电阻炉熔炼铝合金

镁锂合金真空电阻炉熔炼工艺研究摘要：由于镁锂合金材料本身的化学性质十分不稳定，因此极易被氧化，所以在开展镁锂合金的熔炼过程中的工作难度是非常大的。

文章将通过采用真空电阻炉的方式对三种不同工艺的制作而成的镁锂合金进行分析，并对制作好的合金的成分进行检测和分析，从而挖掘出不同情况下熔炼工艺的具体制作方法及对应的工作模式。

关键词：镁锂合金、真空电阻炉、熔炼工艺、研究1实验背景在众多合金材料中，镁锂合金是一种十分常用的合金，且因其优异的特性而深受广大人民的喜爱，目前人们日常生活中的方方面面中都能看到镁锂合金的身影。

然而镁锂合金中有属于高活性的镁元素和锂元素组成，这两种元素本身而言都属于一种极易被氧化的元素，且由于氧化膜本身的密度都小于1，因此一旦在合金过程中发生氧化反应，就会影响到合金后的纯度及性能。

为此，应对熔炼过程中的工艺进行研究，加入更多能够保护熔炼的工艺在其中。

通常情况下开展镁锂合金真空电阻炉熔炼工艺的具体方式分为两种，第一种为通过使用覆盖剂的方式将镁锂合金表面涂抹上这层覆盖剂，从而直接隔离镁、锂与外界的交流。

第二种方式是通过使用惰性气体氩气的方式对其表面进行有效地保护。

从这两种基本的保护方法中可以看出，第二种方法相对更加有效，实现度也更加容易，因此适合采用这种方式进行深入工艺的研究。

为此在后期的实验过程中采用真空电阻炉抽真空后充氩气的方式实现对合金的保护目标。

2工艺设备的选择及具体的操作方法制定2.1熔炼设备的选择为了更好地开展相关熔炼工作，在熔炼前应对相关设备进行布置和选择，本次熔炼的设备主要是通过如下几个部分组成的，分别是炉体、真空系统、控制系统、冷却水系统和电源系统五部分，每个部分之间的关系都是相互紧密，互相联系的。

其中炉体部分是整个系统中的核心部分，是开展实验的重要场所。

炉体分为炉盖、炉身两个基本的内容。

在炉盖上会有一个合金加料的搅拌装置和两个观察口，通过这两个观察口可以适时的对炉内的相关熔炼内容进行观察。

铝合金的熔炼与浇铸6．5．1铝合金的性能及应用铝合金是比较年轻的材料，历史不过百年，铝合金以比重小，强度高著称，可以说没有铝合金就不可能有现代化的航空事业和宇航事业，在飞机、导弹、人造卫星中铝合金所占比重高达90%，是铸造生产中仅次于铸铁的第二大合金，其地壳含量达7.5%，在工业上有着重要地位。

铝合金有良好的表面光泽，在大气及淡水中具有良好的耐腐蚀性，故在民用器皿制造中，具有广泛的用途。

纯铝在硝酸及醋酸等氧化性酸类介质中具有良好的耐蚀性，因而铝铸件在化学工业中也有一定的用途。

纯铝及铝合金有良好的导热性能，放在化工生产中使用的热交换装置，以及动力机械上要求具有良好导热性能的零件，如燃机的汽缸盖和活塞等，也适于用铝合金来制造。

铝合金具有良好的铸造性能。

由于熔点较低（纯铝熔点为660℃，铝合金的浇注温度一般约在730～750℃左右），故能广泛采用金属型及压力铸造等铸造方法，以提高铸件的在质量、尺寸精度和表面光洁程度以及生产效率。

铝合金由于凝固潜热大，在重量相同条件下，铝液的凝固过程时间延续比铸钢和铸铁长得多，其流动性良好，有利于铸造薄壁和结构复杂的铸件。

铸造铝合金的分类、牌号：铝合金按照加工方法的不同分为两大类，即压力加工铝合金和铸造铝合金（分别以YL和ZL表示）。

在铸造铝合金中又依主要加入的合金元素的不同而分为四个系列，即铸造铝硅合金、铸造铝铜合金、铸造铝镁合金和铸造铅锌合金（分别以 ZL1X X，ZL2 X X，ZL3 X X和ZL4 X X表示），在每个系列中又按照化学成分及性能的不同而分为若干牌号。

