铝合金铸造工艺简析
一、 铸造的分类
重力铸造、低压铸造、压力铸造，我厂主要为重力铸造，利用重力自行流入模具，通过结晶器进行梯度降温，让铝合金按顺序凝固的铸造方式铸造铸棒。
二、 铝液的熔炼
铝合金熔炼简单知识
影响铝液质量的主要因素：铝液中的含气量和氧化夹杂物。在铝合金熔体（铝液）中溶解的气体有：𝐻2、CO2、CO、N2、C𝑛H𝑚（碳氢化合物）等气体；其中以𝐻2为主。分析铝合金中的气体成分，证明𝐻2占85﹪以上，因而铝合金的“含气量”可以近似地视为“含氢量”。铝液中的氢主要来自高温铝液和溶解在其中的水发生化学反应生成氢。
铝液中气体的主要来源：
１.燃料：火焰反射炉熔炼铝合金时，煤气中的水分以及燃烧时产生的水分易进入熔体（铝液）；
２.大气：熔炼过程中，大气中的水蒸气被熔体（铝液）吸收；
３.炉衬：烘炉不彻底时，炉衬表面吸附的水分以及砌制时泥浆中的水分在熔炼头几个班次时对熔体（铝液）中的气体含量将有明显的影响；
４.炉料：吸附在炉料（包括铝锭和辅料）表面上的湿气，在熔
化过程中起化学作用而产生的氢将被溶解，如果炉料放置过久，且表面有油污，对熔体（铝液）的吸气量尤有影响；
５.熔炼工具：如果熔炼工具干燥不好，易使熔体（铝液）的吸气量增加；
６.倒料过程中：如果熔体（铝液）落差大或液流翻滚过急时也会使气体及氧化夹杂卷入熔体（铝液）；
高温时铝和水汽的反应：
2Al+3H2O Al2O3+3H2 （溶入铝液中）
当在水汽比较多的环境下，剧烈反应，引起爆炸，造成事故。
当在干空气条件下（水分较少），水汽也能和铝液起反应，因此在铝液中总是含有一定数量的氢。
铝液中的氧化夹杂：
铝液与空气中的氧气O2、氮气N2、在高温下发生化学反应生成氧化夹杂物，其中以生成的氧化膜（Al2O3)对铝液的污染最大。这些氧化夹杂的熔点都较高，如氧化铝的熔点约为2050℃，所以铝液中的氧化夹杂主要以固态形式存在，严重影响我们熔炼的铝液质量。氧化夹杂表面疏松，能吸附空气中的水汽和氢，增加了铝液中的气体含量。
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铸造铝合金熔炼过程的质控原理与实践
作者：皮远岸
来源：《科技创新与应用》2014年第14期
摘 要：在铸造铝合金产品的生产实践中，根据数据对比及理论分析笔者得出了以下结论：即铝合金在进炉熔炼到进机压铸前这个阶段的工艺控制好坏将直接影响到产品合格率的高低。如果失控在产品上主要的失效模式是气孔和杂质含量会成倍增加，而这些缺陷在整个生产过程中属原始缺陷，就是说在其后的生产中再如何正确调整控制参数收效是不大的。气孔将造成产品渗漏及强度降低而报废，杂质将造成合金力学性能降低特别是延伸率、冲击韧性及疲劳强度。因此如何控制好这一阶段将关乎到降低生产成本、提高生产效率、增强企业竟争力的大问题，下面根据作者的实践就控制的原理及方法做简要论述。
关键词：铝合金；熔炼；质控原理
1 质量控制的原理
1.1 铸造铝合金熔炼的目的
铝合金熔炼是一个炉科的重熔及化学成分调整的过程。熔炼的主要目的是获得高质量的铝液供铸造使用。主要要求是：第一所用铝合金的成分应符合国家标准或企业标准，合金液成分均匀；第二合金液纯净、氧化夹杂物、气体、熔剂夹杂物含量低。关于上述第一点可在工艺设计时规定来料及铝液熔炼过程中取样进行光谱分析从而达到控制的目的，本文不做详细分析。第二点是本文阐述的重点也是控制的关键。
1.2 关于杂物、气体的来源问题
铸造铝合金的杂质分两种：一种是混入的有害元素如Fe等，但如果严格按标准检验和生产，Fe与外来杂质混入的量是有限的，不会造成大的质量问题。另一种主要的、影响较大的杂质和气体是铝液在高温作用下吸气吸氧产生化学反应生成的，这是要重点分析和控制的。由于铝合金的熔炼通常是在大气中进行，因此当铝液和大气或炉气中的O2、N2、H2O、CO2、CO、H2等接触将不可避免会产生化合、化分、溶解、扩散过程。据资料及铝合金液中的气体成分分析表明：合金液中的杂质及气体大部分是由铝液与氧气及铝液与水气在高温下的自发反应生成的杂质Al2O3及原子氢组成，其中Al2O3一旦生成就很难溶解，因为它的熔点高达2050°C，而氢的质量分数占含气量的85%以上，因此可以近似地说除气就是除氢。通过上面的分析看出，除氢及去除Al2O3是制定工艺控制质量的关键，下面是化学反应方程式。
