铝合金熔炼及铸轧基础知识

铝合金熔炼与铸造 铝合金的熔炼与浇注是铸造生产中主要环节。

严格控制熔炼与浇铸的全过程，对防止针孔、夹杂、欠铸、裂纹、气孔以及缩松等铸造缺陷起着重要的作用。

由于铝熔体吸收氢倾向大，氧化能力强，易溶解铁，在熔炼与浇铸过程中必须采取简易而又谨慎的预防措施，以获得优质铸件。

1、铝合金炉料配制及质量控制 为了熔炼出优质铝熔体，首先应选用合格的原材料。

须对原材料进行科学管理和适当处理，否则就会严重影响合金的质量，生产实践证明，原材料（包括金属材料及辅助材料）控制不严会使铸件成批报废。

（一）原材料必须有合格的化学成分及组织，具体要求如下： 入厂的合金锭除分析主要成分及杂质含量外，尚就检查低陪组织及断口。

实践证明，使用了含有严重缩孔、针孔、以及气泡的铝液，就难以获得致密的铸件，甚至会造成整炉、整批的铸件报废。

有人在研究铝硅合金锭对铝合金针孔的影响时发现，用熔融的纯浇铸砂型试块时并不出现针孔，当加入低组织和不合格的铝硅合金锭后，试块针孔严重，且晶粒大。

其原因为材料的遗传性所致。

铝硅系合金和遗传性随着含量的提高面增大，硅量达到7%时，遗传显著。

继续提高硅含量到共晶成分，遗传性又稍减小。

为解决炉料遗传性引起的铸件缺陷，必须选用冶金质量高的铝锭、中间合金及其它炉料。

具体标准如下： （1）断口上不应有针孔、气孔 针孔应在三级以内，局部（不超过受检面积的25%）不应超过三级，超过三级者必须采取重熔炼的办法以减少针孔度。

重熔精炼方法与一般铝合金熔炼相同，浇铸温度不宜超过660℃，对于那些原始晶粒大的铝锭、合金锭等，应先用较低的锭模温度，使它们快速凝固，细化晶粒。

2、炉料处理 炉料使用前应经吹砂处理，以去除表面的锈蚀、油脂等污物。

放置时间不长，表面较干净的铝合金锭及金属型回炉料可以不经吹砂处理，但应消除混在炉料内的铁质过滤网及镶嵌件等，所有的炉料在入炉前均应预热，以去除表面附的水分，缩短熔炼时间在3小时以上。

