❶ 铝合金的施工方法
修伤是铝合金模锻工艺中的重要一环。由于铝合金在高温下较软,粘性大,流动性差,容易粘模并产生各种表面缺陷(折叠、毛刺、裂纹等),在进行下一道工序前,必须打磨、修伤,将表面缺陷清除干净,否则在后续工序中缺陷将进一步扩大,甚至引起锻件报废。
修伤用的工具有风动砂轮机、风动小铣刀、电动小铣刀及扁铲等。修伤前先经腐蚀查清缺陷部位,修伤处要圆滑过渡,其宽度应为深度的5~10倍。 铝合金压力加工产品分为防锈(LF)、硬质(LY)、锻造(LD)、超硬(LC)、包覆(LB)、特殊(LT)及钎焊(LQ)等七类。常用铝合金材料的状态为退火(M焖火)、硬化(Y)、热轧(R)等三种。
压铸的特点
压力铸造简称压铸,是一种将熔融合金液倒入压室内,以高速充填钢制模具的型腔,并使合金液在压力下凝固而形成铸件的铸造方法。压铸区别于其它铸造方法的主要特点是高压和高速。
(1)金属液是在压力下填充型腔的,并在更高的压力下结晶凝固,常见的压力为15—100MPa。
(2)金属液以高速充填型腔,通常在10—50米/秒,有的还可超过80米/秒,(通过内浇口导入型腔的线速度—内浇口速度),因此金属液的充型时间极短,约0.01—0.2秒(须视铸件的大小而不同)内即可填满型腔。压铸机、压铸合金与压铸模具是压铸生产的三大要素,缺一不可。所谓压铸工艺就是将这三大要素有机地加以综合运用,使能稳定地有节奏地和高效地生产出外观、内在质量好的、尺寸符合图样或协议规定要求的合格铸件,甚至优质铸件。
压铸的流动性
流动性是指合金液体充填铸型的能力。流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件。在铝合金中共晶合金的流动性最好。
影响流动性的因素很多,主要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒,但外在的根本因素为浇注温度及浇注压力(俗称浇注压头)的高低。
实际生产中,在合金已确定的情况下,除了强化熔炼工艺(精炼与除渣)外,还必须改善铸型工艺性(砂模透气性、金属型模具排气及温度),并在不影响铸件质量的前提下提高浇注温度,保证合金的流动性。
铝材
铝和铝合金经加工成一定形状的材料统称铝材,包括板材、带材、箔材、管材、棒材、线材、型材等。 铝合金材料,强度高和质量轻。主要焊接工艺为钨极氩弧焊TIG、气体保护焊MIG、搅拌摩擦焊FSW、电阻点焊等。
铝合金焊接保护措施
1、焊前用化学+机械的方法清除工件坡口及周围部分和焊丝表面的氧化物,顺序是先化学清洗,后机械打磨;
2、焊接过程中要采用合格的保护气体进行保护;
3、在气焊时,采用熔剂,在焊接过程中不断用焊丝挑破熔池表面的氧化膜。
焊接难点
(1)极易氧化。在空气中,铝容易同氧化合,生成致密的三氧化二铝薄膜(厚度约0.1-0.2μm),熔点高(约2050℃),远远超过铝及铝合金的熔点(约600℃左右)。氧化铝的密度3.95-4.10g/cm3,约为铝的1.4倍,氧化铝薄膜的表面易吸附水分,焊接时,它阻碍基本金属的熔合,极易形成气孔、夹渣、未熔合等缺陷,引起焊缝性能下降。
(2)易产生气孔。铝和铝合金焊接时产生气孔的主要原因是氢,由于液态铝可溶解大量的氢,而固态铝几乎不溶解氢,因此当熔池温度快速冷却与凝固时,氢来不及逸出,容易在焊缝中聚集形成气孔。氢气孔难于完全避免,氢的来源很多,有电弧焊气氛中的氢,铝板、焊丝表面氧化膜吸附空气中的水分等。实践证明,即使氩气按GB/T4842标准要求,纯度达到99.99% 以上,但当水分含量达到20ppm时,也会出现大量的致密气孔,当空气相对湿度超过80%时,如果不采取加热等措施,焊缝就会明显出现气孔。同时,采用小电流慢速焊,加大焊缝冷却时间,并利用焊丝电弧进行熔池搅动,可以较好的帮助气体排出熔池。
(3)焊缝变形和形成裂纹倾向大。铝的线膨胀系数和结晶收缩率约比钢大两倍,易产生较大的焊接变形的内应力,对刚性较大的结构将促使热裂纹的产生。
(4)铝的导热系数大(纯铝0.538卡/Cm.s.℃)。约为钢的4倍,因此,焊接铝和铝合金时,比焊钢要消耗更多的热量。
(5)合金元素的蒸发的烧损。铝合金中含有低沸点的元素(如镁、锌、锰等),在高温电弧作用下,极易蒸发烧损,从而改变焊缝金属的化学成分,使焊缝性能下降。
(6)高温强度和塑性低。高温时铝的强度和塑性很低,破坏了焊缝金属的成形,有时还容易造成焊缝金属塌落和焊穿现象。
(7)无色彩变化。铝及铝合金从固态转为液态时,无明显的颜色变化,使操作者难以掌握加热温度。 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。炉料应贮存在温度变化不大、干燥的仓库内。
2、坩埚及熔炼工具的准备
