A356铸造铝合金生产工艺流程解析

A356铸造铝合金生产工艺流程 目录 第一章 概述 第一节 铝合金的定义、性质和用途 第二节 铝合金的分类及表示方法 第三节 A356合金的成分、组织和性能 第四节 A356合金的生产设备 第二章 A356合金的生产工艺 第一节 A356合金的生产工艺流程第二节熔炼 （1） 铝熔体的特点 （2） 铝熔体的精炼与净化 （3） 熔炼工艺参数对铸锭质量的影响 第三节 铸造 （1） 铸造方法的分类 （2） 铸造原理 （3） 铸造工艺参数对铸锭质量的影响 第四节 熔铸工艺 （1） 配料工艺 （2） 熔炼工艺 （3） 铸造工艺 （4） 取样工艺 第三章 A356合金常见缺陷及预防措施 第一节 化学成分 第二节 外观质量 第三节 低倍针孔度 （1） 针孔的定义与分类 （2） 针孔形成的原因 （3） 形成气孔的H2来源 （4） 预防针孔形成的工艺措施

第一章 概述 第一节 铝合金的定义、性质和用途 所谓铝合金就是在工业纯铝中加入适量的其他元素，使铝的本质得到该善，以满足工业上和人们生活中的各种需要。由于其比重小，比强度高，具有良好的综合性能，因此，被广泛用于航空工业、汽车制造业、动力仪表、工具及民用器皿制造等方面。 第二节 铝合金的分类及表示方法 铝合金可分为两大类：变形铝合金和铸造铝合金，变形铝合金要先铸成锭，用于压延或拉伸，如：管、棒和板等；铸造铝合金，用于铸造固定铸件，如：活塞、汽缸和支架等。 变形铝合金牌号的表示方法大致有两种： 1、国家标准 用第一个字母L表示工业纯铝或铝合金，（取铝的汉语拼音第一个字母）。 第二个字母表示铝合金类别，下面几个字母分别表示： G——工业高纯铝 F——防锈铝合金 Y——硬铝合金 C——超硬铝合金 D——锻造铝合金 T——特殊铝合金 字母后面的数字表示该类合金的序号。如LF3表示3号防锈铝合金；LD2表示2号锻造铝合金；LY12表示12号硬铝合金；LC4表示4号超硬铝合金；LT21表示21号特殊铝合金。 2、引用美国四位数铝合金牌号表示方法，作为国家标准第一位数字表示铝合金系列，如： 1XXX 表示纯铝 2XXX 表示AL－Cu系合金 3XXX 表示AL－Mn系合金 4XXX 表示AL－Si系合金 5XXX 表示AL－Mg系合金 6XXX 表示AL－Mg－Si系合金 7XXX 表示AL－Zn系合金 8XXX 表示AL和其它元素的合金 9XXX 表示尚未使用的系列 最后两位数字表示某种具体的铝合金或铝的纯度，第二位数字表示对原来的合金或杂质范围的修改。 铸造铝合金牌号的表示方法： 1、部颁标准 AL－Si ZLD101－111 AL－Cu ZLD202－203 AL－Mg ZLD302 AL－Zn ZLD401 2、A356.2是等效采用美国ASTMB179－96标准中合金锭牌号 A356.2等同于ZL101A 其中A表示优质合金锭 3、数字式系统牌号表示方法 3ｘｘC.ｘ 表示铝硅（加镁）铸造铝合金

其中： ３ 表示合金组别 01 表示顺序号 C 表示标识代号 .1 表示由于杂质含量的改进或优质合金的同一组别的不同合金 第三节 A356合金的成分、组织和性能 A356合金的化学成分如下： 牌号 Si Mg Fe Cu Mn Zn Ti 其它 A356.0 6.5－7.5 0.25－0.45 0.20 0.20 0.10 0.10 0.20 0.15 A356.1 6.5－7.5 0.30－0.45 0.15 0.20 0.10 0.10 0.20 0.15 A356.2 6.5－7.5 0.30－0.45 0.12 0.10 0.05 0.05 0.20 0.15 A356合金具有良好的铸造性能和抗蚀性能，采用加锶变质后铸态强度可达到150Mpa以上，硬度HB50以上，延伸率在5%以上。主要用来制作汽车轮毂；同时，本产品还广泛应用于电器、建筑、航空航天、交通运输及生活用品、包装材料等行业。 A356合金中各种化学元素及其作用 Si 使铝的流动性增加，改善铸造性能，降低熔体的熔点。 Mg 生成Mg2Si能大大提高抗拉和屈服强度。 Fe 生成AL9Fe2Si2恶化机械性能。 Sr 提高铸件的强度和硬度，破坏氧化膜。 Ti 调整钦含量，细化晶粒起异质晶核的作用。 第四节 A356合金的生产设备 熔炼炉 熔化、精炼、保温、配料、熔化少量次品。 静置炉 精炼、保温、静置、成分调整。 电磁挽拌器 减轻工人的劳动强度，保证炉内熔体的均匀性，有效防止偏析。 连续铸造生产线 用于生产普通铝锭或铝合金锭。 桥式起重机 用来吊运抬包和其它重物。 过滤箱 过滤净化铝液。 精炼罐 用来装精炼剂精炼用。