3、炉料的管理及存放 炉料的合理保存及管理对确保合金质量有重要意义。

铝合金熔炼与铸造1.铝合金是一种重要的金属材料，具有优异的物理性能和机械性能，广泛应用于航天航空、汽车制造、建筑工程等领域。

铝合金熔炼与铸造是生产铝合金制品的关键步骤，本文将介绍铝合金熔炼与铸造的基本原理、常用工艺和注意事项。

2. 铝合金熔炼铝合金熔炼是将铝合金原料加热至熔点，并以一定方式进行熔炼的过程。

铝合金原料可以是铝锭、废铝或铝合金碎料，在熔炼过程中需要加入一定比例的熔剂和合金元素。

铝合金熔炼的目的是将原料熔化并混合均匀，以获得符合要求的铝合金液态材料。

2.1 熔炼设备铝合金熔炼通常使用电阻炉、感应炉或电弧炉等熔炼设备。

其中，电阻炉是最常用的熔炼设备之一。

电阻炉通过电流通过导体产生的电阻热进行熔炼，具有加热速度快、操作方便等优点。

感应炉则利用电磁感应的原理进行加热，加热效率高，适用于熔炼大批量的铝合金。

电弧炉则利用电弧的高温进行熔炼，适用于熔炼高温合金。

2.2 熔炼工艺铝合金熔炼的工艺通常包括预热、熔炼和保温三个阶段。

将熔炼设备预热至一定温度，然后将铝合金原料和熔剂放入炉中，并控制加热温度和时间，使原料熔化并混合均匀。

，保持一定温度，使铝合金保持液态状态，以备后续的铸造工艺使用。

2.3 熔炼注意事项在铝合金熔炼过程中需要注意以下几点：•安全操作：熔炼过程中需要戴上防护设备，避免接触高温液态金属和有害气体。

•熔化温度控制：严格控制熔化温度，过高的温度会导致铝合金组织不稳定，影响机械性能。

•熔炼时间控制：合适的熔炼时间可以保证原料充分熔化和混合均匀。

•熔剂和合金元素的添加：根据铝合金的要求添加适当比例的熔剂和合金元素，以调整铝合金的成分和性能。

3. 铸造过程铸造是将铝合金液态材料倒入铸型中，并经过凝固和冷却形成所需的铝合金制品的过程。

铸造过程可以分为压铸、重力铸造和砂型铸造等不同的铸造方法。

3.1 压铸压铸是一种通过高压将铝合金液态材料注入金属模具中，并经过快速凝固形成制品的铸造方法。

压铸具有生产效率高、制品精度高等优点，适用于生产复杂形状的铝合金制品。

第二章铝合金的冶炼1.金属铝的制取金属铝最初是用化学法制取的。

1825年丹麦化学家H.C.Örested和1827年德国Wöhler F.分别用钾汞齐和钾还原无水氯化铝，都得到少量金属粉末。

1854年Wöhler F.还用氯化铝气体通过熔融钾的表面，得到了金属铝珠，每颗重约10～15mg，因而能够初步测定铝的密度，并认识到铝的熔点不高，且具有延展性。

后来，法国S.G。

Deville用钠代替钾还原熔融的氯化钠_氯化铝络盐，也制取金属铝。

1854年他在法国巴黎附近建立了一座小型炼铝厂。

1865年俄国 H.H.BeKeTOB 提议用镁来置换冰晶石中的铝，这一方案被德国Gmelingen Aluminium und Magnesium Fabrik 采用。

