鑄造鋁合金熔煉澆注操作規(guī)程

1、鑄造鋁合金熔煉、澆注操作規(guī)程1鋁合金的熔化1.1塔埸、錠模及熔煉工具的預(yù)備1.1.1石墨塔竭的預(yù)備：1.1.1 1.1.1根據(jù)熔化量的多少選用容量適當(dāng)?shù)脑鼋撸?.1.2 1.1.2新增期使用前，應(yīng)由室溫緩慢升溫至900c進(jìn)行焙燒，以去除增竭的水分并防止炸裂；1.1.3 1.1.3舊塔埸（注重同一個(gè)塔竭不能用于熔化不同牌號(hào)的合金）使用前應(yīng)檢查是否損壞，清除表面熔渣和其它臟物，裝料前預(yù)熱到250300C。1.1.4 鐵質(zhì)塔期一般采用球鐵塔埸，也可用鑄鋼（或鋼板焊接）堪埸。為提高增期使用壽命，其外表面可進(jìn)行液體滲鋁處理。1.1.5 塔埸、錠模及熔煉工具，使用前應(yīng)將殘余的金屬、氧化皮等雜物清除干凈。1

2、.1.6 新增期及有銹蝕污物的舊塔埸，使用前應(yīng)吹砂或用其它方法清除干凈，并加熱到700800C,保溫24小時(shí)，以除去日蝸吸附的水分及其它化學(xué)物質(zhì)。1.1.7 鋁鎂系合金的熔煉工具，使用前應(yīng)在光鹵石等溶劑中洗滌干凈。1.1.8 塔埸、錠模、熔煉工具使用前應(yīng)涂防護(hù)涂料。搪襯的保溫增期重復(fù)使用時(shí)，可不涂防護(hù)涂料。1.1.6.1涂料成分可按表1中的規(guī)定：表1增期和工具用涂料代號(hào)卜爾成分配比（重量百分比）%氧化鋅|滑石粉水玻璃水T03余料三號(hào)2530/35余量T04余料四號(hào)/203061.1.6.2涂料的配制：涂料成分中的所有固體組元，配制前應(yīng)磨碎，并經(jīng)過100140目過篩，然后混合均勻。使用時(shí)，先將水

3、玻璃倒入80100c的熱水中攪拌均勻，加入固體組元后再攪拌均勻，冷卻后備用。配好后的涂料停放時(shí)間一般不超過8小時(shí)。1.1.6.3將堪蝸、錠模、熔煉工具預(yù)熱到180250C,涂以防腐涂料。1.1.7用于保溫的碳素鋼板焊接塔塌，其內(nèi)表應(yīng)用耐火材料搪襯。耐火材料可按表2中的規(guī)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453520適量（另加）1.2原材料1.2.1配制鋁合金所用的金屬材料應(yīng)符合QB004原材料技術(shù)條件及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。1.2.2配制涂料、搪襯、精煉用劑所用的輔助材料也應(yīng)符合QB004中的規(guī)定。1.3中間合金的配制：鋁基中間合金的配制工藝及配料系數(shù)見表3及表4

4、:表3常用中間合金的配制工藝參數(shù)名稱代號(hào)成分/%原材料塊度/mm加入溫度/c澆注溫度/c鋁銅AlCu50含Cu：48-52電解銅100X100850950700750鋁鎰AlMn10含Mn：9-11金屬鎰10-159001000850900表4常用中間合金的配料系數(shù)序號(hào)合金代號(hào)各爐料的配制系數(shù)鋁錠鎰銅01AlCu50100/10002AlMn1010011.11/1.3.1鋁銅中間合金熔煉工藝：1.3.1.1將配制好的爐料充分預(yù)熱；1.3.1.2將1015%的鋁及全部銅裝爐，隨著銅的熔化，分批將剩余鋁錠加入熔爐，并充分?jǐn)嚢?，至全部熔化?.3.1.3在700c左右加入精煉劑（用量按各種精煉劑使