第二章 A356的生产工艺 第一节 A356合金的生产工艺流程 烤硅（回炉料）－原铝－除渣－细化－加镁－一次 精炼－搅拌－扒渣－炉前分析－成分调整－静置－二次 精炼（变质）－搅拌－扒渣－覆盖－二次静置－过滤－铸造（取样）－堆垛－打捆－验斤－入库 第二节 熔炼 熔炼是为了获得温度、化学成分和纯净度都符合要求，以便铸成不同形状和尺寸的铸锭熔体。铝合金的熔炼是铝合金加工过程的首道工序，也是至关重要的环节。要生产具有一定的物理、化学和机械性能的优质产品，除需先进的加工工艺外，首先必须提高铝合金熔体与铸锭的冶金质量，如严格保证合金的化学成分、减少气体和非金属夹杂、获得均一细小的等轴晶粒以及其它缺陷的消除等，这些冶金质量的控制完全取决于合金的熔炼工艺。因为熔炼工艺的不当往往产生后序加工工艺所无法消除的缺陷，直接影响到产品质量。同时，随着现代科学技术的不断进步，对材料的组织性能要求越来越苛刻，这对熔炼工艺提出了更高的要求。如杲没有先进科学的熔炼工艺，就不可能生产出高质量的合金材料。 用原铝直接配制A356.2铝合金，避免了二次重熔烧损，有利于节能减排。 招炫体的特点： 电解铝液的基本特性：（1）温度高（2）夹杂多（3）气体含量高，主要是H和少量的CO、C02、和N2，H的含量在金属中随着温度的升高而增大。精炼净化的目的就是清除或尽量降低这些夹杂和气体，提高金属的净化程度。精炼包括除气和除法两方面。 铝液净化的方法常用的有熔剂净化法和气体净化法两种。 铝熔体的精炼和净化 铝合金炫炼过程中，除极易与氧生成AU03外，同时也极易吸收气体【丨丨】，而且AL203含量越高，【H】的含量也越高。 1）氮气精炼法（分压差脱气原理） 利用气体分压对其溶解度影响的原理，控制体系中氢的分压，造成熔体中的气体与外界的气体存在很大的分压差，这样就产生较大的脱气驱动力，使氛很快排除。 2） 熔剂增炼法 熔剂增炼法的除渣作用主要是通过与熔体的氧化膜 及其它非金属夹杂物发生吸附、溶解和化学作用而实现的。 ①吸附作用：当熔剂进入铝液后便熔化，熔融状态下的熔剂与夹杂物接触时，在它们的接触面上，降低表面能并产生润湿与吸附。夹杂物进入熔剂后便较处理前有更大的上升（或下沉）能力，从而将夹杂物从熔体中分离出来。 一般是采用与夹杂物界面上的表面张力减小的NaCl+KCl混合物作熔剂。 ②溶解作用：熔剂中加入氯盐（冰晶石Na3ALF6），使熔剂具有溶解杂质物，特别是氧化铝的作用。 ③化学作用：通常是用氯化盐作熔剂，这些熔剂加入熔体后与铝发生下列置换反在： 3MeCl+Al－AlCh+3Me 生成的A1C13沸点是178－183°C，在炫体中呈蒸汽状态，溢出时将按精性气体原理与炫体作用而除气，被置换出来的元素将进入合金中；如该合金不含此元素时，将成为杂质？但有些被置换出来的元素对合金起细化晶粒作用，如TiAU等。 精炼原理 特效精炼剂是以三元熔剂为基本加入冰晶石等活性吸附剂和六氯乙烷等造气剂组成的。生产上采用电磁搅拌技术，用氮气为载体，热会使熔体中的很多可作为晶核的小质点熔化，因而容易产生粗大晶粒组织，增加铸锭裂纹的倾向性。 静置时间过长也会促使熔体含气量增加，并降低炉子生产率；当静置时间过长时，应再次进行精炼。 第三节铸造 铸造方法的分类将熔融的金属或合金浇入一定形状和尺寸的铸模内，冷却以获得铸健的方法，称为铸造。 铸造方法大致分为平模铸造和竖井铸造两大类，其机械性能检测结果如下： 产品类别 低倍针孔度 抗拉强度 硬度 延伸率 竖井生产A356 1级 228.8Mpa 67.9HB 13.2% 平模铸造A356 1级 158.7Mpa 51.3IIB 6.6%

第四节熔铸工艺 铸造原理 凝固是金属从液态转变为固态的过程，在一般情况下，固态金属是晶体（原子在三维空间作有规则的周期性重复排列的物质称为晶体），所以金属的凝固过程，通常也叫结晶过程。金属结晶时，不断在液体中形成一些微小的晶体，它们能成为核心逐渐长大，这种作为结晶核心的微小晶体，称为晶核。结晶就是不断形成晶核和晶核不断长大的过程。晶核越多，晶核长大越慢，则凝固后的晶体越小，反之晶粒粗大。生产中加入一些变质剂（如Al－Ti中间合金）就是增加晶核数，从而使铸锭组织细密。 用连续铸造法生产铝合金铸锭时，铸锭的结晶过程是从铸健表面向中心，由底部向上部逐渐扩展的。金属温度降至其熔点以下（即金属在过冷状态下），才具有结晶的动力，因此，铸造时必须进行冷却。 铸造工艺参数对铸健质量的影响 铸造工艺参数主要有铸造温度、铸造速度、冷却强度，其次是液位高度、铸造开始与结束条件等。 1） 铸造温度 铸造温度通常是指液体金属从保温炉通过转注工具注入分流盘的过程中有良好流动性所需要的温度。铸造温度低，炼体粘度增大，液体在在凝固时气体来不及上浮逸出液面，造成气孔、疏松，还可能产生夹渣及冷隔等铸疑质量缺陷；铸造温度最高不宜超过熔炼温度；提高铸造温度，使液穴变深通常使裂纹废品增多。科学规范铸造温度应指