(一)坩埚铸造铝合金常用铁坩埚,也可用铸钢及钢板焊接坩埚。
新坩埚及长期未用的旧坩埚,使用前均应吹砂,并加热到700--800度,保持2--4小时,以烧除附着在坩埚内壁的水分及可燃物质,待冷到300度以下时,仔细清理坩埚内壁,在温度不低于200度时喷涂料。
坩埚使用前应预热至暗红色(500--600度),并保温2小时以上。新坩埚外熔炼之前,最好先熔化一炉同牌号的回炉料。
(二)熔炼工具的准备
钟罩、压瓢、搅拌勺、浇包
锭模等使用前均应预热,并在150度---200度温度下涂以防护性涂料,并彻底烘干,烘干温度为200--400度,保温时间2小时以上,使用后应彻底清除表面上附着的氧化物、氟化物,(最好进行吹砂)。
3、熔炼温度的控制
熔炼温度过低,不利于合金元素的溶解及气体、夹杂物的排出,增加形成偏析、冷隔、欠铸的倾向,还会因冒口热量不足,使铸件得不到合理的补缩,有资料指出,所有铝合金的熔炼温度至少要达705度并应进行搅拌。熔炼温度过高不仅浪费能源,更严重的是因为温度愈高,吸氢愈多,晶粒亦愈粗大,铝的氧化愈严重,一些合金元素的烧损也愈严重,从而导致合金的机械性能的下降,铸造性能和机械加工性能恶化,变质处理的效果削弱,铸件的气密性降低。
生产实践证明,把合金液快速升温至较高的温度,进行合理的搅拌,以促进所有合金元素的溶解(特别是难熔金属元素),扒除浮渣后降至浇注温度,这样,偏析程度最小,熔解的氢亦少,有利于获得均匀致密、机械性能高的合金.因为铝熔体的温度是难以用肉眼来判断的,所以不论使用何种类型的熔化炉,都应该用测温仪表控制温度。测温仪表应定期校核和维修。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处长使用寿命。
4、熔炼时间的控制
为了减少铝熔体的氧化、吸气和铁的溶解,应尽量缩短铝熔体在炉内的停留时间,快速熔炼。从熔化开始至浇注完毕,砂型铸造不超过4小时,金属型铸造不超过6小时,压铸不超过8小时。
为加速熔炼过程,应首先加入中等块度、熔点较低的回炉料及铝硅中间合金,以便在坩埚底部尽快形成熔池,然后再加块度较大的回炉料及纯铝锭,使它们能徐徐浸入逐渐扩大的熔池,很快熔化。在炉料主要部分熔化后,再加熔点较高、数量不多的中间合金,升温、搅拌以加速熔化。最后降温,压入易氧化的合金元素,以减少损失。
5、熔体的转送和浇注
尽管固态氧化铝的密度近似于铝熔体的密度,在进入铝熔体内部后,经过足够长的时间才会沉至坩埚底陪。而铝熔体被氧化后形成的氧化铝膜,却仅与铝熔体接触的一面是致密的,与空气接触的一面疏松且有大量直径为60--100A的小孔,其表面积大,吸附性强,极易吸附在水汽,反有上浮的倾向。因此,在这种氧化膜与铝熔体的比重差小,将其混入熔体中,浮沉速度很慢,难以从熔体中排除,在铸件中形成气孔太夹杂。所以,转送铝熔体中关键是尽量减少熔融金属的搅拌,尽量减少熔体与空气的接触。
采用倾转式坩埚转注熔体时,为避免熔体与空气的混合,应将浇包尽量靠所炉咀,并倾斜放置,使熔体沿着浇包的侧壁下流,不致直接冲击包底,发生搅动、飞溅等。
采用正确合理的浇注方法,是获得优质铸件的重要条件之一。生产实践得,注意下列事项,对防止、减少铸件缺陷是很有效的。
(一)浇注前应仔细检查熔体出炉温度、浇包容量及其表面涂料层的干燥程度,其他工具的准备是否合乎要不。金属浇口杯在浇注前3--5分钟之内就在砂型上安放好,此时浇包怀的温度不高于150度,安置过早或温度过高,浇道内憋住大量气体,在浇注时有爆炸的危险。
(二)不能在有“过堂风”的场合下浇注,以及熔体强烈氧化,燃烧,使铸件产生氧化夹杂等缺陷。
(三)由坩埚内获取熔体时,应先用包底轻轻拨开熔体表面的氧化皮或熔剂层,缓慢地将浇包浸入熔体内,用浇包的宽口舀取熔体,然后平稳的提起浇包。
(四)端包时不要掌平,步子要稳,浇包不宜提得过高,浇包内金属液面必须保持平稳,不受拢动。
(五)即将浇注时,应扒净浇包的渣子,以免在浇注中将熔渣、氧化皮等带入铸型中。
(六)在浇注中,熔体流就保持平稳,不能中断,不能直冲口怀的底孔。浇口怀自始至终应充满,液面不得翻动,浇注速度要控制得当。通常,浇注开始度就稍慢些,使熔体充填平稳,然后速度稍快,并基本保持浇注速度不变。
(七)在浇注过程中,浇包咀与浇口的距离就尽可能靠近,以不超过50毫米为限,以免熔液过多地氧化。
(八)带堵塞的浇口怀,堵塞不能拨得太早,在熔体充满浇口怀后,再缓慢地斜向拨出,以免熔体在注入浇道时产生涡流。
(九)距坩埚底部60毫米以下的熔体不宜浇注铸件。
铝合金铸造(ZL)
按成分中铝以外的主要元素硅、铜、镁、锌分为四类,代号编码分别为100、200、300、400。
为了获得各种形状与规格的优质精密铸件,用于铸造的铝合金一般具有以下特性。