5、用要求配加，如使用AWJ-3精煉劑，加入量為0.50.8%）進(jìn)行除氣精煉處理，扒渣后澆錠（錠厚W25mm。1.3.2鋁鎰中間合金熔煉工藝：1.3.2.1將配制好的爐料充分預(yù)熱；1.3.2.2在石墨塔期內(nèi)將75%左右的鋁錠熔化，并過熱到9001000C;1.3.2.3分批加入鎰，每加入一批后，以石墨棒充分?jǐn)嚢?，待熔化后，加入下一批，最后加入余下的鋁；1.3.2.4熔化完后，在850c左右加入精煉劑（用量按要求進(jìn)行配加，如AWJ-3精煉劑加入量為0.50.8%）除氣精煉處理后靜置510分鐘澆錠。為防止鎰的偏析，澆錠前要充分?jǐn)嚢?，并?yīng)盡快澆注完畢（錠厚<25mm）o7 .4鋁合金的配制配制鋁合

6、金采用金屬錠、中間合金及回爐料，也可使用各種牌號(hào)的預(yù)制合金錠。7. 4.1裝料前必須去除爐料表面上的銹跡、泥砂等污物。8. 4.2回爐料分為三級(jí)：表5回爐料的分級(jí)、應(yīng)用及最大回用量級(jí)別分類熔煉前的預(yù)加工用途回用量不是因化分報(bào)清除油污、泥沙、雜質(zhì)及其它附屬物一級(jí)的，屬鑄的冒，廢鑄件金型件澆口可直接用作所有類別工作合金的回爐料<80%砂型鑄件的冒口。砂型除去鑄件夾的澆砂、道，雜用崩底部物,可考二的剩<慮噴可直接用做n、出類鑄件的合金的回爐料級(jí)料，70%砂處因化理，并補(bǔ)分報(bào)加所廢的需兀鑄素。件。濺分離屑、處三鑄件理，用于無(wú)氣密性要求，或化學(xué)成分范圍較寬的合<飛邊除去級(jí)金30%和碎雜

7、物小的及泥廢料沙注：(1)當(dāng)鑄件有非凡要求時(shí)(如針孔度等)，回爐料的用量應(yīng)酌情減少，如氣缸鑄件應(yīng)低于40%;(2)當(dāng)各級(jí)回爐料搭配使用時(shí)，回爐料的總量W80%其中，三級(jí)回爐料w10%二級(jí)回爐料W50%(3)回爐料應(yīng)按牌號(hào)分開堆放，成分不清的需經(jīng)重熔后分析成分方可用于配料。1.4.3爐料計(jì)算：1.4.3.1元素含量計(jì)算法，按表6舉例說明：表6爐料的計(jì)算程序?qū)嵗?一)舉例計(jì)算程序1.A.B.C.確定熔煉要求：合金牌號(hào)所需合金液重量所用爐料的成分1.以熔煉ZL104合金80kg為例(配料計(jì)算取技術(shù)要求的平均值)：Si:9%,Mg：0.27%,Mn：0.4%,Al：90.33%,雜質(zhì)Few0.6%Al

8、-Mn合金：Mn10%,Few0.3鎂錠：Mg99.8%;鋁錠：Al99.5%,Few0.3%回爐料：P=24kg,占總量的30%,成分為：Si9.2%,Mg0.27%,Mn0.4%,FeC0.4%2.確定元素的燒損量:E3.計(jì)算100kg爐料各元素的需要量Q:Q=a/(1-E)4.根據(jù)熔制合金的實(shí)際含量W,計(jì)算各元素的1 .各元素的燒損量按表9中選取，必要時(shí)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際加以調(diào)整。舉仞ESi:1%EMg:20%,EMn:0.8%,EAl:1.5%2 .100kg爐料中，各元素的需要量Q：QSi=9%X100/(1-1%)=9.09kgQMn=0.4%x100/(1-0.8%)=0.40kgQM