表1中列出了铸造铝合金国家标准所包括的几种铝合金的牌号。

6．5．2 铝合金的熔炼设备合金熔炼的目的是要获得符合一定成分和温度要求的金属熔液。

不同类型的金属，需要采用不同的熔炼方法及设备。

如钢的熔炼是用转炉、平炉、电弧炉、感应电炉等；铸铁的熔炼多采用冲天炉；而非铁金属铝合金的熔化通常采用坩埚电阻炉，炉子的大小一般为30-500kg，电热体有金属（铁铬合金）、非金属（碳化硅）两种，是广泛用来熔化铝合金的炉子，优点是：炉气呈中性，金属也不会强烈氧化，炉温便于控制，操作简单，劳动条件好。

铝合金的熔炼规范适用于重力铸造和压铸用铝硅合金（包括Al-Si-Mg 、Al-Si-Cu 等）指导性文件：《铝合 金的熔炼规范》。

⑴总则 ①按本文件生产的铸件， 其化学成分和力学性能应符合GB/T9438-1999《铝合金铸件》、JISH5202-1999《铝合金铸件》、ASTMB108-03a 《铝合金金属型铸件》 、GB/T15115-1994《压 铸铝合金》、JISH5302-2006《铝合金压铸件》、ASTMB85-0《〈铝合金压铸件》、EN1706-1998《铸造铝合金》等标准的规定。

② 本文件所指的铝合金熔炼，系在电阻炉、感应炉及煤气 取石墨坩埚或铸铁坩埚。

铸铁坩埚须进行液体渗铝。

⑵配料及炉料1）配料计算① 镁的配料计算量：用氯盐精炼时，应取上限，用无公害精炼剂精炼时，可适当减少 也可根据实际情况调整加镁量。

② 铝合金压铸时，为了减少压铸时粘模现象，允许适当提高铁含量，但不得超过有关 标准的规定。

2）金属材料及回炉料① 新金属材料铝锭：GB/T1196-2002《重熔用 铝锭》铝硅合金锭：GB/T8734-2000《铸造 铝硅合金锭》 镁锭：GB3499-1983《镁锭》铝铜中间合金：YS/T282-2000《铝中间合金锭》 铝锰中间合金：YS/T282-2000《铝中间合金锭》 各牌号的预制合金锭：GB/T8733-2000《铸造铝合金锭》、JISH2117-1984《铸件用再生铝合金锭》、ASTMB197-03〈铸造铝合金锭》、JISH2118-2000《压铸铝合金锭》、EN1676-1996 《铸造铝合金锭》等。

② 回炉料包括化学成分明确的废铸件、浇冒口和坩埚底剩料，以及溢流槽和 锭。

回炉料的用量一般不超过80%其中破碎重熔料不超过 30%;对于不重要的铸件可全部使用回炉料；对于有特殊要求（气密性等）的铸件回炉料用量不超过50%。

3）清除污物为提高产品质量，必须清除炉料表面的脏物、油污、废铸件上的镶嵌件，应在熔炼前 除去（可用一个熔炼炉专门去除镶嵌件4）炉料预热（天然气）炉内进行。

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。

铝合金及其熔炼一、铝合金的系列：铝合金共有三个系列根据与其形成合金的元素而有些区别。

1、铝硅系：合金中硅含量在共晶点附近，合金的流动性好，铸造性能好，不易产生裂纹，致密性好，热膨胀量小，导热性好，耐腐蚀，适合压铸大型薄壁复杂铸件。

但是其机械性能不够高，切削性稍差，阳极氧化不理想。

2、铝硅铜系：合金具有最佳综合性能，应用广泛，尤其在汽摩行业。

3、铝镁系：合金的强度、塑性、耐蚀性和表面质量最佳，但收缩和膨胀量大，铸造性能差。

二、合金元素的作用：1、硅：铝与硅的共晶点在11.7%，共晶合金的凝固温度范围最小，补缩及抗热裂性最好，共晶点附近的合金都有良好的流动性，适合铸造薄壁，复杂大型的铸件。