(1)有填充狭槽窄缝部分的良好流动性
(2)有比一般金属低的熔点,但能满足极大部分情况的要求
(3)导热性能好,熔融铝的热量能快速向铸模传递,铸造周期较短
(4)熔体中的氢气和其他有害气体可通过处理得到有效的控制
(5)铝合金铸造时,没有热脆开裂和撕裂的倾向
(6)化学稳定性好,抗蚀性能强
(7)不易产生表面缺陷,铸件表面有良好的表面光洁度和光泽,而且易于进行表面处理
(8)铸造铝合金的加工性能好,可用压模、硬模、生砂和干砂模、熔模石膏型铸造模进行铸造生产,也可用真空铸造、低压和高压铸造、挤压铸造、半固态铸造、离心铸造等方法成形,生产不同用途、不同品种规格、不同性能的各种铸件。
铸造铝合金在轿车上是得到了广泛应用,如发动机的缸盖、进气歧管、活塞、轮毂、转向助力器壳体等。 铝合金在生产过程中,容易出现缩孔、砂眼、气孔和夹渣等铸造缺陷。如何修复铝合金铸件气孔等缺陷呢?如果用电焊、氩焊等设备来修补,由于放热量大,容易产生热变形等副作用,无法满足补焊要求。
冷焊修复机是利用高频电火花瞬间放电、无热堆焊原理来修复铸件缺陷。由于冷焊热影响区域小,不会造成基材退火变形,不产生裂纹、没有硬点、硬化现象。而且熔接强度高,补材与基体同时熔化后的再凝固,结合牢固,可进行磨、铣、锉等加工,致密不脱落。冷焊修复机是修补铝合金气孔、砂眼等细小缺陷的理想方法。
❷ 土法熔化铝块怎样最快
小块回炉料先投在炉底既保护炉体,减轻大块炉料投料时对炉壁冲击,又由于回炉料熔点较低易熔化,对于后续熔化熔点较高的原材料时可以提高熔化效率,最后降温加Mg,降低减少烧损。国内某些车辆配套企业在对铝合金熔炼时就采用这种方式:先将熔化炉进行预热,到达预定温度后开始投料,先加小块回炉料垫底,然后加入大块铝锭,对于易烧损元素加入后直接压入铝液中熔化。
熔化是固体升温变成具有流动性的液体的过程,投料结束后,开始进行熔化。在熔炼过程中,要保证熔化快速均匀,且靠近火焰处的温度较高,达到1200℃以上,为了避免局部过热、温度过高,致使铝合金氧化严重对后期产品精炼带来不便,在熔化过程应进行搅拌,将未融化炉料扒入铝液中,使其基本全部浸入搅拌均匀,避免局部过热。对最后浸入的Mg等元素,火焰不能直接加热熔化,又因为铝液浸入了原材料,使得温度降低,保持Mg等元素在相对较低的温度下熔化,减少了烧损,同时提高了燃烧效率。铝合金在600℃左右开始熔化,升温到660℃全部熔化,控制熔炼温度不超过760℃。
当熔化温度超过770℃时,铝合金的氧化严重,熔炼过程的吸氢和夹渣增多,在浇铸凝固过程出现晶粒粗大,降低机械性能。为了减少铝合金在熔化过程的氧化,在熔炼过程加入0.4%~0.5%的覆盖剂,保护铝合金表面氧化膜不会被破坏,覆盖剂的种类与清渣剂化学成分差不多。
熔炼过程温度控制在720~760℃,待铝锭熔化部分后,加入熔点较高原材料如Si元素及Ti剂,Ti在合金中形成异质晶核,起到细化组织作用,将其压入铝液中熔化,减少烧损。铝锭基本熔化完全后加入易烧损元素Mg﹑Cu等类合金元素,不能加入太早,减少烧损,也不能太晚,影响扩散产生偏析,关闭炉门继续熔炼。
熔炼完全后,铝合金表面有很多浮渣,主要是Al2O3和其它氧化物夹渣,这些细小的夹渣比铝液重,但聚集结块后比重轻,漂浮在表面,需要进行清渣。清渣剂的用量按照0.2%~0.5%加入,均匀洒在铝液表面,并进行浅度均匀搅拌。把渣扒在炉门,关上炉门静置,一方面清渣剂有发热效果,可以熔化粘附在浮渣上面的铝液;另一方面可以有效使渣与铝液分开,有利于扒出铝渣,静置几分钟后平稳将炉门口铝渣扒出。铝合金熔炼是一个很复杂的过程,不同元素由于烧损程度不一致,在扒渣后将铝液转入转浇包之前,需取样进行理化分析,保证每种元素在合格范围内才能放水进入转浇包除气精炼,反之不合格则需进行适当调整。
❸ 再生铝熔炼过程中有一种叫烧渣现象,不知在行业中叫什么专业术语,烧渣的原理是什么。
废料熔化成液体后,浮渣从熔炉慎虚败中扒出,可以再提炼出渣当中的铝液,而烧渣就是因为废渣自身在高温宽颤中自燃,渣当中也含有镁等助燃成分,如果处理不及时,废誉雹渣会不断自燃升温而烧损氧化,把当中可再提炼的有用成分烧完,造成损失。
❹ 铝合金是如何生产的,需要什么主要仪器
6063铝合金棒生产流程
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http://www.ccal.cn 2007-3-9 15:58:09
(中国长城铝业公司研究设计院 河南 郑州 450041)
一.Al-Mg-Si系合金的基本特点:
6063铝合金的化学成份在GB/T5237-93标准中为0.2-0.6%的硅、0.45-0.9%的镁、铁的最高限量为0. 35%,其余杂质元素(Cu、Mn、Zr、Cr等)均小于0.1%。这个成份范围很宽,它还有很大选择余地。
