畢業(yè)設計論文(理工類)-解小寶

1、（輸入章及標題）說明：畢業(yè)設計（論文）模版（理工類函授學生用）燕山大學 畢業(yè)設計（論文） A356鋁合金鑄造成型方法 學 院 燕山大學 年級專業(yè) 冶金工程 學生姓名 解小寶 指導教師 專業(yè)負責人 答辯日期 III燕山大學畢業(yè)設計（論文）任務書學院： 教研室： 學號學生姓名解小寶專 業(yè)班 級冶金工程課題題 目A356鋁合金鑄造成型方法來 源現(xiàn)場生產(chǎn)工藝監(jiān)督及現(xiàn)場缺陷分析主要內(nèi)容A356鋁合金冶煉各工藝的描述；鑄造成型中常見的缺陷現(xiàn)象描述，常見鑄造缺陷發(fā)生的原因，以及避免這些缺陷發(fā)生的防治措施。基本要求熟悉A356鋁合金冶煉各工藝的具體加工步驟，并結(jié)合鋁合金晶粒的結(jié)晶過程對成品鑄造生成的缺陷進行分

2、析，防護。參考資料1、潭新強等 新一代鋁合金晶粒細化劑Al-Ti-C.鑄造2000.72、馬宏聲 金屬及合金的熔煉與鑄錠 東北工學院1983年3、彭學任、吳欣風 輕合金加工技術1986年第9期p104洪偉 有色金屬連續(xù)鑄造設備 冶金工業(yè)出版社1987年p6-p167周 次14周58周912周1316周1718周應完成的內(nèi)容搜集關于鋁合金冶煉及鑄造的資料，并整理。對A356鋁合金現(xiàn)場生產(chǎn)工藝進行追蹤，并記錄數(shù)據(jù)。對現(xiàn)場記錄的數(shù)據(jù)進行整理。結(jié)合現(xiàn)場數(shù)據(jù)整理分析A356鋁合金所產(chǎn)生的缺陷進行分析，并得出結(jié)論結(jié)合數(shù)據(jù)分析結(jié)果以及結(jié)論編寫論文正文。指導教師：教研室審批：說明：如計算機輸入，表題黑體小三號

3、字，內(nèi)容五號字。本任務書一式三份，教務科、教師、學生各執(zhí)一份。關于A356鋁合金鑄造成型方法的論文摘 要在鑄造合金中，鑄造鋁合金的應用最為廣泛，是其他合金所無法比擬的.由于鋁合金各組元不同，從而表現(xiàn)出合金的物理、化學性能均有所不同，結(jié)晶過程也不盡相同通過在工廠的具體實習研究了A356鋁合金的工藝流程及其成型工藝,澆鑄設備,以及其在生產(chǎn)中出現(xiàn)的缺陷和缺陷的防止辦法.A356鋁合金的工藝流程:配料預熱裝爐熔煉（合金化）攪拌取樣轉(zhuǎn)爐噴粉除渣加入其他合金元素（合金化）調(diào)整溫度除氣精煉爐前取樣分析澆鑄爐后檢測包裝入庫關鍵詞鋁合金 澆鑄 成型工藝 鑄造方法29目 錄摘 要I第一章 緒論11.1 課題背景1

4、1.1.1汽車鋁合金鑄件的應用11.1.2 國內(nèi)外鋁合金熔鑄技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢2第二章原材料及爐料的配比42.1原材料純鋁42.2爐料的分類及配比原則62.2.1爐料的分類62.2.2爐料的裝爐的要求62.2.3爐料的配比原則7第三章 A356.2鑄造工藝73.1 A356.2鑄造工藝流程73.2工藝各流程控制點及操作說明7第四章鑄造工藝124.1鋁合金鑄模的分類12一 對金屬模的要求13二 鑄模的冷卻能力13三 水冷鑄模構(gòu)造134.2澆鑄方法的分類13一連續(xù)澆鑄13二豎式半連續(xù)鑄造14第五章A356鋁錠常見的鑄造缺陷及分析165.1熔渣165.2外來夾雜物175.3霉斑175.4裂紋185

5、.5冷隔185.6油污195.7澆不足195.8縮孔195.9飛邊205.10嗆孔205.11氣泡205.12縮松21結(jié) 論23參考文獻24附錄125附錄226致謝27關于A356鋁合金鑄造成型方法的論文第一章 緒論1.1 課題背景近年來，汽車工業(yè)大量應用鋁合金作為其產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)材料，以滿足自身發(fā)展的需要。20世紀80年代以來，在國際上，汽車結(jié)構(gòu)變化的主要方向是提高使用經(jīng)濟性，而降低燃油消耗、實現(xiàn)輕量化是現(xiàn)代汽車最顯著的特征。因為汽車輕量化的結(jié)果會緩和能源需求的緊張狀況，減輕環(huán)境污染，降低生產(chǎn)綜合費用。作為輕金屬，將逐漸增大在汽車工業(yè)方面的開發(fā)應用，完全符合汽車工業(yè)自身當前的發(fā)展趨勢。1.1.1

6、汽車鋁合金鑄件的應用國際上，用鋁合金代替鑄鐵制造汽車零件的歷史可以追溯到20世紀40年代。歐洲的汽車生產(chǎn)廠家，例如意大利菲亞特汽車公司研究出用鋁代替鑄鐵制造進氣歧管和氣缸蓋后，因其具有很多優(yōu)點而開始少量生產(chǎn)。同時，金屬型鑄造工藝用于汽車工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)點也逐步表現(xiàn)出來。50年代，澳大利亞引進了英國Alumasc公司的低壓鑄造技術，用于汽車鋁鑄件生產(chǎn)。聯(lián)邦德國Kartl Schrmiolt公司對低壓鑄造技術作了進一步改進，用于生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復雜的零件，包括戴姆勒-本茨汽車公司的鑲嵌鑄鐵襯套的鋁制動鼓。美國通用汽車公司在Massena鑄造廠大量生產(chǎn)Corvair Certainly轎車鋁鑄件如氣缸蓋、曲