由于电解法兴起，化学法便渐渐被淘汰。

在整个化学法炼铝阶段中（1854～1895年）,大约总共生产了200Ton铝。

电解法熔炼铝起源与1854年。

当时德国R.W.Bunsen和法国S.C.Deville分别电解氯化钠_氯化铝络盐，得到金属铝。

1883年美国S.Bradley申请了电解熔融冰晶石的专利。

1886年美国的C.M.Hall 和法国的L.T.Héroult同时发明了冰晶石_氧化铝融盐电解法并申请到专利。

此法便是一百年来全世界炼铝工业上采用的唯一方法，统称为霍尔_埃鲁法。

中国的炼铝试验工作起始自1934年天津的黄海化学工业社，用800A预焙阳极电解槽炼出金属铝。

抚顺铝厂开始兴建于1937年，电解槽为自焙阳极式，电解强度为2400 A，最高年产铝量达到8000Ton。

台湾省高雄铝厂亦兴建于1937年。

从南阳 Bintan岛运来三水铝土矿，在厂内用拜耳法生产氧化铝，用24000A 和30000A自焙阳极电解槽生产铝，最高年产量达到10KTon。

新中国成立后，铝合金工业得到迅速的发展。

我国的铝冶炼工业经过几十年的发展，取得了前所未有的成绩，2000年氧化铝产量达429万Ton，铝锭283万Ton，我国已成为世界铝生产和消费的大国。

铝合金熔炼与铸造技术一、引言铝合金是一种重要的结构材料，具有轻质、高强度和良好的耐腐蚀性能，在航空航天、汽车制造、建筑工程等领域广泛应用。

铝合金的制备过程中，熔炼与铸造技术起到关键作用，本文将对铝合金熔炼与铸造技术进行详细探讨。

二、铝合金熔炼技术2.1 熔炼原料准备熔炼铝合金的原料主要包括铝、合金元素和辅助材料。

铝采用高纯度的铝锭，合金元素可以通过添加铝合金粉末或其他化合物来实现。

辅助材料包括熔剂、脱气剂等。

这些原料的准备对于保证铝合金的成分和质量非常重要。

2.2 熔炼设备和工艺熔炼铝合金的常用设备有电阻加热炉、感应加热炉和气体燃烧炉等。

其中，感应加热炉在铝合金熔炼中应用最广泛，具有加热速度快、能耗低和温度控制准确等优点。

熔炼工艺包括预热、熔化、调温和净化等步骤，其中净化技术对于铝合金的纯净度和性能起到重要作用。

2.3 熔炼过程控制与优化熔炼过程中，熔体温度、保温时间、搅拌方式等因素对铝合金的成分和组织结构有重要影响。

熔炼过程需要进行温度控制、气氛控制和搅拌控制等，以确保铝合金的成分均匀、杂质含量低。

三、铝合金铸造技术3.1 铸造方法铝合金的常用铸造方法包括压铸、重力铸造、低压铸造和砂型铸造等。

压铸是最常用的铸造方法，适用于生产复杂形状和尺寸精度要求高的铝合金件。

重力铸造适用于大型铝合金零部件的生产，低压铸造适用于长条状和壳状铝合金件的生产，砂型铸造适用于非常大型和特殊形状的铝合金件的生产。

3.2 铝合金铸造过程铝合金的铸造过程主要包括熔炼、准备模具、浇注、冷却和后处理等步骤。

熔炼过程中，需要根据具体合金配方和要求，控制熔体温度、浇注温度和浇注速度等参数。

准备模具是确保铸造件尺寸和表面质量的重要环节。

浇注过程需要保证熔体充分填充模腔，并避免气孔和缺陷的产生。

冷却过程中需控制冷却速率，以避免铝合金件出现应力和变形。

3.3 铝合金铸造工艺改进为了提高铝合金铸造件的质量和效率，可以采取一些工艺改进措施。

铝合金熔炼与铸造铝合金是一种常见且广泛使用的金属材料，具有较低的密度、良好的导热性和耐腐蚀性，因此在许多行业中得到了广泛的应用。

铝合金的熔炼和铸造是制造铝合金制品的关键步骤。

本文将介绍铝合金熔炼和铸造的基本原理、工艺和注意事项。

一、铝合金熔炼1.1 熔炼原理铝合金熔炼的主要原理是将铝及其他合金元素加热至其熔点，使其融化成液态，以便进行后续的铸造工艺。

铝的熔点较低，约为660°C，因此相对较容易熔化。

而其他合金元素的加入可以改变铝合金的性质，例如提高其强度、耐腐蚀性或者改善加工性能。

1.2 熔炼工艺铝合金熔炼工艺一般分为两种：批量熔炼和连续熔炼。

批量熔炼是将一定量的铝和其他合金元素加入炉内，通过加热熔化成液态，并进行充分混合。

这种方法适用于小规模生产，常用的炉型有电阻炉和燃气炉。

而连续熔炼是将铝合金材料加入熔炉的顶部，通过炉内的加热和熔化过程，使得底部的液态铝合金不断流出。

这种方法适用于大规模生产，常用的炉型有回转炉和隧道炉。

1.3 熔炼注意事项在铝合金的熔炼过程中，需要注意以下几个方面。

首先，炉内的温度需要控制在适当的范围内，以避免过度燃烧或者过度冷却。

其次，需要保持良好的熔炼环境，防止氧气、水分或杂质等对炉内材料的影响。

最后，在加入其他合金元素时，需要根据配比和工艺要求进行准确的添加，以保证最终铝合金的性能。

二、铝合金铸造2.1 铸型设计铝合金铸造的第一步是进行铸型设计。

铸型设计的目的是根据最终产品的形状和要求，确定合适的铸造方法和材料，以及适当的铸型结构。

常见的铸型结构有砂型、金属型和陶瓷型等。

其中砂型是最常用的铸造方法，可以应用于各种形状和尺寸的产品。

2.2 铸造工艺铝合金的铸造工艺可以分为传统铸造和压铸两种。

传统铸造是将熔融的铝合金液体倒入铸型中，并通过自然冷却形成最终产品。

这种方法适用于小批量生产，但精度和表面光滑度相对较低。

压铸是将高压液压机将铝合金液体注入铸型中，通过压力传递和快速冷却，实现快速成型。

铸造铝合金基础基础知识铸造铝合金基础知识铝合金是一种重要的金属材料，具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶建造等领域。