6063铝合金是属铝-镁-硅系列可热处理强化型铝合金,在AL-Mg-Si组成的三元系中,没有三元化合物,只有两个二元化合物Mg2Si和Mg2Al3,以α(Al)-Mg2Si伪二元截面为分界,构成两个三元系,α(Al)-Mg2Si-(Si)和α(Al)-Mg2Si-Mg2Al3,如图一、田二所示:
在Al-Mg-Si系合金中,主要强化相是Mg2Si,合金在淬火时,固溶于基体中的Mg2Si越多,时效后的合金强度就越高,反之,则越低,如图2所示,在α(Al)-Mg2Si伪二元相图上,共晶温度为595℃,Mg2Si的最大溶解度是1.85%,在500℃时为1. 05%,由此可见,温度对Mg2Si在Al中的固溶度影响很大,淬火温度越高,时效后的强度越高,反之,淬火温度越低,时效后的强度就越低。有些铝型材厂生产的型材化学成份合格,强度却达不到要求,原因就是铝捧加热温度不够或外热内冷,造成型材淬火温度太低所致。
在Al-Mg-Si合金系列中,强化相Mg2Si的镁硅重量比为1.73,如果合金中有过剩的镁(即Mg:Si>1. 73),镁会降低Mg2Si在铝中的固溶度,从而降低Mg2Si在合金中的强化效果。如果合金中存在过剩的硅,即Mg:Si<1.73,则硅对Mg2Si在铝中的固溶度没有影响,由此可见,要得到较高强度的合金,必须Mg:Si<1.73。
二.合金成份的选择
1.合金元素含量的选择
6063合金成份有一个很宽的范围,具体成份除了要考虑机械性能、加工性能外,还要考虑表面处理性能,即型材如何进行表面处理和要得到什么样的表面。例如,要生产磨砂料,Mg/Si应小一些为好,一般选择在Mg/Si=1-1.3范围,这是因为有较多相对过剩的Si,有利于型材得到砂状表面;若生产光亮材、着色材和电泳涂漆材,Mg/Si在1.5-1.7范围为好,这是因为有较少过剩硅,型材抗蚀性好,容易得到光亮的表面。
另外,铝型材的挤压温度一般选在480℃左右,因此,合金元素镁硅总量应在1.0%左右,因为在500℃时,Mg2Si在铝中的固溶度只有1.05%,过高的合金元素含量会导致在淬火时Mg2Si不能全部溶入基体,有较多的末溶解Mg2Si相,这些Mg2Si相对合金的强度没有多少作用,反而会影响型材表面处理性能,给型材的氧化、着色(或涂漆)造成麻烦。
2.杂质元素的影响
①铁,铁是铝合金中的主要杂质元素,在6063合金中,国家标准中规定不大于0.35,如果生产中用一级工业铝锭,一般铁含量可控制在0.25以下,但如果为了降低生产成本,大量使用回收废铝或等外铝,铁就根容易超标。Fe在铝中的存在形态有两种,一种是针状(或称片状)结构的β相(Al9Fe2Si2),一种为粒状结构的α相(Al12Fe3Si),不同的相结构,对铝合金有不同的影响,片状结构的β相要比粒状结构α相破坏性大的多,β相可使铝型材表面粗糙、机械性能、抗蚀性能变差,氧化后的型材表面发青,光泽下降,着色后得不到纯正色调,因此,铁含量必须加以控制。
为了减少铁的有害影响可采取如下措施。
a)熔炼、铸造用所有工具在使用前涂涮涂料,尽可能减少铁溶人铝液。
b)细化晶粒,使铁相变细,变小,减少其有害作用。
c)加入适量的锶,使β相转变成α相,减少其有害作用。
d)对废杂料细心挑选,尽可能的减少铁丝、铁钉、铁屑等杂物进入熔铝炉造成铁含量升高。
②其它杂质元素
其它杂质元素在电解铝锭中都很少,远远低于国家标准,在使用回收废杂铝时就可能超过标准;在生产中,不但要控制每个元素不能超标,而且要控制杂质元素总量也不能超标,当单个元素含量不超标,但总量超标时,这些杂质元素同样对型材质量有很大影响。特别需要提出强调的是,实践证明,锌含量到0.05时(国标中不大于0.1)型材氧化后表面就出现白色斑点,因此锌含量要控制到0.05以下。
三.6063铝合金的熔炼
1.控制好熔炼温度
铝合金熔炼是生产优质铸棒的最重要工艺环节之一,若工艺控制不当,会在铸捧中产生夹渣、气孔,晶粒粗大,羽毛晶等多种铸造缺陷,因此必须严加控制。
6063铝合金的熔炼温度控制在750-760℃之间为佳,过低会增大夹渣的产生,过高会增大吸氢、氧化、氮化烧损。研究表明,铝液中氢气的溶解度在760℃以上急剧上升,当热减少吸氢的途径还有许多,如烘干溶炼炉和熔炼工具,防止使用熔剂受潮变质等。但熔炼温度是最敏感因素之一,过离的熔炼温度不但浪费能源,增加成本,而且是造成气孔,晶粒粗大,羽毛晶等缺陷的直接成因。
2.选用优良的熔剂和适当的精炼工艺
熔剂是铝合金熔炼中使用的重要辅助材料,目前市场上所售熔剂中主要成份为氯化物,氟化物,其中氯化物吸水性强,容易受潮,因此,熔剂的生产中必须烘干所用原料,彻底除去水份,包装要密封,运输、保管中要防止破损,还要注意生产日期,如保管日期过长,同样会发生吸潮现象,在6063铝合金的熔炼中,使用的除渣剂、精炼剂、覆盖剂等熔剂如果吸潮,都会使铝液产生不同程度的吸氢。
