铝合金熔炼知识问答.docx

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1、1；影响再结晶晶粒大小的因素有那些?一般来说，随合金元素及杂质含量的增加，晶粒尺寸减小。因为不论合金元素溶于固溶体中，还是生成弥散相，均阻碍晶界迁移，有利于得到细晶粒组织。但某些合金，若固溶体成分不均 匀，则反而可能出现粗大组织。熔炼温度越高，再结晶完成时间 越短，在相同保温时间下，从而最终得到粗大的晶粒。2;什么是超轻铝合金？密度比一般铝合金低10%以上的铝合金叫超轻铝合金。 在铝中 添加2%-3%的Li （锂），密度可降低 10%,弹性模量可提高 2530%,因此AL-Li是典型的超轻铝合金。3;什么是软铝合金？抗拉强度v 294Mpa的合金称为软铝合金。一般有工业纯铝， 铝镒合金，（如3

2、003, 3004等）,铝硅合金4004, 4043等。4;什么是防暴铝合金？在相互摩擦，碰撞中不产生火花，能在易燃易暴的环境中使用，不会燃烧和爆炸的铝合金叫防暴铝合金，其主要元素有 Cu, Zn, Fe等高熔点元素，但必须控制 Mg, Li等活性元素，如 Mg 含量在0.05%以下。5;什么是再生铝合金?再生铝是由废旧铝和铝合金材料或含铝的废料，经重熔提炼 而得到的铝合金或铝金素，它是；铝的一个重要来源，目前再生 铝占铝年产量的1/3以上。再生铝的性能与原铝的性能相同。可 用再生铝锭重溶，精练和净化，经调整化学成分制成各种铸造铝 合金。6;铝合金熔炼的特点及典型的熔炼工艺流程；熔炼就是使金属

3、合金化的一种方法。他是采用加热的方法改 变金属的状态，使机体金属和合金化组元按要求的配比熔制成成 分均匀的熔体，弁使其满足内部纯净度，铸造温度和其他特定条 件的一种工艺过程。如果熔体先天不足，将给制品的使用带来先 天不足，因此熔炼是对压铸质量起支配作用的一道关键工序。7;铝合金熔炼的特点；铝非常活泼，很容易和氧气和水发生反应Al +O27Al 202A1+H2O -Al 203+H2 这些反应都是不可逆的，一经反映金属就不能还原， 这样就造成了金属的大量损失（及烧损）而且生成物进入熔体，将会污染熔体，造成铸 件内部缺陷。因此熔炼过程必须严加控制，炉料，熔炼时间，熔 炼温度。对于铝合金熔炼，熔体

4、在炉内停留时间要尽量缩短。因 为延长熔体停留时间，尤其在较高的熔炼温度下， 大量的非自发 品核复活，引起产品晶粒粗大，而且增加金属吸气，使熔体非金 属夹杂和含气量增加。凡是与金属有一定结合力的气体， 都能不同程度溶解于金属 中；而于金属没有结合力的气体，一般只能进行吸附，但不能溶 解。气体与金属之间的结合能力不同， 则气体在金属中的溶解度也不相同金属的吸气有三个过程，既吸附，扩散，和溶解。吸附有物理吸附和化学吸附两种。物理吸附是不稳定的，单靠物理吸附的气体是不稳定的。 然而当金属与气体有一定结合力 时，气体不仅能吸附在金属上，而且还会离解为原子，具吸附速 度随温度升高而增加， 达到一定温度时才

5、会变慢， 这就是化学吸 他。只有能离解为原子的化学吸附，才有可能进行扩散和溶解。由于金属不断的吸附和离解气体， 当气体表面某一气体的分 压达到大于该气体在金属内部的分压时，气体在分压差及与金属结合力的作用下，便开始向金属内部进行扩散，既溶于金属中。 其扩散速度与温度，压力有关。8;铝合金熔炼炉的炉气成分；在大气下熔炼铝合金的过程中，随着温度的升高，金属表面 与大气和炉气接触时，会发生一系列的物理和化学反应， 根据温. 度和炉气的不同，金属表面可能会发生气体的吸附和溶解，生成氧化物，氢化物，氮化物，碳化物，所以一般的铝合金熔炼，都 采用在一定的炉内气氛下进行。燃油炉燃气炉炉气成分对比;从上表中可

6、以看出熔炼炉内有大量的水蒸汽，其来源有两种，一是燃料中所含的水蒸气，二是炉料中的水，我们现有的情况是炉料中 存在大量的水，进入炉内后迅速蒸发，并于铝发生化学反映，生成 氧化铝和氢气，这也是炉内渣特别多的原因。9;影响熔炼炉中气体含量的因素有那些？；合金元素的影响；金属的吸气性事由金属与气体的结合能 力所决定的。金属与气体的结合力不同， 气体在金属中的溶解度 也不同。与气体有较大结合力的合金元素，会使合金的溶解度增加，溶解度越大产品越容易出现气孔和疏松。Cu Si Mn Zn均可降低铝合金的气体溶解度，而 Ti Zr Mg 则与此相反。；温度的影响；熔融金属的温度越高，金属和气体分子的热运动越来

