【致远科技】铝合金熔炼过程有哪些技术要求？

更新时间：2025-05-28 14:29:38　作者：　来源：(内容与图片来源于网络，如有侵权请与我们联系，我们会在第一时间删除。)　点击：

1.铝合金熔炼过程的特性

(1)铝合金液的吸气

1)铝液中气体的来源。通常铝合金熔炼在大气中进行，铝液与空气和炉气中的N₂、O₂、H₂O、CO₂、CO、H₂等气体接触时会产生许多化学反应，其最终产物中大部分是Al₂O₃。Al₂O₃化学稳定性极高，是铝合金铸件中主要的氧化夹杂物。

在所有的炉气成分中，只有氢能大量溶解于铝液中。研究表明，存在于铝合金中的气体，氢气占85%以上，因而通常铝合金的“含气量”近似地用“含氢量”表示。一般炉气和空气中的含氢量都很少，铝液中的氢主要来源于铝液与炉气中水汽的反应。

由此可见，铝合金熔炼时切忌将吸附有水汽的冷炉料或冷的熔炼工具直接放入铝液中，以免生成大量氢气，瞬时引起铝液飞溅，甚至爆炸。同样，使用的熔剂、变质剂若保管不当，吸附的水分未经烘烤或烘烤不充分便加入到铝液中，也会增加铝液的吸气和氧化。

2)氢在铝中的溶解度。在0.1MPa气压下,氢在Al、Mg、Cu、Ni中的溶解度，不同温度下氢在铝中的溶解度见表2-7。氢在Al、Mg、Cu、Ni中的溶解度均随温度的升高而增加，但相比之下Al在熔炼过程中表现出较大的吸气倾向：当Al在固态时，氢的溶解度很小，当温度达到熔点时，氢的溶解度突然急剧增加，而且达到熔点时的液态所溶解的氢气要比熔点时的固态多18倍；此后氢气的溶解度随温度的继续升高而增加很快。显然，铝液在高温时吸收大量的氢气。若在凝固冷却过程中未能及时将多余的氢气排除，则将会导致铸件产生析出性气孔。

表2-7 不同温度下氢在铝中的溶解度

温度／℃	300	400	500	600	660(固)	660(液)	700	800
S/(cm³/100gAl)	0.001	0.005	0.012	0.026	0.036	0.69	0.92	1.67

(2)铝液的氧化由于铝的化学性质很活泼，通常在大气中长期放置或熔炼时产生氧化反应。

(3)铝液中的夹杂物生产中，常常因铝合金铸件出现硬质点使刀具磨损严重，甚至引起断裂；有的铸件因在重要部位出现针孔而报废；更为严重的是有的铸件经加工装机后在使用时突然出现裂纹。上述问题的出现在很大程度上与合金的熔炼和浇注过程中对铝液夹杂物的控制不当有直接的关系。

表2-8 不同形态氧化铝的特性

形态	密度 /(g/cm³)	晶型	VAI₂O₃/VAI	吸附水汽 /(×10⁻³g/cm³)	存在条件
Y	3.2	三角形	1.59	0.18	低温、短期静置
η	3.5	尖晶石型立方	1.42	0.1~0.27	在所有温度下,700~850℃最多
α	4.0	三角形	1.28	0.01	850℃以上的高温

1)夹杂物的种类。铝合金熔体中存在的夹杂物种类涉及面很广，但实际生产上，在铝合金铸件的夹杂物中，氧化薄膜占多数，此外还存在粒状、块状氧化铝(Al₂O₃)、氧化镁(MgO)和尖晶石(Al₂O₃·MgO) 等氧化物类夹杂。铸件有硬质点，大多数情况是铝液氧化形成上述氧化物类夹杂造成的。在合金熔化、搅拌、铝液处理、转包和浇注过程中，由于铝液的运动，每当形成新生的界面时就会形成氧化薄膜，特别在转包时更为明显，应采取措施防止形成氧化薄膜。铝液中的夹杂物，除上述氧化薄膜及其块状、粒状氧化物类夹杂外，还有碳化物类、硼化物类、卤化物类和金属间化合物夹杂。

2)氧化夹杂物的分类。一般根据氧化夹杂物形成的时间先后，通常将在浇注前已在铝液中存在的氧化夹杂称为一次氧化夹杂，它们在铸件中的分布没有规律。将在浇注或转包过程中形成的氧化夹杂称为二次氧化夹杂，它们大多分布在铸件壁的转角处或最后凝固的部位。

一次氧化夹杂按形态可分为以下两类：

①分布不均匀的大块夹杂物，它残留在铸件中，易引起渗漏或成为腐蚀源，降低力学性能。

②弥散状分布的夹杂物，平均尺寸在5mm以下的微细氧化物质点，大部分悬浮在铝液中，铸件凝固时可成为气泡的形核基底，促使铸件产生针孔，这类氧化夹杂精炼时较难彻底清除。

来源：网络

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