选择好的精炼剂,选择合适的精练工艺也是非常重要的,目前6063铝合金的精炼绝大多数采用喷粉精炼,这种精炼方法能使精炼剂与铝液充分接触,可使精炼剂发挥最大效能。虽然这个特点是显而易见的,但是精炼工艺也必须注意,否则得不到应有效果,喷粉精炼中所用氮气压力以小为好,能满足吹出粉剂为佳,精炼中如果使用的氮气不是高纯氯(99.99%N2),吹入铝液的氮气越多,氟气中的水份使铝液产生的氧化和吸氢越多。另外,氟气压力高,侣液产生的翻卷波浪大,增大产生氧化夹渣的可能性。如果精炼中使用的是高纯氮,精炼压力大,产生的气泡大,大气泡在铝液中的浮力大,气泡迅速上浮,在铝液中的停留时间短,除氢效果并不好,浪费氮气,增加成本。因此氮气应少用,精炼剂应多用,多用精炼剂只有好处,没有坏处。喷粉精炼的工艺要点是用尽可能少的气体,喷进铝液尽可能多的精炼剂。
3.晶粒细化
晶粒细化是铝合金熔铸中晕重要的工艺之一,也是解决气孔、晶粒粗大、光亮晶、羽毛晶、裂纹等铸造缺陷的最有效措施之一。在合金铸造中,均是非平衡结晶,所有的杂质元素(当然也包括合金元素)绝大部分集中分布在晶界,晶粒越小,晶界面积就越大,杂质元素(或合金元素)的均匀度就越高。对杂质元素而言,均匀度高,可减少它的有害作用,甚至将少量杂质元素的有害变为有益;对合金元素面言,均匀度高,可发挥合金元素更大的合金化艘能,达到充分利用资源的目的。
细化晶粒、增大晶界面积、增大元素均匀度的作用可通过下面的计算加以说明。
假设金属块1与2有同样的体积V,均由立方体晶粒构成,金属块1的晶粒边长为2a,2的边长为a,那么金属块1的晶界面积为:
金属块2的晶界面积为:
金属块2的晶界面积是金属块1的2倍。
由此可见合金晶粒直径减小一倍,晶界面积就要增大—倍,晶界单位面积上的杂质元素将减少一倍。
在6063铝合金的生产中,对磨砂料来说,由于要通过腐蚀使型材产生均匀砂面,那么合金元素及杂质元素的均匀分布就显得尤为重要。晶粒越细,合金元素(杂质元素)的分布越均匀,腐蚀后得到的砂面就越均匀。
四.6063铝合金的浇铸
1.选择合理的浇铸温度
合理的浇铸温度也是生产出优质铝棒的重要因素,温度过低,易产生夹渣、针孔等铸造缺陷。温度过高,易产生晶粒粗大、羽毛晶等铸造缺陷。
做了晶粒细化处理后的6063铝合金液,铸造温度可适当提高,一般可控制在720-740℃之间,这是因为:①铝液经晶粒细化处理后变粘,容易凝固结晶。②铝棒在铸造中结晶前沿有一个液固两相过度带,较高的铸造温度有较窄的过度带,过度带窄有利于结晶前沿排出的气体逸出,当然温度不可过高,过高的铸造温度会缩短晶粒细化剂的有效时间,使晶粒变得相对较大。
2.有条件时,充分预热,烘干流槽、分流盘等浇铸系统,防止水分与铝液反应造成吸氢。
3.铸造中,尽可能的避免铝液的紊流和翻卷,不要轻易用工具搅动流槽及分流盘中的铝液,让铝液在表面氧化膜的保护下平稳流人结晶器结晶,这是因为工具搅动铝液和液流翻卷都会使铝液表面氧化膜破裂,造成新的氧化,同时将氧化膜卷入铝液。经研究表明,氧化膜有极强的吸附能力,它含有2%的水份,当氧化膜卷入铝液后,氧化膜中的水份与铝液反应,造成吸氢和夹渣。
4.对铝液进行过滤,过滤是除去铝液中非金属夹渣最有效的方法,在6063铝合金的铸造中,一般用多层玻璃丝布过滤或陶瓷过滤板过滤,无论是采取何种过滤方法,为了保证铝液能正常的过滤,铝液在过滤前应除去表面浮渣,因为表面浮渣易堵塞过滤材料的过滤网孔,使过滤不能正常进行,除去铝液表面浮渣的最简单方法是在流槽中设置一挡渣板,使铝液在过滤前除去浮渣。
五.6063铝合金的均化处理
1.非平衡结晶
如图三所示,是由A、B两种元素构成的二元相图的一部分,成份为F的合金凝固结晶,当温度下降到T1时,固相平衡成份应为G,实际成份为G’,这是因为在铸造生产中,冷却凝固速度快,合金元素的扩散速度小于结晶速度,即固相成份不是按CD变化,而是按CD’变化,从而产生了晶粒内化学成份的不平衡现象,造成了非平衡结晶。
2.非平衡结晶产生的问题
铸造生产出的铝合金棒其内部组织存在两方面的问题:①晶粒间存在铸造应力;②非平衡结晶引起的晶粒内化学成份的不平衡。由于这两个问题的存在,会使挤压变得困难,同时,挤压出的产品在机械性能、表面处理性能方面都有所下降。因此,铝棒在挤压前必须进行均匀化处理,消除铸造应力和晶粒内化学成份不平衡。
3.均匀化处理
均匀化处理就是铝棒在高温(低于过烧温度)下通过保温,消除铸造应力和晶粒内化学成份不平衡的热处理。Al-Mg-Si系列的合金过烧温度应该是595℃,但由于杂质元素的存在,实际的6063铝合金不是三元系,而是一个多元系,因此,实际的过烧温度要比595℃低一些,6063铝合金的均匀化温度可选在530-550℃之间,温度高,可缩短保温时间,节约能源,提高炉子的生产率。