7、軸箱、發(fā)動機后蓋及濾清器接頭。60年代以后，以汽車工業(yè)為產(chǎn)業(yè)支柱的工業(yè)國家，將電子、機械制造技術與汽車制造溶為一體，追求高效率的生產(chǎn)方式，因此壓鑄技術獲得了較大發(fā)展，壓鑄工藝成為汽車工業(yè)擴大輕金屬應用的主要生產(chǎn)手段之一。同時，也確立了現(xiàn)代汽車（其中主要是轎車）廣泛應用鋁鑄件來減輕自身質(zhì)量的基礎。總的說來，國際上鋁合金逐步應用于汽車工業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展歷程主要分為兩個階段：第一階段應用的產(chǎn)品是氣缸蓋、進氣管、活塞、離合器殼、變速器殼，以及鑲嵌鐵缸套的鋁氣缸體；第二階段開發(fā)應用的零件與車輛的安全性能有關，如盤式制動器座、懸臂架、制動鼓、萬向節(jié)叉以及汽車輪轂。在國內(nèi)，汽車用鋁鑄件始于20世紀3040年代，

8、主要是制造汽車備件，供當時為數(shù)不多的汽車使用，生產(chǎn)量小，生產(chǎn)條件以及工藝技術很差。在新中國成立以后，20世紀50年代我國建立了民族汽車工業(yè)（第一汽車制造廠）；7080年代汽車工業(yè)飛躍發(fā)展，生產(chǎn)制造汽車品種從載貨車、客車，并逐步發(fā)展到輕型汽車和轎車的制造，以生產(chǎn)轎車配套產(chǎn)品為主體，汽車用鋁鑄件的開發(fā)應用迅速發(fā)展起來。汽車制造業(yè)為了減輕車輛自身質(zhì)量，對鋁鑄件的需求不斷增長。在整個鋁鑄件總產(chǎn)量中，大約有60%-70%的鋁鑄件用于汽車制造，其主要用于以下兩個產(chǎn)品?？v觀國內(nèi)外，在汽車輪轂鋁合金材料使用方面，國外如美國以及西歐，均采用356合金（或A356合金），而國內(nèi)在引進國外的汽車輪轂鑄造技術以后，經(jīng)

9、過國產(chǎn)化，形成現(xiàn)今使用的ZL101A合金。在鑄造方法上，主要采用金屬型鑄造，以及金屬型低壓鑄造法，并且近年以來逐步開發(fā)生產(chǎn)帶泥芯的鑄造方法，即將輪轂幅條挖空，進一步減輕輪毅的質(zhì)量。在當前國內(nèi)外汽車產(chǎn)品應用鋁合金材料方面，按使用量計算，輪轂產(chǎn)品用鋁合金數(shù)量位居首位。由此可見，鋁合金輪轂在汽車產(chǎn)品應用鋁合金方面的重要意義。1.1.2 國內(nèi)外鋁合金熔鑄技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(1) 熔鑄設備近年來熔鑄設備的發(fā)展一直追求大型、節(jié)能、高效和自動化。在國外，大型頂開圓形爐和傾動式靜置爐得到廣泛應用，容量一般達3050噸，多的達100噸以上，熔鋁爐裝料完全實現(xiàn)機械化。鑄造機通常使用液壓鑄造機，大型液壓鑄造機可鑄

10、100噸/次以上，最大鑄錠重量達30噸。為了使熔化爐內(nèi)鋁熔體的化學成分更均勻，減少勞動強度等原因，發(fā)達國家通常都在爐底安裝電磁攪拌器。國內(nèi)在“七五”期間才研制成了“爐底平板式”電磁攪拌裝置，現(xiàn)在該技術在國內(nèi)應用不太多，只八五”期間才開始推廣次新技術項目。(2) 晶粒細化眾所周知，在鋁液中加入晶粒細化劑，可以明顯改善鑄錠的組織，晶粒細化的方法有多種，使用最廣泛的是二元合金，Al-Ti和三元合金Al-Ti-B，國內(nèi)產(chǎn)品主要有Al-4Ti、Al-5Ti-1B塊狀細化劑，在調(diào)整好鋁熔體 成分后加入。而國外多將細化劑做成棒狀，在鑄造流槽中加入，細化效果顯著提高，產(chǎn)品有Al-5Ti-1B、Al-5Ti-0

11、.2B、Al-3Ti-1B、Al-6Ti等，國內(nèi)很多廠家在生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品時，都使用進口的棒狀細化劑。近年來，細化劑的研究集中在降低使用成本和減少添加細化劑對熔體質(zhì)量的影響上，針對不同合金應采用不同的細化劑。另外，1996年美鋁研制出新的細化劑Al-Ti-C，先后應用在很多種系合金中，顯示了其優(yōu)點，而我國對Al-Ti-C的研究才剛剛起步。(3) 熔體凈化多年來，鋁合金制品對鑄錠的內(nèi)部質(zhì)量尤其是清潔度的要求不斷提高，而熔體凈化可分為爐內(nèi)處理和在先線凈化兩種方式。爐內(nèi)熔體處理主要有氣體精煉、溶劑精煉和噴粉精煉等方式。爐內(nèi)處理技術的發(fā)展較慢，國內(nèi)只有90年代中期出現(xiàn)的噴粉精煉相對較新，其除氣除渣效果較

12、氣體精煉和溶劑精煉好，但因精煉桿靠人工移動，精煉效果波動較大。國外先進的爐內(nèi)凈化處理采用了自動控制，較有代表性的有兩種，一種是從爐頂或爐墻向爐內(nèi)熔體中插入多根噴槍進行噴粉或氣體精煉，但由于該技術存在噴槍易碎和密封困難的缺點未廣泛應用。另一種是在爐底均勻安裝多個可更換的透氣塞，由計算機控制精煉氣流和精煉時間，該方法是比較有效的爐內(nèi)處理方法。爐內(nèi)處理對鋁合金熔體的凈化效果是有限的，要進一步提高熔體純潔度，尤其是進一步降低氫含量和去除非金屬夾渣物，必須采用高效的除氣和過濾在線凈化技術。(4) 鑄造技術半連續(xù)鑄造是世界上應用最普遍，歷史最悠久的鋁合金鑄造技術，50年代初我們從蘇聯(lián)引進了此技術。對于鋁合