9、g=0.27%x100/(1-20%)=0.34kgQAl=90.33%X100/(1-1.5%)=91.7g4.熔制80kg合金實(shí)際所需元素量A:ASi=80/100XQSi=80/100X9.09=7.27需要量A=W/100<QAMg=80/100XQMg=80/100<0.34=0.27kgAMn=80/100XQMn=80/100X0.4=0.32AAl=80/100XQAl=80/100X91.7=73.375.計(jì)算回爐料中各種元素的含有量B5.BSi=24X9.2%=2.21BMg=24X0.27%=0.07kgBMn=24X0.4%=0.1kgBAl=24X90.1

10、6%=21.646.計(jì)算應(yīng)加的新元素含量C:C=A-B6.CSi=ASi-BSi=7.27-2.21=5.06kgCMg=AMg-BMg=0.27-0.07=0.20kgCMn=AMn-BMn=0.32-0.1=0.22kgCAl=AAl-BAl=73.37-21.64=51.73kg7.中間合金量D:D=C/F（F:元素含量），帶入的鋁量：MAl=D-C7.相應(yīng)于新加入的元素量所應(yīng)補(bǔ)加的中間合金量:D(Al-Mn)=CMn/10/100=0.22X100/10=2.2帶入的鋁:M(Al-Mn)=D-C=2.2-0.22=2.08kg1. .應(yīng)補(bǔ)加的純鋁GAl2. .計(jì)算爐料總重W1 GAl=

11、AAl-M(Al-Mn)+BAl=73.37-(2.08+21.64)=49.65kg2 W=GAl+(Al-Mn)+Si+Mg+P=49.65+2.2+5.06+0.20+24=81.11kg10.核算雜質(zhì)含量U（以鐵為例）10.U=GAlX0.3%+D(Al-Mn)kgX0.3%+PX0.4%=49.65X0.3%+2.2X0.3%+24X0.4%=0.25UFe=0.2380X100/100=0.3125%1.4.3.2爐料配比系數(shù)法：按表7舉說明:表7爐料的計(jì)算程序?qū)嵗?jì)算程序舉例1. .確定熔煉要求：A.合金牌號(hào)B.所需合金液重量C所用爐料成分2. .確定元素的燒損量E1.以熔煉ZL

12、104合金100kg為例（配料計(jì)算取技術(shù)條件規(guī)定的平均值）Si:8.5%,Mg：0.26%,Mn:0.4%,Al:90.84%回爐料P=100X50%=50kg,按合金成分計(jì)算2元素的燒損量按表9選取，必要時(shí)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際加以調(diào)整。計(jì)算確定為:ESi:1%,EMg：30%,EMn：1%,EAl:1.0%3.計(jì)算100kg爐料各元素的需要量A:A=a/(1-E)3.100kg爐料中，各元素的需要量A：ASi=8.5%X100/(1-1%)=8.58AMn=0.4%x100/(1-1%)=0.4kgAMg=0.26%X100/(1-30%)=0.37kgAAl=90.84%X100/(1-1.0%)

13、=91.754.計(jì)算回爐料中各元素的含有量B4.BSi=50X8.5%=4.25BMg=50X0.26%=0.13kgBMn=50X0.4%=0.2kgBAl=50X90.84%=45.426.中間合金加入量D及帶入的鋁M2. .應(yīng)加的純鋁量G3. .以加入鋁錠為準(zhǔn)，料的需要量NAl=100kg計(jì)算其它爐N1 G=CAl-M=46.3-1.8=44.5kg2 NSi=CSiXNAl/G=4.33X100-445=9.7NMg=CMgNAl/G=0.24X100-44.5=0.54N(Al-Mn尸CMnXNAl+G=2.0X100-44.5=4.5N回=PXNAl+G=50X100+44.5=1