4.晶粒大小对均匀化处理的影响
由于固体原子之间的结合力很大,均匀化处理是在高温下合金元素从晶界(或边沿)扩散到晶内的过程,这个过程是很慢的。容易理解,粗大晶粒的均化时间要比细晶粒的均匀化时间长得多,因而晶粒越细,均匀化时间就越短。
5.均匀化处理的节能措施
均匀化处理需要在高温下通过较长时间保温,对能源需求大,处理成本高,因此,目前绝大多数型材厂对铝棒未进行均匀化处理。其最重要的原因就是均匀化处理需要较高成本所致。降低均匀化处理成本的主要措施有:
①细化晶粒
细化晶粒可有效的缩短保温时间,晶粒越细越好。
②加长铝棒加热炉,按均匀化和挤压温度分段控制,满足不同工艺要求。这一工艺主要好处是:
a)不增加均匀化处理炉。
b)充分利用铝捧均匀化后的热能,避免挤压时再次加热铝棒。
c)铝捧加热保温时间长,内外温度均匀,有利于挤压和随后的热处理。
综上所述,生产出优质6063铝合金铸棒,首先是根据生产的型材选择合理的成分,其次是严格控制熔炼温度、浇铸温度,做好晶粒细化处理、合金液的精炼、过滤等工艺措施,细心操作,避免氧化膜的破裂与卷入。最后,对铝棒进行均匀化处理,这样就可生产出优质铝棒,为生产优质型材提供一个可靠的物质基础。
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需要大型设备,不是一般人能涉足的.
❺ 铝合金熔炼用的精炼剂有哪些,分别有什么作用请各位帮忙,谢谢!
精炼剂的作用
用于精炼合金液,主要目的为去除液态金属液里面的气体,提升铝液压铸时候的致密度。
覆盖剂的作用
在液态金属液表面形成一层浮渣,避免与空气直接接触的氧化。
清渣剂的作用
去除液态金属液里面的浮渣。
❻ 熔炼工需要穿电工鞋吗
熔炼工不需要穿电工鞋。
熔炼工安全操作规程
一、 熔炼前的准备
1、所有要入炉的原材料,都必须无水分、泥砂、油污、带水的铝屑应烘干,加入外来废料时一定要确定,废料里没有水分和易燃易爆品。
2、加入锯屑和棒头时一定要分开,以免棒头和锯屑混杂夹杂水分引起爆炸。
3、检查风机、油枪、油路是否正常,炉出水口是否塞好。
4、装炉前应将炉底、炉壁清理干净,将炉渣扒出炉外。
5、准备好操作用的铁扒子和装炉用的叉车、吊机,灰车和铁扒子一定要保持干燥,并穿戴好劳保用品。
二、装炉
1、先将烘干的铝屑铺在炉底或放少量碎型材垫底,再投大块铝锭及废料。
2、装炉应尽量装满炉,所有的大块料都应一次性在开火熔炼之前装入炉内,推入中间或里头,注意不要堵塞烧火口、烟道口和炉门口。 三、倒铝液
1、当天车吊起铝液包时,其他工作人员必须离开安全通道,倒铝液时,其他工作人员一定要远离到安全位置。
2、倒铝液工作人员必须穿戴好劳保用品,佩戴好防护面罩,当铝液包停稳时,才可以打开包扣和包口,打开包口时操作人员应偏离包口,预防铝水过满洒落烫伤。
3、倒铝液时要把包口对准流槽口,包口和流槽口保持30cm左右,确定稳、准以后才可以转动包盘。
4、在铝液流动过程中,不准急速转动包盘,以免铝液飞溅,预防流槽口堵塞铝液洒落,引起烫伤。
5、铝液倒完以后,要等铝包停稳至合适高度,才可以回转包盘,以免天车在回拉铝包过程中碰伤。 四、熔炼
1、点火时将火种引到烧咀前面,打开回油阀,开启油泵和风机慢慢链蔽打开油枪阀,使炉内火焰呈短焰白亮光、无黑烟,将裤唤配炉门关上保持一定间隙,进入正常熔炼。
2、当表层金属熔化后,应将未熔化的大块铝推到里头高温区加速熔化。 3、当炉底金属全部熔化后常温到600-700℃停火加边角料并将其压沉到炉底,让铝液将其覆盖和熔化,直到成糊状时停止加废料,再开火升温到710℃-740℃进行精炼。 五、扒渣
1、停火后将铝液充分搅拌,用扒子推扒炉底,炉壁,此时金属中的渣和附于炉底、炉壁的渣将上浮。
2 、将浮渣扒到炉门口附近,撒上打渣剂按1/1500-1/2500的比例,并轻轻搓动浮渣,尽量使渣中的铝分离出来,此时浮渣将由团状变成粉末状,将其扒出炉外的锅中。 六、炒灰
1、在锅中渣用扒搓动使铝液与渣基本彻底分离,将表层的渣扒在指定地方,锅内的铝液待冷却后扒出,待下炉再入炉。 七、合金化
1、 取炉样送化验室进行分析。
2、 炉样分析结果出来后,立即计算合金元素的加入量并过磅,进行合金化操作。胡指
3、 在735℃-755℃先将硅种、加入熔体,充分搅拌,然后加镁锭,用扒子将镁锭压沉,不允许其浮出表面,以防烧损,直至镁完全熔化为止。再充分搅拌,并将铝水升温至730℃-750℃进行精炼。
八、精炼
1、准备好精炼罐及精炼剂、氮气等工具,并检查精炼管(无缝管)是否畅通;