13、金鑄造，除了到鑄錠成型的基本目的之外，各鋁加工企業(yè)和研究機構(gòu)，一直致力于提高鑄錠表面質(zhì)量，即使鑄錠表面盡可能平整光滑，減少或消除粗晶層偏析瘤等表面缺陷，減少鑄錠厚差及底部翹曲和腫脹等，使鑄錠在熱軋前盡可能少銑或不銑面，提高成材率。鑄造技術的新進展及有前景的技術有：脈沖水、加氣鑄造、電磁鑄造、氣滑鑄造、可調(diào)結(jié)晶器、低液位鑄造（LHC）、ASM新式扁頂結(jié)晶起等。多年來，我國鋁熔鑄工程技術人員不斷努力和創(chuàng)新，使鋁熔鑄技術取得了很大的進步和發(fā)展，對我國各種鋁材質(zhì)量的提高起了非常重要的作用。21世紀是知識經(jīng)濟時代，隨著我國加入WTO，鋁加工業(yè)同其他產(chǎn)業(yè)一樣，面臨更加激烈的全球競爭。為了生存和發(fā)展，鋁熔鑄

14、技術必須廣泛吸收國外先進技術，緊跟世界先進水平，開展科技攻關和技術創(chuàng)新，不斷提高熔鑄技術水平，為我們鋁加工業(yè)的發(fā)展作出應有的貢獻。 第二章原材料及爐料的配比2.1原材料純鋁鋁電解槽中生產(chǎn)出的原鋁，在質(zhì)量上相差較大。另外，還含有一些金屬雜質(zhì)，氣體和非金屬固態(tài)夾雜物。鋁錠鑄造的任務是提高低品位鋁液的利用率，并盡可能除去其中的雜質(zhì)。原鋁中的雜質(zhì)可分為以下三類：第一類是金屬元素，如鐵、硅、銅、鈣、鎂、鈦、釩、硼、鎳、鋅、鎵、錫、鉛、磷等，其中主要元素是鐵和硅；第二類是非金屑固態(tài)夾雜物，Al2O3，AlN和Al4C3；第三類是氣體，H2，CO2，CO，CH4，N2，其中主要的是H2。在660C下，100

15、g鋁液中大約溶解0.2cm3的氫氣。氣體在鋁液中的溶解度隨溫度升高而增加。從電解槽吸出的鋁液，都要經(jīng)過凈化處理，清除掉一部分雜質(zhì)，然后鑄成商品鋁錠(99.85A1)。 含99.996Al純鋁(鋁絲2mm，硬拔者)，電阻率為2.668108m。純鋁中如有雜質(zhì)元素，則電阻率增大。影響最大者為鉻、釩、錳、鋰、鈦。影響較小者為銦、鉛、鋅、鎘、錫、鈹、鐵。 用拜耳法從鋁土礦生產(chǎn)出的工業(yè)氧化鋁中，雜質(zhì)的含量相對于原料鋁土礦來說大為減少。除了從堿液中帶來的堿以外，雜質(zhì)元素的分析值總量通常少于l。其中主要雜質(zhì)是SiO2和Fe2O3。除了氧化鋁給電解槽帶來雜質(zhì)外，炭陽極和熔劑冰晶石也帶來不少雜質(zhì)。炭陽極帶來的雜

16、質(zhì)主要是鐵和硅，冰晶石也是這樣。 如果原料的雜質(zhì)元素全部析出在原鋁里，則所得鋁的品位只有997Al。然而，實際生產(chǎn)出來的鋁卻具有較高的品位998Al。這種差別主要是由于雜質(zhì)元素的蒸發(fā)造成的。鐵、鈦、磷、鋅和鎵從氧化鋁來的占多數(shù)，而硅和釩則從炭陽極來的占多數(shù)。從熔劑來的雜質(zhì)元素，以磷為多，約占磷總量的20，其余硅、鐵，鈦和釩都很少。 平衡表的支出，硅和鐵都超過了從原料帶來的數(shù)量，其中硅超過60左右，鐵超過37左右。電解槽的內(nèi)襯材料，例如高灰分的槽底炭塊和炭糊以及耐火材料，是這些雜質(zhì)元素的另一個重要來源。此外，由于操作工具和陰極鋼棒遭受侵蝕，使鐵也進入了平衡。其余幾種元素，收支接近平衡。 支出分配

17、在原鋁和廢氣中的雜質(zhì)元素量是不一樣的。蒸發(fā)量最大的是磷，占收入總量的72，釩占64.4，鐵占62.4，鈦占57.7，鎵占49.6，鋅占19.7。最小的是硅，僅占收入總量的13.3。之所以如此，原因是：硅和鋅在電解質(zhì)里以比較難蒸發(fā)甚至不蒸發(fā)的化合物形態(tài)存在，倒如SiO2，ZnO或ZnF2。硅和鋅明顯地積累在鋁液里。鋁液被硅和鋅污染的程度，主要是由物料平衡中供入的硅化合物和鋅化合物總量來決定的。在這種情形下，槽罩的收集效率無關緊要。鐵、鎵、鈦和鎳至少部分地以揮發(fā)性化合物的形態(tài)存在于體系中。這些化合物大概是在進入電解質(zhì)之后才生成的?？赡艿幕衔锸荈e(CO)5，Ni(CO)4，TiF3，TiF4和G