14、125.應(yīng)補(bǔ)加的新元素量C5CSi=ASi-BSi=8.58-4.25=4.33kgCMn=AMn-BMn=0.4-0.2=0.20kgCMg=AMg-BMg=0.37-0.13=0.24kgCAl=AAl-BAl=91.75-45.42=46.3kg6.D(Al-Mn尸CMn/10%=0.20/10%=2.0kgM=D(Al-Mn)-CMn=2.0-0.20=1.80kg注：ZL107的計(jì)算程序與此相同，計(jì)算過程略。ZL104和ZL107的配料系數(shù)列于下表:表8常用鋁合金的爐料配制系數(shù)序號(hào)合金代號(hào)各種爐料的配制系數(shù)鋁錠工業(yè)硅鎂錠AlCu50AlMn10AlTi5A同牌號(hào)回爐料備注01ZL10

15、71008.122/一9.29/17002rZL1071009.4/10.95.12/178Fe>0.4%時(shí)03ZL1041009.740.7744.584/1680410500210014.8/8.2335.15/18805ZL11110011.31.634.013.156.36184注：上表中所列各種爐料必須符合QB004-2003原材料技術(shù)條件及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)規(guī)定,否則，不能使用本表系數(shù)。此外，實(shí)際配料時(shí)，應(yīng)逐一填寫配料原始記錄，以便復(fù)查核實(shí)。表9鋁合金熔煉時(shí)元素的燒損量70ft燒損量（電爐熔煉）燒損量（電爐熔煉）Al1.01.5Na23Si0.51Mn0.51Cu0.51Sn0.

16、51Mg23若純金屬加入可達(dá)到1530%Fe0.51Zn13若以純金屬加入則燒損可達(dá)1015Be0.51Ni0.51Ti121.4.4爐料加入先后原則：1.4.4.1當(dāng)用鋁錠和中間合金熔化時(shí)，首先裝入鋁錠，然后加入中間合金；1.4.4.2當(dāng)用預(yù)制合金錠進(jìn)行熔煉時(shí)，首先裝入預(yù)制合金錠，然后補(bǔ)加所需的鋁和中間合金；1.4.4.3當(dāng)爐料為回爐料和鋁錠組成時(shí)，首先加入爐料中最多的那一部分；1.4.4.4當(dāng)熔爐容量足以同時(shí)裝入幾種爐料時(shí)，則應(yīng)首先裝入熔點(diǎn)相近的成分；1.4.4.5輕易燒損和低熔點(diǎn)的爐料，如鎂和鋅，應(yīng)在最后加入；1.4.4.6在連續(xù)熔化時(shí)增期內(nèi)應(yīng)剩余一部分鋁液以加速下一爐的熔化；1.4.4

17、.7采用覆蓋劑時(shí)，應(yīng)在爐料開始熔化時(shí)就加入熔劑。1.4.5爐料全部熔化后，進(jìn)行攪拌使成分均勻，然后調(diào)溫到除氣工藝所需的溫度。1.1 .5合金的除氣或精煉處理1.1.1 5.1除氣劑預(yù)備：1.5.1.1使用六氯乙烷時(shí)，應(yīng)將其壓成圓餅（66X40比重1.8g/cm3）,每塊重約200g,存放干燥器內(nèi)備用。1.5.1.2使用六氯乙烷加載體時(shí)，載體材料（氟硅酸鈉或二氧化鈦）應(yīng)進(jìn)行脫水處理；氟硅酸鈉于200250c烘烤1224小時(shí)，二氧化鈦于300400c烘烤34小時(shí)，然后按表10中的比例混合后壓成圓餅放在干燥箱內(nèi)備用。1.5.2除氣處理：用鐘罩將除氣劑壓入距日期底100mm,沿日期直徑1/3處（距塔塌

