铝熔体处理方法

论述铝合金的熔体处理1 前言铝及铝合金因其优异的性能被广泛应用于航天、航空、交通运输、建筑、包装、电子、印刷、装饰等众多国防和民用领域。

在金属材料中，铝合金的应用范围和用量仅次于铁，约占有色金属用量的1/3，随着铝及铝合金的大范围应用，对其性能要求也越来越高、越来越多样，而铝及铝合金的良好性能与其熔炼铸造是分不开的。

熔铸是铝加工的第一道工序，为后序的轧制、锻造、挤压等生产提供锭坯，铸锭质量的好坏直接与各种铝材的最终质量紧密相关，故要获得良好的构件，必须从熔体处理开始。

铝合金熔体净化处理是生产高质量的铝铸件的基本保证措施之一，也是提高铝合金综合性能的主要手段之一，对疏松、气孔、夹杂等的形成有重要影响，而且直接影响铝铸件的物理性能、机械性能以及使用性能。

2 熔体净化方法所谓净化处理就是就是采用各种措施使铝熔体中不希望存在的气体与固态物质降到所允许的范围以内，以确保材料的性能符合标准或某些特殊要求。

铝合金净化方法按其作用机理可分为吸附净化和非吸附净化两大基本类型。

2.1 吸附净化吸附净化主要是利用精炼剂的表面作用，当精炼剂（如各种气体、液体、固体精炼剂及过滤介质）在铝熔体中与氧化物夹杂或气体相接触时，杂质或气体被精炼剂吸附在其表面上，从而改变杂质的物理性质，随精炼剂一起被除去，以达到除气除杂的目的。

吸附净化的方法主要有：浮游法、熔剂法、过滤法等。

(1)浮游法浮游法也叫气体吹洗法，它是将气体通入到铝熔体内部，形成气泡，熔体中的氢在分压差的作用下扩散进这些气泡中，并随气泡的上浮而被排除，达到除气的目的。

浮游法主要包括惰性气体吹洗、活性气体吹洗混合气体吹洗以及氯盐净化等。

无毒精炼剂主要由硝酸盐等氧化剂和碳组成，在高温下反映生成氮气和二氧化碳都能起到精炼作用，由于其不产生刺激性气味的气体且精炼效果也好从而得到广泛应用。

(2)溶剂法熔剂法是在铝合金熔炼过程中，将熔剂加入到熔体内部，通过一系列物理化学作用，达到除气除杂的目的。

压铸铝锭熔炼技术中压铸铝锭工艺流程应注意压铸铝锭熔炼技术中压铸铝锭工艺流程应注意的重要事项000在生产过程中，对于不同的产品所要求的原铝化学成分不同，当进铝和配料过程完成后，对熔体进行充分的搅拌，使熔体内部化学成分均匀，再进行取样分析，如果中间取样分析结果表明熔体的化学成分不符合要求（如：Fe 含量较大，影响产品质量；Fe含量偏小，造成质量浪费），需按实际情况样进行相应的化学调整。

1．对重熔用铝锭配料，当保持炉内铝液中间分析不符合要求时，需进行配料调整。

如炉内铝液过多，Fe含量较大，经计算往炉内加入Fe含量小的铝液后容量超出保持炉容量时，须先放出第定数量的铝液，再往炉内加入Fe含量小的铝液进行调整，然后进行搅拌均匀，再进行中间取样分析，直至合格。

如果炉内Fe含量较小，为了不造成质量浪费，经计算可想炉内假如一定量的高铁大块铝。

2．对于连铸连轧生产所须的原铝，如Fe含量不符合要求时，其成分调整和重熔用铝锭成分调整一样。

当中间分析中Ti、V含量超出标准后，就需往炉内添加相应的BAI合金或其他添加剂，降低Ti、V含量，然后将铝液搅拌均匀。

3．对于合金生产所需原铝，经配料、搅拌均匀处理后，取中间分析，如分析表明哪种元素不符合要求，相应地对哪种元素进行调整，直至符合标准要求。

三、相关知识（一）熔体成分控制要求1，工业纯铝铸造在铸造工业纯铝锭时，工业纯铝锭没有形成冷裂纹的倾向，但当铁硅比例控制不当时，会产生各种形式的程度不同的热裂纹。

（1）重熔用铝锭铸造时，主要控制的是Fe、Si含量。

根据牌号规定，如果Fe、Si含量较高，可能会超标；Fe、Si含量较低，由会产生质量损失，造成浪费。

（2）在水平和垂直铸造生产中，当工业纯铝的品位较高，Si大于Fe 时，合金的热脆性比较大，产生热裂纹的倾向性也增大，故应当控制Fe大于Si，以降低铸锭的热裂纹倾向。

随着工业纯铝品位降低，要求Fe大于Si的亮变小。

当生产含Si量大于0。

铝合金熔体的熔剂精炼 Revised as of 23 November 2020铝合金熔体的熔剂精炼本文介绍了熔剂精炼在铝合金熔体净化过程中的作用，熔剂的分类和要求，常用熔剂的组成，适用范围及使用方法等。