18、aF3等。如果槽罩的收集效率提高，則會在一定程度上影響鋁的質(zhì)量。釩和磷只以揮發(fā)性化合物形態(tài)存在。可能的化合物，首先是氟化物(VF3和PF3)和五氧化二磷(P2O5)。由于電解質(zhì)中磷含量升高會影響電流效率，而鋁中釩量增多則會減小鋁的導電性能，所以可以預料到提高槽罩的收集效率會對原鋁質(zhì)量以及最佳生產(chǎn)效果方面帶來損害。2.2爐料的分類及配比原則2.2.1爐料的分類配料的鋁合金的爐料分三大類:純金屬稱為新金屬;回爐的廢料或復化料;中間合金.1純金屬新料 鋁合金主要使用的純金屬主要是:純鋁以及純金屬的形式入爐的合金中的金屬元素純鋁裝爐有固體料和液體料兩種.多數(shù)鋁加工廠用原鋁錠裝爐,冶煉廠的鑄造車間電解槽

19、鋁水,一些大型的工廠采用大型爐集中熔化鋁.然后一液體料供應給各合金熔煉爐本廠是用電解鋁作為純金屬的鋁合金添加元素直接裝爐的純金屬有銅,鎂等.他們在裝爐之前多剪成碎快,以便于配料和加速其在鋁中的溶解2廢料:本廠廢料來源于熔鑄的工藝廢品及幾何廢料.此類廢料可根據(jù)本廠的實際情況分級分類使用,質(zhì)量好的大塊廢料可直接回爐配制成品合金;對質(zhì)量較差的碎屑需經(jīng)復化處理后才準限量的配制成品合金 廠外廢料,廠外廢料來源于用料工廠,長粉較混雜質(zhì)量較差,不宜直接使用,需經(jīng)復化處理并確定其成分后才使用 3中間合金: 一些熔點高的或在鋁中溶解速度慢的合金元素,多數(shù)預先制成中間合金加入,如,銅,鈦,錳,硅等中間合金應成分均

20、勻,易于破碎,雜質(zhì)少熔點應接近鋁的熔煉溫度。2.2.2爐料的裝爐的要求1爐料入爐前化學成分及雜質(zhì)含量應清楚2爐料應清潔,干燥,無灰塵,油污,腐化物及水分3裝爐方便;有利于機械化作業(yè),減少裝爐時間從而減少金屬損失及提高熔化效率2.2.3爐料的配比原則1在保證產(chǎn)品質(zhì)量和性能要求的前提下,選擇適當品位的純金屬.品位用高了提高成本,浪費了金屬材料;品位用低了達不到質(zhì)量要求2在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,根據(jù)制品用途和工藝要求,應充分利用廢料,降低新料用量;但要注意廢料循環(huán)使用所造成的雜質(zhì)含量的升高,因此廢料用量應有適當比例3盡量避免，完全使用新料或完全使用廢料,用電解鋁液最好摻入部分廢料及冷卻料4在保證產(chǎn)品

21、質(zhì)量前提下,根據(jù)工藝要求,應調(diào)整好爐料雜質(zhì)含量的比例。第三章 A356.2鑄造工藝3.1 A356.2鑄造工藝流程配料預熱裝爐熔煉（合金化）攪拌取樣轉(zhuǎn)爐噴粉除渣加入其他合金元素（合金化）調(diào)整溫度除氣精煉爐前取樣分析澆鑄爐后檢測包裝入庫3.2工藝各流程控制點及操作說明一、配料在配料時要看清下達的任務書，按照技術要求的各元素種類將現(xiàn)有的原材料按所需含量混合起來，在高溫爐和合金爐里熔化。在配料過程中要遵循原材料檢驗合格報告，原材料按工藝準確配比，原材料準確稱量。二、二預熱了除掉原材料中的殘余預熱主要是為水分鋁和水氣的反應低于250時,鋁和空氣中的水蒸汽接觸發(fā)生下列反應2AL+6H2O=2AL(OH)

22、3+3H2氫氧化鋁是一種白色的粉末,沒有防氧作用,且易吸潮在高于400的熔煉溫度下,鋁與水氣發(fā)生下列反應2AL+3H2O=AL2O3+6H生成的游離態(tài)H極易溶于鋁液中,此反應為鋁液吸氫的主要途徑高溫下氫氧化鋁在爐內(nèi)發(fā)生分解反應2AL(OH)3=AL2O3+3H2O此反產(chǎn)生的H2O又可以與鋁反應生成H進入鋁液.所以鋁錠長期露天啊存放是造成熔煉含氣量多的主要原因三裝爐熔鋁固體金屬在爐內(nèi)加熱熔化所需的能量要由熔煉爐的熱源所提供,由于采用能源的不同,其加熱的方式也不一樣.目前基本爐型仍是火焰爐.金屬熔化所需的理論總熱量比實際所消耗的的能量小的多鋁的熔點雖然低(660)但由于熔化潛熱(393056KJ/

23、kg)和比熱大(故態(tài)1.138KJ/(kg.0C)液態(tài)1.046)熔化1KG所需要的熱量要比銅大的多,而鋁的黑度(=0.2)僅是銅鐵的0.25因此鋁和鋁合金的火焰熔煉爐很難實現(xiàn)理想的熱效率四加硅熔硅在高溫爐中將純鋁和工業(yè)硅完全熔化。熔煉時間為熔鋁為4575min，熔硅為4575min ；熔煉溫度為780880，再此溫度范圍內(nèi)鋁和工業(yè)硅可以完全的熔化；原料融化程度要保證原材料全部融化。硅與鋁的原子結(jié)構(gòu)相同.同為面心立方體.熔化潛熱大,加入到鋁合金中提高合金的流動性.降低合金的收縮量,減少疏松,提高氣密性.同時加入鎂可以提高合金的強度. Si是A356合金的主要元素，微量Si的加入使w（Mg）0.

