鋁合金熔煉注意事項筆記

鋁合金熔煉注意事

項筆記鋁合金熔煉注意事項微量的（10ppm）磷P就會使9%的亞共晶鋁合金出現(xiàn)初晶硅，使共晶硅出現(xiàn)粗大的板片，故此需要嚴格控制結晶硅的含磷量；SI硅含量的提高會使結晶溫度區(qū)間變?。▉喒簿r）、共晶體增加、流動性提高，線收縮率降低、熱烈傾向小、密度變小、電導率變小、腐蝕量變小、磨損量變??；在含Si%16~18%時流動性達到峰值；a（AL）相是Si溶于AL的固溶體，8相是AL溶于Si的固溶體、可是因為AL幾乎不溶于Si、故此可將其視為純Si，（a+8）稱為共晶體；如果是亞共晶時析出的Si稱為共晶，匚而共晶、過共晶時先析出的Si稱為初晶Si（共晶時僅析出（a+8）、過共晶時會首先析出8相）；ZL114A為亞共晶合金、含有a（AL）相和（a+8）相；細化共晶硅的變質處理不能細化初晶硅；為了兼顧合金的各種性能、鋁合金的含硅一般為7%~12%；加入鈉元素或鍶元素后、隨共晶硅形貌發(fā)生劇變、伸長率大幅提高；加入鍶元素、銻元素后共晶反應時間明顯延長、說明鍶元素、銻元素均有阻礙共晶形核、生長的作用，反應在曲線上就是共晶平臺溫度下降、時間延長；當鈉含量超過一定數(shù)量后、大大抑制了共晶硅的析出、生長，液相溫度繼續(xù)降低，以后發(fā)生三元共晶轉變：L-a(AL)+Si+(NA、AL)Si2，共晶平臺溫度降低5~10°C，實際上鈉鹽降低共晶平臺溫度是過變質的結果、也能夠說是過變質才有的特征。而鍶變質不會產生過變質現(xiàn)象，因此共晶平臺下降不大為5~7C；稀土變質與凝固速度有關、是一種對冷速敏感的變質劑，要獲得良好的貶值效果要創(chuàng)造出快冷條件；AL-Si共晶合金、過共晶合金中同時加入稀土和磷，能同時細化初晶si和共晶si，稱為雙重變質；Al-si-mg合金固溶處理時、Mg2SI固溶入a(al)中、人工時效后呈彌散相析出、強化合金、力學性能大幅提高；AL-si-mg三元共晶點溫度為559C、理論固溶溫度接近550C左右、考慮爐溫不均勻及儀表誤差、國標中將固溶處理溫度定為535C±5C；ZL101：si6~8%、mg0.2%~0.4%、其余為AL，鑄態(tài)組織由樹枝狀a(AL)固溶體、共晶體(a+8)組成、晶界上有微量的Mg2SI成針狀，固溶處理時Mg2si融入a(AL)中、人工時效后沉淀析出；ZL101可經(jīng)過調整mg的上限、下限或采用不同的熱處理規(guī)范來調節(jié)合金強度塑形指標；溫度升高時，Mg2si開始聚集、容易成塊，力學性能下降、故其工作溫度不宜超過150°C；ZL104硅量較高同時加入錳、使得其力學性能高于zl101、Mn的除了起固溶強化作用外、還能夠改變針狀富鐵相的形狀、形成骨架狀的AlFeMnSi相、改進塑形。但相對于Fe含量低于0.1%的高純合金、原來不出現(xiàn)8苴相、此時加入Mn反而生成（Fe、Mn）AL6，降低塑形。Mg在AL-Si合金中最大溶解度為 7%、將Mg含量提高到0.45~0.6%、同時加入細化劑 Ti0.1%~0.2%，鐵雜質控制在0.15%以下，固溶溫度提高到540~545C，經(jīng)過人工時效170C左右、其力學性能、特別是抗拉強度大幅提高，抗拉達310~330MPa、屈服達230~250MPa；鐵在Al-Si中以8（AL9Fe2Si2）形式出現(xiàn)、即脆又硬、呈粗大片狀、冷速越小、組織越粗大、削弱鋁基體、使合金變脆，破壞鋁鑄件表面氧化膜的連續(xù)性、使耐腐蝕性降低；雜質鐵的來源為爐料、坩堝及熔煉工具。