随着含硅量的提高，强度与硬度也有所提升，但伸长力下降，切削性能变差，而合金对坩埚的熔蚀也增加。

2、铜：铜对于铝合金可提高机械性能改善切削性，但耐蚀性降低，热裂倾向增大。

3、镁：铝镁合金耐蚀性好，但由于凝固温度范围大，有热脆性故铸件易于产生裂纹，其流动性随着镁含量的提高而改善，但相应收缩也增加。

对于铝硅系合金而言，镁有强化效能，提高耐蚀性，改善电镀，阳极氧化的性能及铸件表面质量。

但对铝硅铜而言，必须控制其含量，因为镁会造成热裂，冷脆降低伸长率和冲击韧性。

4、铁：铁能缓解铝与模具的亲和力，通常控制在0.6% ~ 1%之间，过高的含铁量在铸件中产生FeAl3针状相，降低性能。

在铝硅系及铝硅铜系里过量的Fe形成金属间化合物造成脆性在切削时会影响表面粗糙度。

5、锰：适量锰能中和过量铁的不利影响，但不大于0.5%。

6、锌可提高流动性，改善机械性能，但高温脆性大，产生热裂。

7、锡：改善切削性能，降低强度和耐蚀性，有高温脆性。

8、镍：少量的镍能改善机械性能，对耐蚀性不利。

9、铅：改善切削性能，但有损耐蚀性。

10、铬：改善耐蚀性。

11、钛：细化结晶，改善性能。

三、铝合金的熔炼：铝合金的熔炼对压铸企业而言是个重要环节，一般均有熔炼及保温二种过程，一边压铸一边熔炼是不被容许的。

1200度高温台车式电阻炉规格参数摘要：一、前言二、1200 度高温台车式电阻炉概述三、规格参数四、应用领域五、结论正文：【前言】在现代工业生产中，高温台车式电阻炉发挥着重要作用。

这种设备能够在高温环境下对各类材料进行熔炼、烧结等处理，广泛应用于冶金、化工、陶瓷等行业。

本文将为您介绍一款1200 度高温台车式电阻炉的规格参数。

【1200 度高温台车式电阻炉概述】1200 度高温台车式电阻炉是一种具有高温熔炼功能的设备，最高熔炼温度可达1200 摄氏度。

其主要组成部分包括炉体、加热器、台车和控制系统等。

炉体采用优质耐火材料制成，具有优良的耐高温性能。

加热器则由电阻丝绕成，通过电流加热，能够迅速升温并保持稳定的温度。

台车用于承载物料，可方便地进出炉体。

控制系统用于监控和调节设备运行状态，确保设备安全、高效地运行。

【规格参数】以下是这款1200 度高温台车式电阻炉的主要规格参数：1.炉膛尺寸：根据用户需求定制，常见的规格有φ500×500mm、φ600×600mm 等。

2.温度范围：室温-1200 摄氏度，可满足多种高温熔炼需求。

3.加热功率：根据炉膛尺寸和温度要求定制，常见的功率有15KW、25KW、40KW 等。

4.炉体材料：高铝砖、碳化硅砖等优质耐火材料。

5.炉壳材料：不锈钢、碳钢等。

6.控制系统：采用智能温控仪，可实现温度的精确控制和实时监控。

【应用领域】1200 度高温台车式电阻炉广泛应用于以下领域：1.金属熔炼：用于熔炼铜、铝、铁等金属材料。

2.陶瓷烧结：用于烧结氧化锆、氧化铝等陶瓷材料。

3.化工催化剂生产：用于催化剂的干燥、焙烧等工艺过程。

4.矿渣处理：用于矿渣的高温熔炼处理。

【结论】1200 度高温台车式电阻炉凭借其优异的性能和广泛的应用领域，在工业生产中发挥着重要作用。

了解其规格参数有助于用户根据自身需求选择合适的设备，提高生产效率。

铝合金熔炼规范文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-铝合金的熔炼规范适用于重力和压铸用铝硅（包括Al-Si-Mg、Al-Si-Cu等）指导性文件：《铝的熔炼规范》。

（1）总则①按本文件生产的铸件，其化学成分和力学性能应符合GB/T 9438-1999《铝铸件》、JISH 5202-1999《铝铸件》、ASTM B 108-03a《铝金属型铸件》、GB/T 15115-1994《压铸铝》、JISH 5302-2006《铝》、ASTM B 85-03《铝》、EN1706-1998《铝》等标准的规定。