24、3鋁合金的流動性急劇下降，當w（Si）0.3，w（Mg）0.3時，其流動性為200 mm；當w（Si）1.5時為66.5 mm，降幅為66.75但隨著Si含量的繼續(xù)增加，合金流動性開始緩慢上升，當w（Si）11%，試驗中由于Si加入使流動性降低的現(xiàn)象明顯改善，流動性恢復到w（Si）=0時，即試驗開始時第一數(shù)據(jù)點的流動性水平。分析認為，微量Si的加入使Al 0.3Mg合金流動性急劇下降的原因在于，微量Si與Mg結(jié)合生成Mg2Si，由于后者含量甚微，大多以固溶形式存在于Al基體中23 。固溶物與基體存在晶體結(jié)構(gòu)和熱物理性能差異，Al的導熱系數(shù)為2.23 J(cms)，Mg2Si的導熱系數(shù)為2.92

25、 J（cms）7.6910-3J（cms），相差3個數(shù)量級，導致局部區(qū)域溫度場不均勻，使Al晶體生長過程中原子堆垛發(fā)生異常，形成高能量畸變點4-6，改變了初生相晶體生長的熱擴散和原子擴散環(huán)境，使合金凝固區(qū)間擴大，從而使流動性急劇下降。五攪拌取樣攪拌取樣的目的為測鈣，鈣為鑄造過程中的雜質(zhì)元素，在鑄造過程中影響合金液的流動性，攪拌時間為5 min，這樣以保證高溫爐內(nèi)的各部分元素均勻；取樣部位在爐中間部位，液面以下1525cm26，這樣所取部位能夠代表爐內(nèi)各部分的鈣含量的大小。用光譜分析測鈣，鈣含量符合產(chǎn)品要求為=5分鐘按照技術要求加入Mg和Ti等元素，以達到技術要求中元素的含量。在添加其他元素過程

26、中要注意1.添加數(shù)量和要求，完全按照技術要求和配料作業(yè)指導書進行投料；2.鋁液溫度為660690，此時可以保證加入的合金元素不被大量的氧化或燒損，以節(jié)省原料，減小成本，提高利潤；3.添加方式和順序：鍶中間合金、鎂錠。因為Mg比鍶的熔點低，為減小鎂的消耗，先加鍶后加入鎂加入鍶中間合金后迅速攪拌使之熔化。加入鎂錠后迅速攪起鋁液，將鎂錠覆蓋，然后反復將鎂錠壓入合金液，盡量不使鎂錠泛起鎂光，直至鎂錠完全溶解，攪拌58 min。九溫度調(diào)整當Ti含量低于0.15%時，將鋁液溫度調(diào)整到660690；當Ti含量在0.150.2%時，將鋁液溫度調(diào)整到690720，當含Ti量高于0.2%或生產(chǎn)喊銻合金時，將鋁液溫

27、度調(diào)到720750。十除氣精練控制點：1、鋁液溫度：710-720攝氏度 2、氬氣壓力：0.25-0.3MPa 3、除氣時間：針孔度=2級時，除氣的時間應大于20分鐘 針孔度=3級時，除氣的時間應大于15分鐘在技術標準控制的溫度下，向合金液內(nèi)同入高純氬氣，將合金液內(nèi)附著的氣體尤其是氫氣吹出，減小因氣體的存在對鑄件造成的缺陷的產(chǎn)生。鋁液溫度控制為710720，經(jīng)研究表明，此溫度下，氬氣作用于合金液中氫氣等氣體容易沖破合金液的包裹，而被排除合金液減小鑄造中的缺陷。氬氣壓力需要0.250.3MPa ；當針孔度=2級時，除氣的時間應大于20min， 針孔度=3級時，除氣的時間應大于15 min。十一爐

28、前取樣分析控制點：1、鋁液溫度：680-700攝氏度 2、取樣部位：爐中間部位，液面以下1525cm 3、取樣時機 4、檢測項目：成分檢測 5、產(chǎn)品標準要求用小勺在爐內(nèi)中間取出合金液注入專用模型中檢驗合金液的成分是否符合技術要求的標準。鋁液溫度為680700；取樣部為爐中間部位，液面以下1525cm，取樣時機，在除氣精煉過程即將結(jié)束時進行取樣分析，檢測合金液的成分以保證產(chǎn)品的成分合格 。十二澆鑄控制點：1、澆鑄溫度：640-660攝氏度 2、澆鑄速度：0.25-0.5塊/秒 在成分和溫度都符合要求的狀態(tài)下，在半連續(xù)澆注機中將合金液注入專用的金屬模具中，完成從液態(tài)到產(chǎn)品的過程。澆鑄溫度為6406

29、60；速度為0.250.5塊/秒33，在此速度范圍內(nèi)，可以保證成品的質(zhì)量、重量等復合產(chǎn)品的技術要求，做出合格的產(chǎn)品；在澆注過程中用專用工具將澆鑄的產(chǎn)品在凝固前將浮在表面的因澆鑄時產(chǎn)生的氧化渣刮走，保證產(chǎn)品符合技術要求。十三爐后檢驗將最終的成品隨機抽取按照規(guī)定的技術要求，取固定的部位檢查其宏觀組織和微觀組織是否符合技術標準。在澆鑄中隨機抽取第一、三、六車中的一個鑄件打上A、C、F標志，分別代表本爐次的前、中、后部分的產(chǎn)品質(zhì)量；最后用金相顯微鏡觀察金相組織，針孔和晶粒大小。十四包裝規(guī)定將鋁錠碼放整齊并用鋼帶或高塑帶打包，對有的客戶特殊要求的進行套袋處理，然后登記入庫。第四章鑄造工藝由于在工廠的實習

30、工種的不同，就在澆鑄過程中的具體情況將鑄造工藝在這里具體說明一下現(xiàn)在鋁錠鑄造工藝一般采用澆鑄工藝，就是把鋁液直接澆到模子里，待其冷卻后取出.產(chǎn)品質(zhì)量的好壞主要在這一步驟，而且整個鑄造工藝，也是以這一過程為主。鑄造過程是一個由液態(tài)鋁冷卻、結(jié)晶成為固體鋁錠的物理過程。4.1鋁合金鑄模的分類塊式鐵模(水冷模)鑄錠是目前我國小型鋁加工廠和鋁制品廠鑄錠的主要生產(chǎn)方式,占半鑄錠的三分之二,其特點是:生產(chǎn)方便靈活,設備費少,利用余熱加工,各向異性小,深沖性能好;勞動條件差鋁合金常用的鑄鐵模有兩種:一種是對開的厚壁鐵模;一種是對開的水冷模,以水冷模多一 對金屬模的要求有一定的吸熱能力,保證凝固所需的冷卻速度操