7、越快，气体在金属内部的扩散速度也增加。因而，在一般情况下，气体在金属中的溶解度随温度升高而增加。；压力的影响；压力和温度是两个相关联的外界条件。 对于金属吸收气体的 能力而言，压力有很重要的影响。 随着压力的增大、气体溶解度 也增加。0;其他因素；由于金属表面有氧化膜存在， 而且很致密，他阻碍了气体向 金属内部扩散，使溶解速度大大的减慢，如果氧化膜遭到破坏， 就必然加速金属吸收气体。 所以在溶解过程中，任何破坏熔体表 面氧化摸的操作，都是不利的。d0；铝液中氢的溶解及影响量的因素？1；氢在铝熔体中的溶解过程；由于氢是结构比较简单的气 体，其原子和分子都很小，所以氢是一种极易溶解与金属中的气 体

8、，氢在熔融状态下的溶解过程；物理吸附一化学吸附一扩散-(H2) - 2H-2 (H+)氢与铝 不起化学反应，而是以原子状态存在于晶体点阵的间隙内， 因此在达到气体饱和溶解度之前，容体温度越高，则氢分子 离解速度越快，扩散速度就越快，铝液中含气量就越高。在 一定大气压下，温度越高氢在铝中的溶解度就越大，温度越 底，氢在铝中的溶解度就越低， 在固态时，氢几乎不容于铝， 还可以看由，由固态到液态时，氢在铝中的溶解度由现一个 突变现象，这种溶解度急剧变化的特点， 决定了铝在凝固时， 使氢原子从金属中析生成为氢分子，最后以蔬松，气孔的形 式存在与产品中，因此，也说明了铝及铝合金最容易吸收氢 而造成疏松，

9、气孔等现象。影响铝液中含氢量的因素；1;铝液温度和水蒸汽压力，铝和水蒸气反应时，铝液中氢的平衡含量随铝液温度炉气中水蒸气的提高而增加,2;合金成分；根据元素与水蒸气反映的激烈程度及元素对铝液表面氧 化膜的影响程度，可分为三种情况，一是含镁的合金，由于 镁比铝更活波，与水反映时，在溶体与气体界面上，造成的 氢分压力比铝与水气反映时，造成的原子氢分压力大许多， 所以促使含镁合金中的氢含量大大提高，而是仅含硅，铜， 锌的铝合金。他们与水蒸气反应的程度不如铝，但他们使溶 体表面的氧化膜的结构由致密Al 2O3膜变为比较不致密的尖晶石膜，而促进了铝与水蒸气的反应，使这些合金中的含 氢量比纯铝要高。三是添

10、加少量钺的铝合金，它能降低合金 与水蒸气的反应强度，并在静置时促进除气。3;铝液中氧化夹杂物的含量和性质；在铝液中存在两种氧化铝的同质异晶体a-Al 203和y-Al 203其中第一种对氢是惰性的，在不含氧化铝或仅有第一种的铝液 中，氢含量与氧化夹杂物无关。但当铝液中含有第二种时，由于 他吸附容体中溶解的氢， 使溶液和气相之间的平衡受到破坏， 氢 继续由气相进入溶液，被氧化铝所吸收，这个过程一直要持续到 气相-溶液-氧化物系统达到平衡为止， 在正常熔炼温度下，表面 形成的氧化膜基本上都是第二种，这种越多氢的含量就越多， 所以我们规定要进行除渣， 渣就是氧化铝，把渣除静了气体含量自 然就减少了。

11、4;熔炼时间; 在任何条件下，铝液都存在一个极限含氢量， 能否达到这个极限 含量，取决与溶液-水分-氧化铝系统达到平衡状态所需的时间， 所以，熔炼时间越长，铝液中的含气量也就越多。11；熔炼炉内铝合金与氧的作用？在生产条件下，无论采用何种熔炼炉熔炼铝合金， 铝直接与空 气接触，也就是和空气中的氧和氮接触， 而铝是一种比较活拨的 金属，他与氧接触后，就会生成氧化铝，4Al+30 2=2Al 203铝一经氧化，就变成了氧化渣（既所为的铝渣，铝灰）这个反应 是不可逆的，氧化铝是十分稳定的固态物质，如果混入铝液中， 再压到产品里，就成了氧化夹渣。由于铝与氧的亲和力很大， 所 以铝和氧的反应非常激烈。而