②本文件所指的铝熔炼，系在电阻炉、感应炉及煤气（天然气）炉内进行。

一般采取石墨或铸铁。

铸铁须进行液体渗铝。

（2）配料及炉料1）配料计算①镁的配料计算量：用氯盐精炼时，应取上限，用无公害精炼剂精炼时，可适当减少；也可根据实际情况调整加镁量。

②铝压铸时，为了减少压铸时粘模现象，允许适当提高铁含量，但不得超过有关标准的规定。

2）金属及回炉料①新金属铝锭：GB/T 1196－2002《重熔用铝锭》铝硅锭：GB/T 8734-2000《铝硅锭》镁锭： GB 3499-1983《镁锭》铝铜中间：YS/T 282-2000《铝中间锭》铝锰中间：YS/T 282-2000《铝中间锭》各牌号的预制锭：GB/T 8733-2000《铝锭》、JISH 2117-1984《铸件用再生铝锭》、ASTM B 197-03《铝锭》、JISH 2118-2000《压铸铝锭》、EN1676-1996《铝锭》等。

②回炉料包括化学成分明确的废铸件、浇冒口和底剩料，以及溢流槽和飞边等破碎的重熔锭。

回炉料的用量一般不超过80％，其中破碎重熔料不超过30％；对于不重要的铸件可全部使用回炉料；对于有特殊要求（气密性等）的铸件回炉料用量不超过50% 。

3）清除污物为提高产品质量，必须清除炉料表面的脏物、油污、废铸件上的镶嵌件，应在熔炼前除去（可用一个熔炼炉专门去除镶嵌件）。

铝合金熔炼工艺过程
1、炉料处理
所有炉料入炉前均需要预热，以去除表面附的水分，缩短熔炼时间。

2、坩埚及熔炼工具的准备
（1）新坩埚使用前应清理干净及仔细检查有无穿透性缺陷，确认没有任何缺陷才能投入使用，预热至暗红色（500—600度）保温2小时以上，以烧除附着在坩埚内壁的水分及可燃物质，待冷却到300度以下时，仔细清理坩埚内壁，在温度不低于200度时，喷刷涂料，烘干烘透后才能使用。

（2）压勺、搅拌勺、浇包等熔炼工具使用前必须除尽残余金属及氧化皮等污物，经过200-300度预热后涂刷防护涂料，涂刷后烘干待用。

3、熔炼温度的控制
合金液快速升至较高的温度（705度左右），进行合理的搅拌，以促进所有合金元素的溶解，确认所有元素全部溶解后，进行精炼除气，扒除浮渣后将至浇注温度。

（因铝溶液的温度难以用肉眼来判断的，所以必须用测温仪表控制温度，测温仪表应定期校准和维修；热电偶套管应周期的用金属刷刷干净，涂以防护性涂料，以保证测温结果的准确性及延长使用寿命。

4、熔炼时间的控制
为了减少铝溶液的氧化、吸气，应尽量缩短铝溶液在炉内的停留时间，快速熔炼。

为加速熔炼过程，应首先加入中等块度、熔点较低的回炉料，以便在坩埚底部尽快形成熔池，然后再加出铝锭，使之能徐徐浸入逐渐扩大熔池，加速熔化；在炉料主要部分熔化后，再加入熔点较高、数量不多的合金元素，升温、搅拌以加速熔化，最后降温，压入易氧化的合金元素。

5、精炼处理
精炼处理温度控制在690—730度，精炼剂（充分预热）加入量铝液重的0.15—0.2%，用钟罩压入，处理时间为3—5分钟后静止5—10分钟，扒除浮渣进行浇注，浇注温度为700—740度。

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一、引言铝合金作为一种重要的轻金属材料，具有优良的物理性能、良好的耐腐蚀性和易于加工成型等特点，广泛应用于航空航天、交通运输、建筑、电子等行业。