31、作簡便靈活,膜模方便熱穩(wěn)定性好,不易變形有足夠的強度二 鑄模的冷卻能力鑄錠的凝固是由于鑄型 的吸熱而進行,所以任何鑄件的凝固速度都受鑄型吸熱能力支配 鑄型吸熱能力用蓄熱系數(shù)b來衡量,鑄型的蓄熱系數(shù)越大,對鑄錠的激冷能力越強較為理想的鑄模材料是紫銅,但是由于紫銅的價格貴,目前采用鑄鐵模.為減少鑄模重量增加激冷能力,水冷模的應用比較普遍,調(diào)整冷卻水的溫度和壓力可以改變鑄型的冷卻速度三 水冷鑄模構(gòu)造普通水冷模的構(gòu)造多有對開的兩側(cè)模組成:兩側(cè)模分別通冷卻水,為使模壁對鑄錠冷卻均勻在兩側(cè)的水套中流動均勻.有些工廠為了改善鑄錠表面質(zhì)量,減緩鑄模表面加工成帶有淺溝槽的表面4.2澆鑄方法的分類一連續(xù)澆鑄 連續(xù)

32、澆鑄可分為混合爐澆鑄和外鑄兩種方式。均使用連續(xù)鑄造機?；旌蠣t澆鑄是將鋁液裝入混合爐后，由混合爐進行澆鑄，主要用于生產(chǎn)重熔用鋁錠和鑄造合金。外鑄是由抬包直接向鑄造機澆鑄，主要是在鑄造設備不能滿足生產(chǎn)，或來料質(zhì)量太差不能直接入爐的情況下使用。由于無外加熱源，所以要求抬包具有一定的溫度，一般夏季在690740，冬季在700760，以保證鋁錠獲得較好的外觀。 混合爐澆鑄，首先要經(jīng)過配料，然后倒人混合爐中，攪拌均勻，再加入熔劑進行精煉。澆鑄合金錠必須澄清30min以上，澄清后扒渣即可澆鑄。澆鑄時，混合爐的爐眼對準鑄造機的第二、第三個鑄模，這樣可保證液流發(fā)生變化和換模時有一定的機動性。爐眼和鑄造機用流槽聯(lián)

33、接，流槽短一些較好，這樣可以減少鋁的氧化，避免造成渦旋和飛濺，鑄造機停用48h以上時，重新啟動前，要將鑄模預熱4h。鋁液經(jīng)流槽流入鑄模中，用鐵鏟將鋁液表面的氧化膜除去，稱為扒渣。流滿一模后，將流槽移向下一個鑄模，鑄造機是連續(xù)前進的。鑄模依次前進，鋁液逐漸冷卻，到達鑄造機中部時鋁液已經(jīng)凝固成鋁錠，由打印機打上熔煉號。當鋁錠到達鑄造機頂端時，已經(jīng)完全凝固成鋁錠，此時鑄模翻轉(zhuǎn)，鋁錠脫模而出，落在自動接錠小車上，由堆垛機自動堆垛、打捆即成為成品鋁錠。鑄造機由噴水冷卻，但必須在鑄造機開動轉(zhuǎn)滿一圈后方可給水。每噸鋁液大約消耗8-10t水，夏季還需附吹風進行表面冷卻。鑄錠屬于平模澆鑄，鋁液的凝固方向是自下而

34、上的，上部中間最后凝固，留下一條溝形縮陷。鋁錠各部位的凝固時間和條件不盡相同，因而其化學成分也將各異，但其整體上是符合標準的。 重熔用鋁錠常見的缺陷有：氣孔。主要是由于澆鑄溫度過高，鋁液中含氣較多，鋁錠表面氣孔(針孔)多，表面發(fā)暗，嚴重時產(chǎn)生熱裂紋。夾渣。主要是由于一是打渣不凈，造成表面夾渣；二是鋁液溫度過低，造成內(nèi)部夾渣。波紋和飛邊。主要是操作不精細，鋁錠做的太大，或者是澆鑄機運行不平穩(wěn)造成。裂紋。冷裂紋主要是澆鑄溫度過低，致使鋁錠結(jié)晶不致密，造成疏松甚而裂紋。熱裂紋則由澆鑄溫度偏高引起。成分偏析。主要是鑄造合金時攪拌不均勻引起的。 二豎式半連續(xù)鑄造 豎式半連續(xù)鑄造主要用于鋁線錠、板錠以及供

35、加工型材用的各種變形合金的生產(chǎn)。鋁液經(jīng)配料后倒入混合爐，由于電線的特殊要求，鑄造前需加入中間合盤Al-B脫出鋁液中的鈦、釩(線錠)；板錠需加入Al-Ti-B合金(Ti5B1)進行細化處理。使表面組織細密化。高鎂合金加2#精煉劑，用量5，攪拌均勻，靜置30min后扒去浮渣，即可澆鑄。澆鑄前先將鑄造機底盤升起，用壓縮空氣吹凈底盤上的水分。再把底盤上升入結(jié)晶器內(nèi)，往結(jié)晶器內(nèi)壁涂抹一層潤滑油，向水套內(nèi)放些冷卻水，將干燥預熱過的分配盤、自動調(diào)節(jié)塞和流槽放好，使分配盤每個口位于結(jié)晶器的中心。澆鑄開始時，用手壓住自動調(diào)節(jié)塞，堵住流嘴，切開混合爐爐眼，讓鋁液經(jīng)流槽流入分配盤，待鋁液在分配盤內(nèi)達到25時，放開自