12、氧化铝的分子比较大，密度就大， 它就会浮在上面，形成一种致密的氧化膜， 这层膜能阻止氧原子 透过氧化膜向内扩散，因此就阻止了铝的进一步氧化， 所以在生 产中要尽量不去破坏这层膜。金属在其氧化膜的保护下，氧化率随时间增长而减慢，生产 实践表明，炉料的表面状态（大小）是影响氧化的一个重要因素， 在合金炉料一定时，氧化烧损主要取决与炉料的状态和操作方 法，例如在相同的条件下，熔炼铝合金时，用大块炉料时，烧损 为0.82%,碎料的烧损可高大30%,另外熔池表面越大，熔炼时间 越长，都会增加烧损.降低熔炼烧损主要从熔炼工艺考虑，一是在大气下熔炼易烧损合金时,尽量选用熔池表面积小的炉子.二是采用合理加料的

13、顺序，快速加料以及高温快速溶化.三是采用覆盖剂覆盖.12;熔炼炉内铝合金与氮的作用 ？氮是一种惰性气体元素，它在铝中的溶解度很小，几乎不溶与 铝，但也有人认为，在较高温度时，氮可能与铝结合生成氮化铝, 形成非金素夹渣，影响金素的纯净度.13;熔炼炉内铝合金与碳氢化合物的作用？任何形式的碳氢化合物在较高温度下,都会分解为碳，氢，其中氢溶于铝液中,而碳则以元素形式或以炭化物形式进入液态铝 中，弁于非金属夹扎物形式存在.14;熔炼炉内气氛中水的来源？1；空气中2;原材料3;炉料中4;我们主要是炉料中（加料 时可明显看到料车中有大量的水 ,被到入上料车中,所以必须改 变这种现象.15;配料的基本原则；

14、任务和程序；根据产品成分和加工技术条件的要求，在国家标准或有关标准所规定的化学成分范围内，确定合金的配比标准，炉料组成和配料比，弁计算出每炉的全部炉料量，进行炉料的过磅和准备的工艺过程叫配料。16;确定配料比的五项原则；1;成分原则；2 ;质量原则；3 ;工艺原则；4 ;经济原则；5 ;物料平衡原则;17;铝合金熔炼炉的装料原则;装料顺序应合理；正确的装料应根据所加入的炉料性质与状 态而定，而且还要考虑最快的融化速度， 最少的烧损以及准确的 化学成分控制。既；小快碎料装在最下面， 这样可以减少烧损，同时还可以 保护炉体免受大块料的直接冲击。铝锭和大块料装在中间。炉料应尽量一次入炉，多次加料会增

15、加非金属夹杂物以 及气体的含量。18;怎样对铝液进行保护？对铝液进行保护的方法有两种；一是在表面覆盖溶剂，使之 形成一层连续的覆盖层，另一种是保护性合金化， 既在合金中加 入能氧化的元素，在表面形成致密的具有保护作用的氧化膜。这两种方法的出发点都在于建立惰性表面，使气体和液面不作用， 或降低反应速度，从而其到保护作用。第一种方法适用与所有铝合金， 他不仅能防止铝液氧化和吸 氢，同时还具有排氢的作用。 这是因为覆盖剂的熔点都比滤液的 熔点低，密度都比熔体小，在液体表面能够形成一层连续的覆盖 膜，将熔体和气体隔开。再一般情况下，氧气和水蒸气不能或很 少能透过此覆盖层而于熔体进行反映，而溶解在熔体中

16、的氢原 子，因为其半径很小，则可以穿透覆盖层而益处。含镁教多的铝合金，其熔体表面的氧化膜是由疏松的氧化镁组成 的，不能阻止金属与气体的反映， 故在熔炼这些合金时， 除采用第一种方法保护外，还要采用保护性合金化的方法在合金中加入 550mg/kg的钺，防止合金在静止铸造过程中，及随后的热处理 和加热过程中氧化，在铝熔体中钺是表面活性物质，它对氧的亲和力比铝大，形成氧化钺，组成致密的尖晶石结构， 从而阻止了 再氧化，具到有效的保护作用。19;熔制Al-Si Al-Mn Al-Cu中间合金应注意的事项；(1);熔制Al-Si中间合金应注意的事项；熔制Al-Si中间合金时应注意的事项主要有两个，一是硅

17、 的密度小，浮在铝液表面，在不搅拌的情况下，溶解过程只发生 在硅块的下半部，表面层与铝液接触的地方，大块硅溶解速度慢，而小块硅又极易卷入铝液体表面的氧化渣中，因此延缓了溶解过程，降低了实收率，二是硅易氧化生成氧 化硅，不但增大了烧损，而且阻碍了 Al-Si原子间的扩散，使溶 解度降低，为了提高硅的实收率，加快硅的溶解速度，在操作上 应注意以下几个问题；1;加硅前应彻底清除铝液表面的氧化渣，以防止粉状或粒状的硅块卷入氧化中。2;加入硅的大小，以50-100mm为易，碎面状的要用纯铝板包起来。加硅时，温度控制在 1000度左右，弁按照碎块，小块， 大块的顺序加入。3;归在熔化过程中，应适当搅拌熔体。