随着我国经济的快速发展，铝合金的需求量逐年增加。

本文将详细介绍铝合金的生产工艺流程，以期为我国铝合金产业的发展提供参考。

二、原材料准备1. 铝土矿开采与加工铝土矿是生产铝合金的主要原料，主要分布在我国南方地区。

铝土矿开采后，需进行洗矿、磨矿、拜耳法等工艺处理，提取氧化铝。

2. 氧化铝加工氧化铝是生产铝合金的核心原料，经过脱硅、脱铁、脱钙等工艺处理，提高氧化铝的纯度。

加工后的氧化铝可作为生产铝合金的原材料。

3. 铝锭生产铝锭是铝合金生产的基础，通过熔融氧化铝、铝锭等原料，在电解槽中电解，生成纯铝锭。

铝锭生产主要采用霍尔-埃鲁法、拜耳法等工艺。

三、铝合金熔炼1. 熔融设备铝合金熔炼主要采用熔融炉，如电阻炉、电弧炉等。

熔融炉具有熔融速度快、温度可控、熔炼质量高等优点。

2. 熔炼工艺（1）配料：根据铝合金的成分要求，将铝锭、氧化铝、添加剂等原料按比例称量。

（2）熔融：将配料放入熔融炉中，通电加热至熔融状态。

（3）精炼：在熔融过程中，加入精炼剂，去除熔体中的杂质，提高铝合金的纯度。

（4）均化：将熔融的铝合金在炉内搅拌，使成分均匀。

四、铸造与轧制铝合金铸造是将熔融的铝合金倒入模具中，冷却凝固成铸锭。

铸造方法主要有金属型铸造、砂型铸造、连续铸造等。

2. 轧制铝合金轧制是将铸锭加热至适当温度，通过轧机进行轧制，得到不同规格的板材、带材、型材等。

轧制工艺主要有冷轧、热轧、冷拔、冷轧等。

五、表面处理1. 清洁处理铝合金表面处理前，需进行清洁处理，去除表面的油污、氧化皮等杂质。

2. 表面处理方法（1）阳极氧化：在铝合金表面形成一层氧化膜，提高其耐腐蚀性和耐磨性。

（2）电镀：在铝合金表面镀上一层金属或合金，如镀锌、镀镍、镀铬等，提高其耐腐蚀性和装饰性。

（3）涂装：在铝合金表面涂覆一层涂料，如粉末涂料、油性涂料等，提高其耐腐蚀性和装饰性。

铸造铝合金的典型熔炼工艺（一）ZL101合金的熔炼工艺1.熔炼前的准备工艺1）清炉和洗炉（电阻炉或中频感应炉）；2）预热熔炉（坩埚）及熔炼工具到200-300℃，然后喷（刷）T－3号涂料（见表3-9）；3）清理和预热炉料；4）准备好熔剂（1号熔剂和六氯乙烷）和变质剂（表3-8中的三原变质剂-1号或2号均可）等。

2.配料计算由于熔炼中Si和Mg的烧损很大，合金成分的含量变化大，故应按标准成分的上限计算配料。

3.装料次序及装料1）回炉料；2）铝硅中间合金或ZL102合金；3）铝锭。

4.熔化及精炼装完料后，升温熔化炉料，等炉料全熔后，除净熔渣，加入熔剂，当温度达到680℃时，用钟罩将预热到200-300℃的金属镁块或Al-Mg中间合金块压入熔池中心离坩埚底150mm深处，并缓慢回转和移动，时间为3-5min。

然后升温到730-750℃，用炉料总重量的0.7％-0.75％的六氯乙烷分2-3次用钟罩压入合金液内精炼合金液，总时间为10-15min，缓慢在炉内绕圈。

待精练剂反应完后，静置1-2min后，取试样作炉前分析。

如炉前分析发现合金成分不合格，则应马上进行调整成分的补加或冲淡工作。

5.变质处理当合金液的温度达到730-750℃时，用炉料总重量的1.5％-2.5%的三原变质剂作变质处理，总时间为15-18min。

6.浇注当温度达到760℃时，扒渣出炉，用坩埚或手抬式浇包盛取合金液，将合金液浇注铸型，同时浇注化学成分、机械性能等试样。

注：应根据各厂的具体情况选用精练剂和变质剂。

1.熔炼前的准备工艺1）清炉和洗炉；2）预热熔炉（坩埚）、工具到200-300℃；3）喷涂（刷）T－3号涂料（见表3-9）或其他涂料；4）清理、预热炉料；5）准备好熔剂变质剂等。

2.配料计算由于熔炼中Si的含量大，易烧损大，故配料计算时应取上限。

3.装料次序及装料1）回炉料；2）铝硅中间合金；3）铝锭。

4.熔化及精炼炉料装好后，升温熔化炉料，等炉料全熔后，除净熔渣，升温到700-720℃，用炉料总重量的0.3％-0.5％的六氯乙烷（或氯气等其他精炼剂）分3次用钟罩压入熔池中心下面精炼合金液，精炼总时间为10-15min。