36、動調(diào)節(jié)塞，使鋁液流進結(jié)晶器中，鋁液即在底盤上冷卻。當鋁液在結(jié)晶器內(nèi)達到30mm高時即可下降底盤，并開始送冷卻水，自動調(diào)節(jié)塞控制鋁液均衡地流入結(jié)晶器中，并保持結(jié)晶器內(nèi)的鋁液高度不變。對鋁液表面的浮渣和氧化膜要及時清除。鋁錠長度約為6m時，堵住爐眼，取走分配盤，待鋁液全部凝固后停止送水，移走水套，用單軌吊車將鑄成的鋁錠取出，在鋸床上按要求的尺寸鋸斷，然后準備下一次澆鑄。澆鑄時，混合爐中鋁液溫度保持在6907l0，分配盤中的鋁液溫度保持在685-690，鑄造速度為19021Ommmin，冷卻水壓為0.1470.196MPa。鑄造速度與截面為正方形的線錠成比例關系： VDK式中 V為鑄造速度，mmmi

37、n或mh；D為錠截面邊長，mm或m；K為常值，m2/h，一般為1.21.5。豎式半連續(xù)鑄造是順序結(jié)晶法，鋁液進入鑄孔后，開始在底盤上及結(jié)晶器內(nèi)壁上結(jié)晶，由于中心與邊部冷卻條件不同，因此結(jié)晶形成中間低、周邊高的形式。底盤以不變速度下降。同時上部不斷注入鋁液，這樣在固體鋁與液體鋁之間有一個半凝固區(qū)由于鋁液在冷凝時要收縮，加上結(jié)晶器內(nèi)壁有一層潤滑油，隨著底盤的下降，凝固的鋁退出結(jié)晶器，在結(jié)晶器下部還有一圈冷卻水眼，冷卻水可以噴到已脫出的鋁錠表面，為二次冷卻，一直到整根線錠鑄完為止。 順序結(jié)晶可以建立比較滿意的凝固條件，對于結(jié)晶的粒度、機械性能和電導率都較有利。比種鑄錠其高度方向上沒有機械性能上的差別

38、，偏析也較小，冷卻速度較快，可以獲得很細的結(jié)晶組織。鋁線錠表面應平整光滑，無夾渣、裂紋、氣孔等，表面裂紋長度不大于15mm，表面的渣子和棱部皺紋裂痕深度不許超過2mm，斷面不應有裂紋、氣孔和夾渣，小于lmm的夾渣不多于5處。 鋁線錠的缺陷主要有：裂紋。產(chǎn)生的原因是鋁液溫度過高，速度過快，增加了殘余應力；鋁液中含硅大于0.8，生成鋁硅同熔體，再生成一定的游離硅，增加了金屬的熱裂性：或冷卻水量不足。在結(jié)晶器表面粗糙或沒有使用潤滑油時，錠的表面和角部也會產(chǎn)生裂紋。夾渣。鋁線錠表面夾渣是由于鋁液波動、鋁液表面的氧化膜破裂、表面的浮渣進入鑄錠的側(cè)面造成。有時潤滑油也可帶入一些夾渣。內(nèi)部夾渣是由于鋁液溫度

39、過低、粘度較大、渣子不能及時浮起或澆鑄時鋁液面頻繁變動造成。冷隔。形成冷隔主要是由于結(jié)晶器內(nèi)鋁液水平波動過大，澆鑄溫度偏低，鑄錠速度過慢或鑄造機震動、下降不均而引起的氣孔。這里所說的氣孔是指直徑小于1mm的小氣孔。其產(chǎn)生的原因是澆鑄溫度過高，冷凝過快，使鋁液中所含氣體不能及時逸出，凝固后聚集成小氣泡留在鑄錠中形成氣孔。表面粗糙。由于結(jié)晶器內(nèi)壁不光滑，潤滑效果不好，嚴重時形成晶體表面的鋁瘤?；蛴捎阼F硅比太大，冷卻不均產(chǎn)生的偏析現(xiàn)象。漏鋁和重析。主要是操作問題，嚴重的也造成瘤晶。第五章A356鋁錠常見的鑄造缺陷及分析在澆鑄完后，成品的鋁合金錠往往會發(fā)現(xiàn)有的帶有缺陷，主要表現(xiàn)為熔渣家渣、霉斑、裂紋、

40、冷隔等。5.1熔渣缺陷特征：鑄錠表面或內(nèi)部出現(xiàn)與基體不同的熔劑渣物。氧化夾渣多分布在鑄件的上表面，在鑄型不通氣的轉(zhuǎn)角部位。斷口多呈灰白色或黃色，經(jīng)x光透視或在機械加工時發(fā)現(xiàn)，也可在堿洗、酸洗或陽極化時發(fā)現(xiàn)形成原因：1、澆鑄系統(tǒng)設計不合理，擋渣集渣能力差；2、合金熔煉過程中除渣不干凈； 3、模具涂料及澆鑄過程中操作不當；4、爐料不清潔，回爐料使用量過多；5、精煉變質(zhì)處理后靜置時間不夠；6、澆注操作不當，帶入夾渣。防止辦法及補救措施：1、在澆鑄系統(tǒng)中安放過濾網(wǎng)或集渣包；2、選用適合該合金品種的高效精煉劑充分精煉合金液，精煉后至少靜置5-10分鐘，讓熔渣上浮到液面，然后扒靜浮渣，方可澆鑄；3、對含有

41、Ti、Si、Sb等密度比鋁合金大的元素，在澆鑄前應緩慢的攪拌均勻，防止出現(xiàn)游離的TiAl3、Si、AlSb等硬質(zhì)點熔渣；4、爐料應經(jīng)過吹砂，回爐料的使用量適當降低5.2外來夾雜物缺陷特征：鑄錠表面或內(nèi)部出現(xiàn)顏色與基體不同的非金屬氧化物或夾雜物。形成原因：1、原材料不潔凈，使用的爐子、工具不潔凈，澆鑄過程中外來夾雜物混入。2、合金液精煉除渣不徹底。3、澆鑄時合金液的落差太大，增加氧化物并使氧化膜破碎而卷入合金液內(nèi)。防止辦法及補救措施：1、嚴禁使用不潔凈的爐子、爐料和工具。2、選擇合適的精煉方法和精煉劑，對合金液進行充分的精煉和過濾，減少氧化夾渣物。3、盡可能的縮短轉(zhuǎn)注的距離，降低澆鑄的落差，減少