18、壁）的圓周勻速移動(dòng)，為不使鋁液大量噴濺，除氣劑可分23次加入。除氣結(jié)束后靜置、除渣。1.5.3除氣效果檢驗(yàn)：分爐前和爐后檢驗(yàn)1.5.3.1爐前檢驗(yàn)：用勺取約半勺合金液，用干凈鐵片刮去表面氧化物和渣，露出鏡面樣液面，冷卻后如有氣泡析出，則除氣效果差，反之則效果好。1.5.3.2爐后檢驗(yàn)，試樣經(jīng)腐蝕后看到針孔的大小和多少。1.5.4除氣劑的工藝參數(shù)見表10:表中規(guī)定的精煉劑用量?jī)H作為計(jì)算每爐使用量的依據(jù)，不作為工藝參數(shù)控制。當(dāng)出現(xiàn)操作不當(dāng)造成額外損耗、爐料含雜質(zhì)（如渣、泥砂等）過多等原因，導(dǎo)致爐前檢驗(yàn)除氣效果差時(shí)，應(yīng)考慮增加使用量，直到爐前檢驗(yàn)合格為止。精煉溫度（精煉處理時(shí)鋁液的溫度）的選擇也應(yīng)根

19、據(jù)條件（如環(huán)境、設(shè)備因素等）的變化作隨機(jī)調(diào)整，以最終爐前檢驗(yàn)的效果來驗(yàn)證，應(yīng)作為工藝參數(shù)控制并予以記錄。表10常用精煉（除氣）工藝參數(shù)“煉劑合金代號(hào)精煉劑用量K%）精煉溫度（C）備注何乙烷ZL1010.50.7700730ZL1020.30.5690720ZL1040.50.7700740aZL1050.50.7700730ZL4010.50.8700730六氯乙烷75%氟硅酸鈉25%ZL1010.50.8700730ZL1050.30.5700730六氯乙烷50%氟硅酸鈉50%ZL1040.50.7690720ZL1050.40.6700730六氯乙烷65%二氧化鈦35%Al-Cu系合金0.

20、50.7700730光鹵石60%氟化鈣40%Al-Mg系合金24660680含Be、Ti的合金“:鹵后或鋼熔劑55Al-Mg系合金12660680不含Be、Ti的合金aAWJ-3k品精煉劑ZL1040.50.8690720ZL1070.50.8b700740ZL1110.50.87007301050020.50.8b700740注：除氣劑以六氯烷及六氯烷加載體的效果最好。當(dāng)采用其它精煉劑時(shí)，應(yīng)按其產(chǎn)品使用說明書要求進(jìn)行驗(yàn)證合格，出具操作工藝后，方可使用。2. .6合金的變質(zhì)和孕育處理：2.2 6.1變質(zhì)處理是為了細(xì)化鋁硅合金中的共晶硅，孕育處理是為了細(xì)化鋁合金中的初生相。1.6.2常用鈉鹽變質(zhì)

21、劑按表11的成分要求混合均勻，裝入料盤攤平，厚度不超過50mm,于300400c烘烤35小時(shí)，然后破碎。3040目過篩，放入干燥器內(nèi)備用。1.6.3變質(zhì)劑的預(yù)備、用量、處理時(shí)間等作為操作處理時(shí)的參考，以最終爐前檢驗(yàn)的效果來合理選擇，不作為工藝參數(shù)控制和記錄，精煉劑的處理溫度和效果應(yīng)予以驗(yàn)證和記錄。表11常用變質(zhì)劑使用工藝參數(shù)序號(hào)01020304名稱鈉基鈦、硼、錯(cuò)稀土三元變質(zhì)劑四元變質(zhì)劑笠質(zhì)孕育劑金屬成分（）氟化鈉25氯化鈉63氯化鉀12氟化鈉30氯化50氯化鉀10冰晶石10氟錯(cuò)酸鉀氟硼酸鉀鈦鋁稀土中間合金用量（%）>152>230.50.60.150.20.20.4預(yù)執(zhí)溫度>