2、当精炼剂投放完后,精炼管应继续通N2,以彻底清除管道中残留的精炼剂,然后将精炼管撤离铝液,再关闭N2。
3、精炼扒渣后,从熔体心部取样进行炉后分析,样品合格方可进入铸造。
❼ 铝合金铸造铝液如何精炼
铝温在700度左右开始精炼
不论你的精炼剂是块状还是粉状
,数量根据你的铝液多少决定
,前期准备好钟罩,刷过涂料并烘烤过,将精炼剂丢在铝液里,然后用钟罩下压精炼剂至离坩埚底部10公分,开始均匀搅动,一般有时是在铝液不冒泡时停止,有时是在15分钟后停止,取出钟罩,用撇渣勺取出铝液上面的浮渣,干净后均匀抛洒覆盖剂,静止15分钟后可以开始浇铸
❽ 怎么减少再生铝熔炼的灰渣
压铸厂反映铝合金锭含渣量高,你要注意几点:1.是否是你家的供货产缓迹品;2.你家供货产品是否为新近生产,是否长时间积压库存沾染灰尘或受潮氧化等;3.压铸厂是验收测渣含量,还是熔炼精炼后观察浮渣状况;如果是进厂检测,注意对方检测方法;如果熔炼后观察浮渣,要注意对方精炼工艺是否有变或是否科学;4.如果用户统一集中反映供货质量的某一问题,则很可能你家的产品确实出现质量问题,要注意逐步检查和改进。
铝合金锭含渣量高,主要与精炼工艺有关。精炼过程一般使用熔剂或气体通过浮游法达到除气除渣的目的,熔剂分类有除气型的、除渣型的和复合型的,效果均有不同;虽然除气伴随除渣,除渣也伴随除气,但不同工艺还有不同的效果,要根据你的铝熔体状况来具体分析。
精炼工艺除了精炼剂选择之外,要注意各项工艺参数,喷粉精炼为例,要注意精炼温度、惰性气体压力、精炼剂流量、精炼时间等(一般精炼剂供应商都有使用说明,但在使用中要根据自己情况来验证和优化);也要注意操作技巧,如扁口均匀出粉、死角循环等;还要重点关注载体气体的纯度,如氮气的含氧含水情况等,以免增加负效果。
精炼不在于多少次,而在于每一次都是否有效果。精炼后观察浮渣干净情况不能证明精炼效果,精炼效果要通过真空度检测、断口试验、k模检测或低倍检测等来验证。
除了炉内精炼之外,还可以通过炉外精炼来补充精炼效果,提高产品内部质量。炉外精炼有在线除气和在线过滤两大类,在线除气一般使用双气体或惰性气体在除气箱中来进行气体精炼;在线过滤有玻璃丝布、陶瓷过滤板及管式过滤等,效果以玻璃丝布最差,过滤板一般。
铸造铝合金锭一般都须交付铸造厂客户后进行重熔,所以很少有人在生产中使用在线除气,但为了提高下游用户对质量的苛刻要求,现在一般厂家都增加在线陶瓷板过滤(根据自己需要选择合适的规格如厚度、目数等)。炉外精炼是对炉内精炼的强化和补充,会大幅度提高产品内部质量,降低渣和气的含量,但炉内精炼是基芦哪绝础,必须重视炉内精炼效果。
工作环境比较潮,空气湿度大,会影响铝熔体吸潮,增加熔体含气量,增加精炼成本。
产品下线后,应及时交付用户,长时间积压库存会增加沾染灰尘程度,或表面氧化腐蚀(陪姿与成分也有关系,空气湿潮会加剧),这也会造成重熔后浮渣增加。
个人经验,仅供参考
❾ 铸铝工艺流程是什么
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。
二、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昌灶汇集起来时,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判迅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。
B、加铜、加锌
当炉料熔化一部分后,即可向液体中均匀加入锌锭或铜板,以熔池中的熔体刚好能淹没住锌锭和铜板为宜。
这时应强调的是,铜板的熔点为1083℃,在铝合金熔炼温度范围内,铜是溶解在铝合金熔体中。因此,铜板如果加得过早,熔体未能将其盖住,这样将增加铜板的烧损;反之如果加得过晚,铜板来不及溶解和扩散,将延长熔化时间,影响合金的化学成分控制。
电炉熔炼时,应尽量避免更换电阻丝带,以防脏物落入熔体中,污染金属。
C、搅动熔体
熔化过程中应注意防止熔体过热,特别是天然气炉(或煤气炉)熔炼时炉膛温度高达1200℃,在这样高的温度下容易产生局部过热。为此当炉料熔化之后,应适当搅动熔体,以使熔池里各处温度均匀一致,同时也利于加速熔化。
三、扒渣与搅拌
当炉料在熔池里已充分熔化,并且熔体温度达到熔炼温度时,即可扒除熔体表面漂浮的大量氧化渣。
A、扒渣
扒渣前应先向熔体上均匀撒入粉状熔剂,以使渣与金属分离,有利于扒渣,可以少带出金属。扒渣要求平稳,防止渣卷入熔体内。扒渣要彻底,因浮渣的存在会增加熔体的含气量,并弄脏金属。
B、加镁加铍
扒渣后便可向熔体内加入镁锭,同时要用2号粉状熔剂进行覆盖,以防镁的烧损。为防止铍的中毒,在加铍操作时应戴好口罩。另外,加铍后扒也的渣滓应堆积在专门的堆放场地或作专门处理。