42、氧化。4、防止?jié)茶T過程中石棉、纖維、泥沙和涂料等掉入。5.3霉斑缺陷特征：鑄錠表面出現(xiàn)不同于金屬顏色的黑點或斑點。形成原因：1、鑄錠長期暴露在大氣中。2、鑄錠存放的環(huán)境潮濕。防止辦法及補救措施：1、加強對鑄錠的有效防護。2、鑄錠存放的環(huán)境要保持干燥通風。5.4裂紋缺陷特征：鑄錠表面出現(xiàn)的直形或波浪形的暗灰色的裂口，沿晶界發(fā)展，常伴有偏析，是一種在較高溫度下形成的裂紋在體積收縮較大的合金和形狀較復雜的鑄件容易出現(xiàn)。 形成原因：1、澆鑄溫度太高，速度太快。 2、合金液內(nèi)的雜質(zhì)超過了技術條件的規(guī)定，特別是低熔點合金。3、鑄件結(jié)構(gòu)設計不合理，有尖角，壁的厚薄變化過于懸殊4、鑄型局部過熱5、自鑄型中取出

43、鑄件過早防止辦法及補救措施：1、適當?shù)慕档秃辖鹨旱臐茶T溫度和澆鑄時間。 2、嚴格控制合金液內(nèi)雜質(zhì)的含量（特別是低熔點合金）在技術條件的規(guī)定范圍之內(nèi)。 3、改進鑄件結(jié)構(gòu)設計，避免尖角，壁厚力求均勻，圓滑過渡4、保證鑄件各部分同時凝固或順序凝固，改進澆注系統(tǒng)設計5、控制鑄型冷卻出型時間5.5冷隔缺陷特征：鑄錠上出現(xiàn)合金液未合攏的不規(guī)則的穿透或未穿透的溝，兩側(cè)呈圓角，加力后穿透的溝會拉長。鑄件雖可獲得完整的外形，但因存有未完全融合的接縫，鑄件的力學性能嚴重受損。形成原因：1、澆鑄系統(tǒng)設計不合理，使兩股合金液流匯處集中在鑄件的薄截面部位，因冷卻凝固而未合攏。2、模具排氣能力差，型腔內(nèi)氣墊反壓大，阻礙合

44、金液充滿鑄件的角落、狹縫，或使兩股合金液流不能匯合或融合。 3、合金液澆鑄溫度，模具溫度都太低，或鑄件薄壁處涂料涂得太薄，造成合金液流動性能差，冷卻快，而使合金液不能匯合或融合成一體。 防止辦法及補救措施： 1、在設計澆鑄系統(tǒng)時，應考慮盡量使合金液流路不要太長，內(nèi)澆道盡可能沿鑄件周圍分布。2、適當?shù)奶岣吆辖鹨旱臐茶T溫度和模具的工作溫度。3、在澆鑄前模具應烘干，以免合金液流入后產(chǎn)生氣體形成氣墊。5.6油污缺陷特征：鑄件表面有油漬污染。形成原因：1、澆鑄機潤滑油污染。2、在轉(zhuǎn)運過程中天車漏油而污染。防止辦法及補救措施：對澆鑄機和天車的潤滑油的使用進行控制。5.7澆不足缺陷特征：鑄錠未完全充型，重量

45、小于標準或技術要求。（如A356.2的標準重量為6.50.5Kg）形成的原因：1、澆鑄速度過快，鋁液供流量少。 2、澆鑄起始模具，鋁液溫度偏低，鋁液流速慢。 3、澆鑄末期，鋁液兩供給不足。防止辦法及補救措施： 1、將澆鑄機的運行速度和鋁液的供流量調(diào)節(jié)到最佳狀態(tài)（如A356.2的平均澆鑄速度為24塊/分鐘）。 2、澆鑄時，將鋁液的溫度控制在最佳的狀態(tài)（A356.2的最佳澆鑄溫度為：640-660攝氏度）。5.8縮孔缺陷特征：鑄錠上有呈暗色，形狀不規(guī)則的集中的孔洞。形成的原因：1、澆鑄溫度高澆鑄速度過快。 2、模具涂料的厚度和模具的工作溫度不符合順序凝固和同時凝固的原則要求。防止辦法及補救措施：

46、1、適當降低合金液的澆鑄溫度和澆鑄速度。2、按有利于順序凝固和同時凝固的原則，對模具型腔的不同部位噴刷不同的涂料，并且要求均勻；涂料剝落后，補涂的涂料不得有堆積的現(xiàn)象。5.9飛邊缺陷特征：鑄錠邊緣有突出的不規(guī)則的形狀。形成的原因：1、在鑄造過程中鑄錠表面刮臉處理不當。2、鑄造速度過慢，鋁液供流量較大而溢出模具表面。防止辦法及補救措施：1、刮臉操作標準化。 2、將澆鑄機的運行速度和鋁液的供流量調(diào)節(jié)到最佳狀態(tài)（如A356.2的平均澆鑄速度為24塊/分鐘）。5.10嗆孔缺陷特征：鑄件表面出現(xiàn)較大的凹坑且邊緣較光滑。形成的原因：1、澆鑄系統(tǒng)設計不正確，在澆鑄合金液時極容易帶入氣體。2、模具內(nèi)壁潮濕或沾有有機物。防止辦法及補救措施：1、設計合理的澆鑄系統(tǒng)，防止在澆鑄過程中華產(chǎn)生渦流。2、對模具內(nèi)壁進行清理，并