22、100-300c200±10C350450c時(shí)間>3h24h心理溫度700740cb700750cb730750c720740c處理時(shí)間液面停留>1015min>23min/壓入合金'卜5min'卜8min/卜理方法將預(yù)熱后的變質(zhì)劑均勻撒在合金液面上，覆蓋1015分鐘，打壞硬殼，使氣體排除并將變質(zhì)劑壓入合金液中至100150mm深，連續(xù)操作35分鐘后打渣。鈦以合金形式加入，氟錨酸鉀、氟硼酸鉀在除氣后均勻撒在合金液上，覆蓋23分鐘后壓入靜置58分鐘后打渣。于澆注前30分鐘加入合金攪拌均勻。1.6.3合金經(jīng)變質(zhì)后，調(diào)整到澆注溫度進(jìn)行澆注。1.7采用其它變

23、質(zhì)劑時(shí)，應(yīng)按其使用說明書要求進(jìn)行驗(yàn)證合格后方可使用。1.8常用鋁合金熔煉工藝舉例如下表：表12常用鋁合金熔煉工藝舉例合金M號(hào)容煉工藝要點(diǎn)備注ZL104，料順序：回爐料、鋁錠、鋁鎰合金、硅，熔化后攪拌均勻，680700C時(shí)將鎂壓入合金液。澆注溫度：700740cZL107X料順序：回爐料、鋁錠、鋁銅合金、硅，熔化后攪拌。澆注溫度：690740cZL111，料順序：回爐料、鋁錠、鋁銅、鋁鈦、鋁鎰合金、硅，熔化后攪拌，鎂在除氣精煉后680700c時(shí)力口入。澆注溫度:690720C,金屬型鑄造，可M、進(jìn)行變質(zhì)處理105002小料順序：鋁錠、鋁銅、鋁鎰合金、回爐料、硅，熔化后攪伴，使成分均勻澆注溫度：6

24、90740c2鋁合金的澆注2.1澆注前的預(yù)備工作：2.1.1工具的預(yù)備：所有工具應(yīng)經(jīng)過清理、預(yù)熱、涂料，使用前應(yīng)再次預(yù)熱。2.1.2檢查開模機(jī)構(gòu)各部分是否完好，各運(yùn)動(dòng)部分應(yīng)加油潤(rùn)滑。如導(dǎo)軌、導(dǎo)桿、螺桿、螺母、軸承等。保證開型、合型靈活。2.1.3金屬型的預(yù)熱：金屬型預(yù)熱前應(yīng)仔細(xì)清除原來的涂料，去除部位為型腔、鐵芯和分型面。澆冒口和冒口頸可不去除。2.1.3.1預(yù)熱時(shí)要不斷移動(dòng)噴槍，使型腔受熱均勻。嚴(yán)禁將噴槍擱置不動(dòng)，使局部嚴(yán)重過熱。2.1.3.2需要溫度高的地方，如冒口部位，要多加熱，使該部分溫度高于型腔溫度。2.1.3.3必要時(shí)，要預(yù)熱金屬型的背面，使金屬型變形小。2.1.4金屬型的涂料：2.1.4.1涂料成分配比：根據(jù)金屬型的特點(diǎn)，按表13選取涂料：表13金屬型涂料成分配比弋號(hào)名稱成分及配比（重量百分比）%適用范圍氧化鋅滑石粉石墨粉石棉粉水玻璃水T05涂料五號(hào)911/68余量中小型及表向要求光滑的鑄件。T06涂料六號(hào)/153/6大型或厚壁鑄件。T07涂料七號(hào)/22/4斜度小的型芯和厚壁鑄件。T08涂料八號(hào)1012/10121012澆冒口系統(tǒng)用。2.2.2 1.4.2涂料的配制：涂料中的所有固體組元，配制前應(yīng)磨碎，并經(jīng)過100140目過篩（經(jīng)檢合格，未成團(tuán)的組元可直接用于配制），然后混合均勻。使用