在铝及铝合金熔炼过程中，氢及氧化夹杂是污染铝熔体的主要物质。

铝极易与氧生成A1202或次氧化铝(Al2O及A10)．同时也极易吸收气体（H）其含量占铝熔体中气体总量的70—90％，而铸造铝合金中的主要缺陷——气孔和夹渣，就是由于残留在合金中的气体和氧化物等固体颗粒造成的。

因此，要获得高质量的熔体，不仅要选择正确合理的熔炼工艺，而且熔体的精炼净化处理也是很重要的。

铝及铝合金熔体的精炼净化方法较多，主要有浮游法、熔剂精炼法、熔体过滤法、真空法和联合法。

本文介绍熔剂精炼法在铝合金熔炼中的应用。

1熔剂的作用熔盐熔剂广泛地用于原铝和再生铝的生产，以提高熔体质量和金属铝的回收率[]。

熔剂的作用有四个：其一，改变铝熔体对氧化物(氧化铝)的润湿性，使铝熔体易于与氧化物(氧化铝)分离，从而使氧化物(氧化铝)大部分进入熔剂中而减少了熔体中的氧化物的含量。

其二，熔剂能改变熔体表面氧化膜的状态。

这是因为它能使熔体表面上那层坚固致密的氧化膜破碎成为细小颗粒，因而有利于熔体中的氢从氧化膜层的颗粒空隙中透过逸出，进入大气中。

其三，熔剂层的存在，能隔绝大气中水蒸气与铝熔体的接触，使氢难以进入铝熔体中，同时能防止熔体氧化烧损。

其四，熔剂能吸附铝熔体中的氧化物，使熔体得以净化。

总之，熔剂精炼的除去夹杂物作用主要是通过与熔体中的氧化膜及非金属夹杂物发生吸附，溶解和化学作用来实现的。

2熔剂的分类和选择2．1熔剂的分类和要求铝合金熔炼中使用的熔剂种类很多，可分为覆盖剂(防止熔体氧化烧损及吸气的熔剂)和精炼剂(除气、除夹杂物的熔剂)两大类，不同的铝合金所用的覆盖剂和精炼剂不同。

但是，铝合金熔炼过程中使用的任何熔剂，必须符合下列条件[]。

铝合金熔炼工艺流程和操作工艺(一)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。

装料的原那么有：1、装炉料顺序应合理。

正确的装料要根据所参加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，那么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，二次或屡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，否那么容易引起短路。

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，金属外层外表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聚集起来时，其外表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，应适当向金属外表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。

∙铝合金熔体过滤净化技术∙发布时间:2010-1-25 14:13:43 来源：互联网文字【大中小】∙金属中的夹杂物、气体对材料的强度疲劳抗力、耐腐蚀性、应力腐蚀开裂性能等均有重大影响。

有效地控制熔体的氧化夹杂物，以提高铸棒的质量是铝业熔铸共同追求的目标。

目前,广泛采用过滤净化方法去除铝合金熔体中的夹杂物。

1.铝合金中夹杂物的形成铝合金中的夹杂物一部分直接来自废料，而大部分则是在熔炼和浇注过程中所形成的，主要是氧化物夹杂。

在铸造前的所有夹杂物称为一次氧化夹杂，根据尺寸大小可分为两类：一类是宏观组织中分布不均匀的大块夹杂物，它使合金组织不连续，降低铸件的致密性，成为腐蚀的根源和裂纹源，从而明显降低合金的强度和塑性；另一类是细小的弥散夹杂，这类夹杂物经过精炼也不能完全去除，它使熔体粘度增大，降低凝固时铝液的补缩能力。

二次氧化夹杂物主要是在浇注过程中形成的，在浇注时，铝液和空气接触，氧与铝作用形成氧化夹杂物。

铝合金在熔炼过程中与炉气中各种成分接触，生成AL2O3等化合物。

铝液中的Al2O3会增加铝合金熔体的氢含量，所以，铝液中的AL2O3含量对铝铸件中气孔的形成有很大的影响。

2.过滤净化方法泡沫陶瓷过滤技术出现于20世纪70年代,采用泡沫陶瓷过滤板是清除铝熔体中夹杂的最有效方法。

至于金属过滤网、纤维布过滤，只能除去铝合金熔体中的大块夹杂物，但对微米级以下的夹杂物无法去除，而且金属滤网还会污染铝合金。

采用泡沫陶瓷过滤板，能滤除细小夹杂物，显着提高铸件的力学性能和外观质量，是熔铸车间的首要选择。

3.过滤板的使用和选择泡沫陶瓷过滤板安装在炉口与分流盘之间的过滤箱里，过滤箱由“中耐五号”耐火材料制成，它能经过于多次激冷激热而不开裂，有着强度高、保温性能好等优点，是目前制作过滤箱、流槽等最好的材料。

过滤箱离分流盘越近越好，原因是这样能缩短铝液过滤后的流动距离而减少或避免氧化物的再次产生。

铝液从炉口流出经过过滤箱，再通过流槽流入分流盘。