而铸造是一种常见的加工方法，通过将熔融的金属注入到预先制造好的模具中，冷却凝固后得到所需形状的零件。

本文将介绍铸造铝合金的基础知识，包括其合金类型、工艺流程以及应用领域。

一、铸造铝合金的合金类型铸造铝合金通常是由铝与其他元素的混合物组成，为了获得不同的性能和用途，可以添加不同种类的合金元素。

常见的铸造铝合金包括以下几类：1. 铝硅合金（Al-Si）：添加硅元素可提高材料的流动性和耐磨性，常用于汽车发动机缸套等零部件的制造。

2. 铝铜合金（Al-Cu）：添加铜元素可提高铝合金的强度和耐蚀性，适用于船舶建造和航空航天领域。

3. 铝镁合金（Al-Mg）：添加镁元素可提高材料的强度和韧性，常用于航空航天和汽车工业中。

4. 铝锌合金（Al-Zn）：添加锌元素可提高铝合金的耐蚀性和热处理性能，适用于建筑、电力行业等。

5. 铝锡合金（Al-Sn）：添加锡元素可提高铝合金的耐磨性和摩擦性能，适用于制造轴承等零部件。

二、铸造铝合金的工艺流程铸造铝合金常采用砂型铸造、压力铸造和真空熔铸等工艺流程。

1. 砂型铸造：先制作出铸件的模具，然后将熔融的铝合金浇注到模具中，经冷却凝固后取出成型的零件。

这种工艺简单、成本低廉，广泛应用于小批量生产。

2. 压力铸造：将熔融的铝合金通过高压注射器喷射进型腔中，借助于高压力和快速冷却，迅速凝固成型。

该工艺制造出的铝合金零件密度高、性能均匀，适用于大批量生产。

3. 真空熔铸：通过将铝合金放入真空熔炼炉中进行熔炼，然后再通过真空注铸设备将熔融的铝合金注入到模具中进行成型。

该工艺可消除气孔和夹杂物，制造高品质的铝合金零件。

三、铸造铝合金的应用领域铸造铝合金在各个领域都有广泛应用。

1. 航空航天：铸造铝合金在飞机的结构零件、发动机部件、航空仪表等方面发挥重要作用，其轻量化和高强度的特性符合航空航天工业对材料的要求。

铝合金熔炼的基本知识装料熔炼时，装入炉料的顺序和方法不仅关系到熔炼的时间、金属的烧损、热能消耗，还会影响到金属熔体的质量和炉子的使用寿命。

装料的原则有：1、装炉料顺序应合理。

正确的装料要根据所加入炉料性质与状态而定，而且还应考虑到最快的熔化速度，最少的烧损以及准确的化学成分控制。

装料时，先装小块或薄片废料，铝锭和大块料装在中间，最后装中间合金。

熔点易氧化的中间合金装在中下层。

所装入的炉料应当在熔池中均匀分布，防止偏重。

小块或薄板料装在熔池下层，这样可减少烧损，同时还可以保护炉体免受大块料的直接冲击而损坏。

中间合金有的熔点高，如AL-NI和AL-MN合金的熔点为750-800℃，装在上层，由于炉内上部温度高容易熔化，也有充分的时间扩散；使中间合金分布均匀，则有利于熔体的成分控制。

炉料装平，各处熔化速度相差不多这样可以防止偏重时造成的局部金属过热。

炉料应进量一次入炉，二次或多次加料会增加非金属夹杂物及含气量。

2、对于质量要求高的产品（包括锻件、模锻件、空心大梁和大梁型材等）的炉料除上述的装料要求外，在装料前必须向熔池内撒20-30kg粉状熔剂，在装炉过程中对炉料要分层撒粉状熔剂，这样可提高炉体的纯洁度，也可以减少损耗。