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铸造铝合金熔炼工艺研究
作者：张颖 乔莎莎 党宁鸽 王荣华
来源：《中小企业管理与科技·下旬刊》2015年第06期
摘 要：随着国网的发展，金具行业竞争日趋激烈。为了降低成本，增加市场竞争力，各个公司都从减少材料，增加产品强度、质量上着手。本文对铸造铝合金熔炼工艺进行分析研究，预期到达通过变质处理，细化晶粒，使铸件内部组织细化，从而提高铸件强度。
关键词：变质处理；变质剂及用量；铝合金强度
0 引言
随着国网的发展，金具行业竞争日趋激烈。为了降低成本，增加市场竞争力，各个公司都从减少材料，增加产品强度、质量上着手。
对于铸铝产品，从原材料熔炼及变质处理进行分析研究，预期想到达通过变质处理，细化晶粒，使铸件内部组织细化，从而达到提高铸件强度的目的。
1 变质处理的含义
在Al-Si合金中，通过加入适量的变质剂，使铝液金相组织发生改变，形成细小的共晶体。增强合金的机械性能及伸长率。
2 变质处理必要性
Al-Si合金中的共晶Si，特别是粗大的多角形板状初晶Si，严重地割裂了Al基体，在Si相的尖端和棱角处引起应力集中，使机械性能特别是伸长率显著降低，切削加工性能也不好。因此，当含Si量高于6%～8%，必须进行变质处理。
3 变质剂分类
近年来，国内外都在探求Al-Si合金新的变质剂和变质方法，据报道，下列元素对共晶体（ā+Si）均可起到不同程度的变质作用，如Na（纳）、Sr（锶）、Y（钇）、Bi（铋）、Sb（锑）、S（硫）等。
4 变质剂的选用
4.1 钠盐变质法：钠盐变质法的成本低，制备也比较简单，适合批量小、要求不很高的产品，其缺点是：钠是化学活泼性元素，在变质处理中氧化、烧损激烈、冒白色烟雾，对人体和环境都有危害，操作也不太安全，特别是易使坩埚腐蚀损坏，它的充分变质有效时间短，一般龙源期刊网
铸造铝合金熔炼、浇注操作规程
1 铝合金的熔化
1．1 坩埚、锭模及熔炼工具的预备
1．1．1 石墨坩埚的预备：
1．1．1．1 根据熔化量的多少选用容量适当的坩埚；
1．1．1．2 新坩埚使用前，应由室温缓慢升温至900℃进行焙烧，以去除坩埚的水分并防止炸裂；
1．1．1．3 旧坩埚（注重同一个坩埚不能用于熔化不同牌号的合金）使用前应检查是否损坏，清除表面熔渣和其它脏物，装料前预热到250~300℃。
1．1．2 铁质坩埚一般采用球铁坩埚，也可用铸钢（或钢板焊接）坩埚。为提高坩埚使用寿命，其外表面可进行液体渗铝处理。
1．1．3 坩埚、锭模及熔炼工具，使用前应将残余的金属、氧化皮等杂物清除干净。
1．1．4 新坩埚及有锈蚀污物的旧坩埚，使用前应吹砂或用其它方法清除干净，并加热到700～800℃，保温2～4小时，以除去坩埚吸附的水分及其它化学物质。
1．1．5 铝镁系合金的熔炼工具，使用前应在光卤石等溶剂中洗涤干净。
1．1．6 坩埚、锭模、熔炼工具使用前应涂防护涂料。搪衬的保温坩埚重复使用时，可不涂防护涂料。
1．1．6．1 涂料成分可按表1中的规定：
表1 坩埚和工具用涂料
代号 名称 成分配比（重量百分比）%
氧化锌 滑石粉 水玻璃 水
T03 涂料三号 25～30 / 3～5 余量 T04 涂料四号 / 20～30 6
1．1．6．2 涂料的配制：涂料成分中的所有固体组元，配制前应磨碎，并经过100～140目过筛，然后混合均匀。使用时，先将水玻璃倒入80～100℃的热水中搅拌均匀，加入固体组元后再搅拌均匀，冷却后备用。配好后的涂料停放时间一般不超过8小时。
1．1．6．3 将坩埚、锭模、熔炼工具预热到180～250℃，涂以防腐涂料。
1．1．7 用于保温的碳素钢板焊接坩埚，其内表应用耐火材料搪衬。耐火材料可按表2中的规定：
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 水