C、搅拌
在取样之前,调整化学成分之后,都应当及时进行搅拌。其目的在于使合金成分均匀分布和熔体内温度趋于一致。这看起来似乎是一种极其简单的操作,但是在工艺过程中是很重要的工序。因为,一些密度较大的合金元素容易沉底,另外合金元素的加入不可能绝对均匀,这就造成了熔体上下层之间,炉内各区域之间合金元素的分布不均匀。如果搅拌不彻底(没有保证足够长的时间和消灭死角),容易造成熔体化学成分不均匀。
搅拌应当平稳进行,不应激起太大的波浪,以防氧化膜卷入熔体中。
四、调整成分
在熔炼过程中,由于各种原因都可能会使合金成分发生改变,这种改变可能使熔体的真实成分与配料计算值发生较大的偏差。因而需在炉料熔化后,取样进行快速分析,以便根据分析结果是否需要调整成分。
A、取样
熔体经充分搅拌后,即应取样进行炉前快速分析,分析化学成分是否符合标准要求。取样时的炉内熔体温度应不低于耐冲扮熔炼温度中限。
快速分析试样的取样部位要有代表性,开然气炉(或煤气炉)在两个炉门中心部位各取一组试样,电炉在二分之一熔体的中心部位取两组试样。取样前试样勺要进行预热,对于高纯铝及铝合金,这了防止试样勺污染,取样应采用不锈钢试样勺并涂上涂料。
B、成分调整
当快速分析结果和合金成分要求不相符时,就应调整成分—冲淡或补料。
一、补料。快速分析结果低于合金化学成分要求时需要补料。为了使补料准确,应按下列原则进行计算:
1、先算量少者后算量多者;
2、先算杂质后算合金元素;
3、先算低成分的中间合金,后算高成分的中间合金;
4、最后算新金属
二、冲淡。
快速分析结果高于化学成分的国家标准、交货标准等的上限时就需冲淡。
在冲淡时高于化学成分标准的合金元素要冲至低于标准要求的该合金元素含量上限。
我国的铝加工厂根据历年来的生产实践,对于铝合金都制定了厂内标准,以便使这些合金获得良好的铸造性能和力学性能。为此,在冲淡时一般都冲至接近或低于该元素的厂内化学成分标准上限所需的化学成分。
C、调整成分时应注意的事项
1、试样用元代表性。试样无代表性是加为,某些元素密度较大,溶解扩散速度慢,或易于偏析分层。故取样前应充分搅拌,以均匀其成分,由于反射炉熔池表面温度高,炉底温度低,没有对流传热作用,取样前要多次搅拌,每次搅拌时间不得少于5min。
2、取样部位和操作方法要合理。由于反射炉熔池大而深,尽管取样前进行多次搅拌,熔池内各部位的成分仍然有一定的偏差,因此,试样应在熔池中部最深部位的二分之一处取出。
取样前应将试样模充分加热干燥,取样时操作方法正确,使试样符合要求,否则试样有气孔、夹渣或不符合要求,都会给快速分析带来一定的误差。
3、取样时温度要适当。某些密度大的元素,它的溶解扩散速度随着温度的升高而加快。如果取样前熔体温度较低,虽然经过多次搅拌,其溶解扩散速度仍然很慢,此时取出的试样仍然无代表性,因此取样前应控制熔体温度适当高些。
4、补料和冲淡时一般都用中间合金,熔点较高和较难熔化的新金属料,应予避免。
5、补料量和冲淡量在保证合金元素要求的前提下应越少越好。且冲淡时应考虑熔炼炉的容量和是否便于冲淡的有关操作。
6、如果在冲淡量较大的情况下,还应补入其它合金元素,应使这些合金元素的含量不低于相应的标准或要求。
五、精炼
工业生产的铝合金绝大多数在熔炼炉不再设气体精炼钢过程,而主要靠静置炉精炼和在线熔体净化处理,便有的铝加工厂仍还设有熔炼炉精炼,其目的是为了提高熔体的纯净度。这些精炼方法可分为两类:即气体精炼法和熔剂精炼法。
六、出炉
当熔体经过精炼处理,并扒出表面浮渣后,待温度合适时,即可将金属熔体输注到静置炉,以便准备铸造。
七、清炉
清炉就是将炉内残存的结渣彻底清出炉外。每当金属出炉后,都要进行一次清炉。当合金转换,普通制品连续生产5-15炉,特殊制品每生产一炉,一般就要进行大清炉。大清炉时,应先均匀向炉内撒入一层粉状熔剂,并将炉膛温度升至800℃以上,然后用三角铲将炉内各处残存的结渣彻底清除。
❿ 如何把易拉罐熔化
把废易拉罐在熔炼炉中混炼。
1、直接熔炼成粗铝锭:把废易拉罐在熔炼炉中混炼,最终得到一种类似于熟铝的金属锭,这种杂铝锭有时在市场上假冒纯铝锭,影响极坏。
2、用于冶炼某些牌号合金:一些比较规范的企业在熔炼铸造铝合金时,需要加入一些纯铝锭调整成分,但往往会增加合金的镁含量,此种办法对生产含镁较高的合金比较实用。
3、与其他废熟铝混炼,生产杂铝锭。
(10)铝合金浮渣怎么熔炼扩展阅读:
易拉罐熔化注意事项:
1、新坩埚在使用前,用户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、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。