶走(惰性氣體,、措施:降壓、對流、介質(zhì)帶走(惰性氣體,不溶于鋁的活性氣體)。不溶于鋁的活性氣體)。 第二節(jié) 鋁液熔煉工藝n一、吸附精煉一、吸附精煉n1、浮游法、浮游法 形成氣泡帶走形成氣泡帶走Al2O3、H2n (1) 通氣體:通氣體:n 氮:氮:710-720,溫度低,降低氫的擴(kuò)散系

5、數(shù),溫度高,將生,溫度低,降低氫的擴(kuò)散系數(shù),溫度高,將生成成AlN夾雜物。工業(yè)氮含有氧、水,影響效果,必須清除。夾雜物。工業(yè)氮含有氧、水,影響效果,必須清除。n 氬:精煉溫度可達(dá)氬:精煉溫度可達(dá)760氬的密度高于氧,覆蓋鋁熔池表面,氬的密度高于氧,覆蓋鋁熔池表面,凈化效果好,可以和變質(zhì)劑同時(shí)加入,提高效率。凈化效果好,可以和變質(zhì)劑同時(shí)加入,提高效率。n 氯:氯:Cl2+AlAlCl3(沸點(diǎn)(沸點(diǎn)183)不溶于鋁液)不溶于鋁液n Cl2+H2HCl(-85)不溶于鋁液)不溶于鋁液 凈化效果好。劇凈化效果好。劇毒,設(shè)備要求高。改進(jìn),先通氯,后通氮。毒,設(shè)備要求高。改進(jìn),先通氯,后通氮。 n 三氣混

6、合氣(三氣混合氣(Cl2、CO、N2):配比):配比 15:11:74.缺點(diǎn):需缺點(diǎn):需要三氣發(fā)生裝置及輸送裝置。要三氣發(fā)生裝置及輸送裝置。n(2)通固體:)通固體:n 氯鹽氯鹽(Zn Cl2 、Mn Cl2 、C2 Cl6 、Ti Cl4 ) n 精煉:精煉:nAl+3MeCln=nAlCl3+3Men Zn Cl2 、價(jià)格便宜,凈化效果差、價(jià)格便宜,凈化效果差 。 C2C l6 、凈化效果、凈化效果好,造成空氣污染。好,造成空氣污染。n 固體無公害精煉劑(煤粉硝酸鹽)固體無公害精煉劑(煤粉硝酸鹽)n 4NaNO3+3C-Na2NO3+N2+3CO2n 噴粉(熔劑)精煉(噴粉(熔劑)精煉(N

7、aCl、NaF、KCl)n2、熔劑法、熔劑法 吸附溶解鋁液夾雜物、氫吸附溶解鋁液夾雜物、氫n 1)對熔劑的要求)對熔劑的要求n 不與鋁液發(fā)生化學(xué)反應(yīng),不溶解不與鋁液發(fā)生化學(xué)反應(yīng),不溶解n 熔點(diǎn)低于精煉溫度、流動(dòng)性好熔點(diǎn)低于精煉溫度、流動(dòng)性好n 能吸附溶解能吸附溶解 Al2O3n 來源豐富價(jià)格便宜來源豐富價(jià)格便宜 n 2)工藝性能要求)工藝性能要求n 覆蓋性、分離性、精煉性(吸附溶解鋁液夾雜物、覆蓋性、分離性、精煉性(吸附溶解鋁液夾雜物、氫)氫)n 3)常用溶劑及其選擇)常用溶劑及其選擇n NaCl、NaF、KCl、Na2SiF6等等n3、過濾法、過濾法 非活性過濾劑、活性過濾劑非活性過濾劑、活

8、性過濾劑n (炭塊、玻璃纖維等(炭塊、玻璃纖維等 ) (NaF、CaF等)等)n 1)網(wǎng)狀過濾法)網(wǎng)狀過濾法n 2)填充床過濾法)填充床過濾法n4、稀土精煉、稀土精煉n 形成氫化合物除氫形成氫化合物除氫n二、非吸附精煉二、非吸附精煉n1、真空精煉、真空精煉n2、超聲波處理、超聲波處理n 在鋁液內(nèi)形成超聲空穴,促氫形成氣泡上浮,在鋁液內(nèi)形成超聲空穴,促氫形成氣泡上浮,并帶走氧化夾雜物并帶走氧化夾雜物n三、凈化效果檢測方法三、凈化效果檢測方法n1、爐前檢測、爐前檢測 (自己看看)(自己看看)n2、成品檢測、成品檢測n六、鋁合金精煉小結(jié)六、鋁合金精煉小結(jié)n 精練的工藝要求精練的工藝要求 防、排、溶防、排、溶n防防 防止水汽及贓物混入鋁液防止水汽及贓物混入鋁液n排排 精煉,清除夾雜物和氣體精煉,清除夾雜物和氣體n溶溶 快速凝固、壓力結(jié)晶??焖倌?、壓力結(jié)晶。n 使氣體溶入鑄件內(nèi),不形成氣孔。使氣體溶入鑄件內(nèi),不形成氣孔。n 以防為主,嚴(yán)格工藝。以防為主,嚴(yán)格工藝。第四節(jié) 鋁合金組織控制n成分、冷卻速度、變質(zhì)處理n變質(zhì)處理:1、第一類:細(xì)化固溶體(鈦硼鋯稀土等)n 2、第二類

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