防止?jié)B鐵的有效途徑：控制爐料中含鐵量、；用較高級的鋁錠、在干過、工具上涂覆涂料、避免鋁液長期在鐵質坩堝中保溫、跑溫；為消除8si的有害作用、可在合金中加入錳、鉻、鉆、鉬等元素、形成骨架或塊狀復雜化合物a）可按Mn/Fe=0.67~0.83的比例加入錳、形成塊狀AlFeMnSi相，從而削弱Fe的有害作用加入Be0.05%~0.1%,8si轉化為電裝的Al5BeFeSi＞可消除脆性、但鈹價貴、其蒸汽有毒、要慎用含鐵量超過2.0%的回爐料一般作廢鋁處理砂型鑄造時、雜質鐵應控制在0.3%以下、可隨著過冷速度的提高適當放寬、壓鑄時、冷速極高、為提高脫模性、鐵過低反而不利、可提高到1.2%；磷會使亞共晶Al-Si合金出現(xiàn)初晶Si,影響合金組織力學性能；磷與殘存的鈉反應、使變質失效；磷在a(Al)、七j中分配系數(shù)極小、富集在8si表面、封鎖了小角度分枝的臺階、抑制了其生長、使8si技能沿大角度分枝生長、從而引起組織粗大。鎂原子半徑比鋁大13%,固溶處理后、鎂融入^(Al)中、a(Al)的點陣發(fā)生很大扭曲、力學性能大大提高；晶粒越細、枝晶間距越小、屈服強度越高。細晶粒有助于改進補縮、消除縮松、縮孔、防止冷隔，細化有害雜質相等；細化處理是AL-CU、AL-Mg、Al-Zn合金的常見強化手段；含鈦的鋁熔體中加入微量硼、細化作用提高數(shù)倍，因其在同樣過冷度下能增加鈦在鋁熔體中的過飽和度、析出更多TiAl3粒子；(假說)加入微量硼可延緩Ti的衰退；加入鈦、硼的熔體中如含有或加入鋯、鉻、錳等元素，將減弱甚至失去細化效果，謂之“中毒”。不同形狀的TiAl3的形成條件及細化作用：a） 小平面塊狀：低溫速冷時形成、細化效果好、作用快，但易溶解、衰退較快，適用于型材廠做成線盤條細化劑、直接加在熔爐的溜槽中使用；b） 片狀：高溫、緩冷時形成，細化作用弱、但衰退較慢；c） 花瓣狀：高溫快速冷卻時形成：細化效果不如塊狀、作用慢、但衰退也慢，適用于鑄造廠，直接加入溶爐中進行細化處理；當合金元素含量相同時、合金元素的體收縮率越大、鑄件中的縮孔、縮松的體積也越大。當合金元素含量向同時、它們的線膨脹系數(shù)越大、則合金的線膨脹系數(shù)越大、線收縮率也相應地大、鑄造件越容易產生裂紋、變形、撓曲等缺陷；澆鑄前的夾雜稱為一次夾雜、澆鑄過程中的夾雜稱為二次夾雜，二次夾雜分為兩類、第一類是分布不均勻的大塊夾雜物、危害性很大、使基體不連續(xù)、是因其滲漏或成為腐蝕的根源，第二類夾雜成彌散狀、在低倍顯微組織中不易發(fā)現(xiàn)、鑄件凝固時稱為旗袍的形核基底、生成針孔，這一類氧化夾雜很難在精煉時徹底清除。在所有的爐氣中、只有氫能大量的溶解于濾液中、在鋁合金中的氣體中，氫占85%以上，故此一般稱的鋁合金“含氣量”即是“含氫量”；溶于鋁液中的氫氣有自鋁液內部向大氣中擴散逸出的傾向，實際鋁液中的氫和氧化夾雜主要源于鋁液與爐氣中的水汽反應。分子態(tài)的氫并不能直接溶入鋁液中、只有離解成原子態(tài)的氫才能溶入鋁液中、這能夠從純凈的氫氣氛中熔煉鋁液、鑄件中并不出現(xiàn)針孔的實驗中得到證明；鋁錠與大氣中的水汽接觸會產生AL(OH)3⑴，其長在鋁錠表面、組織疏松、對鋁合金沒有保護作用、俗稱鋁銹；鋁錠不宜儲存潮濕的庫房或露天堆放，對于已生鋁銹的鋁錠、投入熔爐前要徹底清除鋁銹、否則無論熔煉工藝多嚴格也、也不容易獲得高質量的鋁液；一切進入熔池的爐料、工具、溶劑等都必須按規(guī)定預熱、除去表面吸附的水汽，含有結晶水的溶劑必須預熔脫水、爐稱要烘干、