3、电炉装料时，应注意炉料最高点距电阻丝的距离不得少于100mm，否则容易引起短路。

熔化炉料装完后即可升温。

熔化是从固态转变为液态的过程。

这一过程的好坏，对产品质量有决定性的影响。

A、覆盖熔化过程中随着炉料温度的升高，特别是当炉料开始熔化后，金属外层表面所覆盖的氧化膜很容易破裂，将逐渐失去保护作用。

气体在这时候很容易侵入，造成内部金属的进一步氧化。

并且已熔化的液体或液流要向炉底流动，当液滴或液流进入底部汇集起来时，其表面的氧化膜就会混入熔体中。

所以为了防止金属进一步氧化和减少进入熔体的氧化膜，在炉料软化下塌时，应适当向金属表面撒上一层粉状熔剂覆盖，其用量见表。

这样也可以减少熔化过程中的金属吸气。

一、压铸合金知识及铝合金熔化工艺知识培训1.物理性能合理物理性能是指它们对各物理现象，如温度变化、电磁的作用所引起的反映。

2.化学性能合金的化学性能指在各介质中与其它元素起化学反映的能力，主上有耐蚀性。

如加热设备、汽轮机、喷气发动机等就要选用耐蚀性好的合金来制造。

3.机械性能机械零件在使用过程中将受到各种外力作用，如静载荷、冲击载荷或交变载荷等作用，使机械零件受到拉伸、压缩、扭曲。

合金机械性能是指它抵抗外力作用而表现出来的特征，如强度硬度、弹性，是衡量合金性能优劣的标志。

4.工艺性能合金工艺性能是它们易于加工成形的性能。

主要包括铸造性能，铸造性是一个综合性的概念，主要包括流动性好坏、收缩性以及形成热裂、应力、偏析、吸气等倾向多少。

1.流动性合金流动性指合金充填型腔的能力。

铸造性好的合金便于压铸形状复杂、薄壁零件，且获得清晰的轮廓。

就浇注条件而言，流动性主要取决于浇注温度的高低，压射速度的快慢及压力大小，在同样条件下，第一，提高浇注温度可增加合金热容、粘度降低、充型能力增强，但温度提高同，吸气严重，氧化加据；第二，采用较高的压射速度，可以改善合金充型能力，但温度过高很容易涡气及卷气，从而影响铸件质量；第三，可以提高压射压力，使合金充型能力得到加强。

综上所述，改善合金流动性的方法如下：（1）适当调整合金成分，严格控制熔炼工艺，净化合金液，减少合金液中非金属夹杂物和气体，加入微量元素，细化晶粒。

（2）增加铸型溢流排气系统，提高除渣及排气能力。

（3）合理设置浇注系统，在不影响铸件性能前提下提高浇注温度及压射速度。

（4）改进铸件结构，使具有更好铸造性。

2.收缩铸件从液态到凝固完毕及继续冷却的过程中，将产生体积和尺寸的变化即收缩，这种收缩通常可分为三个阶段，即液态收缩、凝固收缩、固态收缩。

液态及凝固收缩对铸件缩孔影响较大，固态收缩及产力铸件开裂，尺寸变化；凝固收缩及固态收缩共同影响着铸件热裂。

凝固收缩及液态收缩决定铸体收缩，固态收缩与铸件尺寸关系很大，称线收缩。

铝合金熔炼与铸造技术铝合金熔炼与铸造技术是一种重要的金属加工技术，其主要应用于制造航空、汽车、机械等领域的高强度、轻量化零部件。

在这个过程中，铝合金材料经过熔炼和铸造，最终形成所需的零部件。

首先，铝合金熔炼技术是将原材料加入到熔炉中进行融化，并根据需要添加其他元素进行调节。

这些原材料通常包括铝锭和其他的合金元素，如硅、镁、钠等。

其中，硅可以提高铝合金的强度和耐蚀性；镁可以提高铝合金的塑性和韧性；钠可以改善铝合金的流动性。

其次，在完成了铝合金材料的熔化之后，就需要进行铸造。

这个过程包括模具设计、浇注、凝固和冷却等步骤。

在模具设计阶段，需要考虑到所需零部件的形状和尺寸，并选择适当的模具材料。

在浇注阶段，需要将已经融化好的铝合金液体倒入到模具中，并保持一定的浇注速度和压力。

在凝固和冷却阶段，需要等待铝合金材料逐渐凝固和冷却，并将其从模具中取出。

铝合金熔炼与铸造技术的优点在于可以生产高强度、轻量化的零部件。

此外，这种技术还可以实现大批量生产，提高生产效率。

然而，也存在一些缺点。

例如，在铸造过程中容易出现气孔、疏松和裂纹等缺陷，这些缺陷会影响零部件的质量和性能。

为了克服这些缺点，可以采用先进的铸造技术。

例如，在浇注过程中使用真空或惰性气体可以减少氧化反应和气孔的形成；使用高温高压水下注模技术可以提高零部件的密度和耐蚀性；使用快速凝固技术可以制备出具有均匀组织和细小晶粒的铝合金材料。

总之，铝合金熔炼与铸造技术是一种重要的金属加工技术，其应用范围广泛，并且不断发展创新。

通过不断改进和优化这种技术，可以生产出更加高质量的铝合金零部件，满足不同领域的需求。

铝合金的熔炼、铸锭一．实验目的：掌握铝合金熔化的基本原理，并应用在熔化的实践中。

熔炼是使金属合金化的一种方法，它是采用加热的方式改变金属物态，使基体金属和合金化组元按要求的配比熔制成成分均匀的熔体，并使其满足内部纯洁度，铸造温度和其他特定条件的一种工艺过程。

熔体的质量对铝材的加工性能和最终使用性能产生决定性的影响，如果熔体质量先天不足，将给制品的使用带来潜在的危险。

因此，熔炼又是对加工制品的质量起支配作用的一道关键工序。

而铸造是一种使液态金属冷凝成型的方法，它是将符合铸造的液态金属通过一系列浇注工具浇入到具有一定形状的铸模（结晶器）中，使液态金属在重力场或外力场（如电磁力、离心力、振动惯性力、压力等）的作用下充满铸模型腔，冷却并凝固成具有铸模型腔形状的铸锭或铸件的工艺过程。

二．实验内容：铝铜合金熔炼基本工艺流程合金制品总体处理路线三．实验要求及基本工艺参数：1．熔炼温度：熔炼温度愈高，合金化程度愈完全，但熔体氧化吸氢倾向愈大，铸锭形成粗晶组织和裂纹的倾向性愈大。

通常，铝合金的熔炼温度都控制在合金液相线温度以上50～100℃的范围内。

从图1的Al-Cu相图可知，Al-5%Cu的液相线温度大致为660～670℃，因此，它的熔炼温度应定在710（720）℃～760（770）℃之间。

浇注温度为730℃左右。

2．熔炼时间：熔炼时间是指从装炉升温开始到熔体出炉为止，炉料以固态和液态形式停留于熔炉中的总时间。

熔炼时间越长，则熔炉生产率越低，炉料氧化吸气程度愈严重，铸锭形成粗晶组织和裂纹的倾向性愈大。

精炼后的熔体，在炉中停留愈久，则熔体重新污染，成分发生变化，变形处理失效的可能性愈大。

因此，作为一条总的原则，在保证完成一系列的工艺操作所必需的时间的前提下，应尽量缩短熔炼时间。

3．合金元素加入方式：与铝相比，铜的比重大，熔点虽高（1083℃），但在铝中的溶解度大，溶解热也很大，无需将预热即可溶解，因此，可以以纯金属板的形式在主要炉料熔化后直接加入熔体中，亦可与纯铝一同加入。