鋁合金熔煉注意事項筆記

1、鋁合金熔煉注意事項1. 微量的（10ppm）磷P就會使9%的亞共晶鋁合金出現(xiàn)初晶硅，使共晶硅出現(xiàn)粗大的板片，故此需要嚴格控制結(jié)晶硅的含磷量；2. SI硅含量的提高會使結(jié)晶溫度區(qū)間變?。▉喒簿r）、共晶體增加、流動性提高，線收縮率降低、熱烈傾向小、密度變小、電導(dǎo)率變小、腐蝕量變小、磨損量變?。辉诤琒i%1618%時流動性達到峰值；3. （AL）相是Si溶于AL的固溶體，相是AL溶于Si的固溶體、但是因為AL幾乎不溶于Si、故此可將其視為純Si，(+)稱為共晶體；如果是亞共晶時析出的Si稱為共晶si、而共晶、過共晶時先析出的Si稱為初晶Si（共晶時僅析出（+）、過共晶時會首先析出相）；4. ZL1

2、14A為亞共晶合金、含有（AL）相和（+）相；5. 細化共晶硅的變質(zhì)處理不能細化初晶硅；6. 為了兼顧合金的各種性能、鋁合金的含硅一般為7%12%；7. 加入鈉元素或鍶元素后、隨共晶硅形貌發(fā)生劇變、伸長率大幅提高；8. 加入鍶元素、銻元素后共晶反應(yīng)時間明顯延長、說明鍶元素、銻元素均有阻礙共晶形核、生長的作用，反應(yīng)在曲線上就是共晶平臺溫度下降、時間延長；9. 當鈉含量超過一定數(shù)量后、大大抑制了共晶硅的析出、生長，液相溫度繼續(xù)降低，以后發(fā)生三元共晶轉(zhuǎn)變：L （AL）+ Si + (NA、AL)Si2 ，共晶平臺溫度降低510，實際上鈉鹽降低共晶平臺溫度是過變質(zhì)的結(jié)果、也可以說是過變質(zhì)才有的特征。而

3、鍶變質(zhì)不會產(chǎn)生過變質(zhì)現(xiàn)象，因此共晶平臺下降不大為57；10. 稀土變質(zhì)與凝固速度有關(guān)、是一種對冷速敏感的變質(zhì)劑，要獲得良好的貶值效果要創(chuàng)造出快冷條件；11. AL-Si共晶合金、過共晶合金中同時加入稀土和磷，能同時細化初晶si和共晶si，稱為雙重變質(zhì)；12. Al-si-mg合金固溶處理時、Mg2SI固溶入（al）中、人工時效后呈彌散相析出、強化合金、力學(xué)性能大幅提高；13. AL-si-mg三元共晶點溫度為559、理論固溶溫度接近550左右、考慮爐溫不均勻及儀表誤差、國標中將固溶處理溫度定為535±5；14. ZL101：si68%、mg0.2%0.4%、其余為AL，鑄態(tài)組織由樹枝

4、狀（AL）固溶體、共晶體（+）組成、晶界上有微量的Mg2SI成針狀，固溶處理時Mg2si融入（AL）中、人工時效后沉淀析出；15. ZL101可通過調(diào)整mg的上限、下限或采用不同的熱處理規(guī)范來調(diào)節(jié)合金強度塑形指標；16. 溫度升高時，Mg2si開始聚集、容易成塊，力學(xué)性能下降、故其工作溫度不宜超過150；17. ZL104硅量較高同時加入錳、使得其力學(xué)性能高于zl101、Mn的除了起固溶強化作用外、還可以改變針狀富鐵相的形狀、形成骨架狀的AlFeMnSi相、改善塑形。但相對于Fe含量低于0.1%的高純合金、本來不出現(xiàn)si相、此時加入Mn反而生成（Fe、Mn）AL6，降低塑形。18. Mg在AL

5、-Si合金中最大溶解度為7%、將Mg含量提高到0.450.6%、同時加入細化劑Ti0.1%0.2%，鐵雜質(zhì)控制在0.15%以下，固溶溫度提高到540545，經(jīng)過人工時效170左右、其力學(xué)性能、尤其是抗拉強度大幅提高，抗拉達310330MPa、屈服達230250MPa；19. 鐵在Al-Si中以（AL9Fe2Si2）形式出現(xiàn)、即脆又硬、呈粗大片狀、冷速越小、組織越粗大、削弱鋁基體、使合金變脆，破壞鋁鑄件表面氧化膜的連續(xù)性、使耐腐蝕性降低；20. 雜質(zhì)鐵的來源為爐料、坩堝及熔煉工具。21. 防止?jié)B鐵的有效途徑：控制爐料中含鐵量、；用較高級的鋁錠、在干過、工具上涂覆涂料、避免鋁液長期在鐵質(zhì)坩堝中保溫

6、、跑溫；22. 為消除si的有害作用、可在合金中加入錳、鉻、鈷、鉬等元素、形成骨架或塊狀復(fù)雜化合物a) 可按Mn/Fe=0.670.83的比例加入錳、形成塊狀A(yù)lFeMnSi相，從而削弱Fe的有害作用b) 加入Be0.05%0.1%，si轉(zhuǎn)化為電裝的Al5BeFeSi、可消除脆性、但鈹價貴、其蒸汽有毒、要慎用c) 含鐵量超過2.0%的回爐料一般作廢鋁處理23. 砂型鑄造時、雜質(zhì)鐵應(yīng)控制在0.3%以下、可隨著過冷速度的提高適當放寬、壓鑄時、冷速極高、為提高脫模性、鐵過低反而不利、可提高到1.2%；24. 磷會使亞共晶Al-Si合金出現(xiàn)初晶Si，影響合金組織力學(xué)性能；25. 磷與殘存的鈉反應(yīng)、使變

7、質(zhì)失效；26. 磷在（Al）、si中分配系數(shù)極小、富集在si表面、封鎖了小角度分枝的臺階、抑制了其生長、使si技能沿大角度分枝生長、從而引起組織粗大。27. 鎂原子半徑比鋁大13%，固溶處理后、鎂融入(Al)中、（Al）的點陣發(fā)生很大扭曲、力學(xué)性能大大提高；28. 晶粒越細、枝晶間距越小、屈服強度越高。29. 細晶粒有助于改善補縮、消除縮松、縮孔、防止冷隔，細化有害雜質(zhì)相等；細化處理是AL-CU、AL-Mg、Al-Zn合金的常用強化手段；30. 含鈦的鋁熔體中加入微量硼、細化作用提高數(shù)倍，因其在同樣過冷度下能增加鈦在鋁熔體中的過飽和度、析出更多TiAl3粒子；（假說）31. 加入微量硼可延緩T

8、i的衰退；32. 加入鈦、硼的熔體中如含有或加入鋯、鉻、錳等元素，將減弱甚至失去細化效果，謂之“中毒”。33. 不同形狀的TiAl3的形成條件及細化作用:a) 小平面塊狀：低溫速冷時形成、細化效果好、作用快，但易溶解、衰退較快，適用于型材廠做成線盤條細化劑、直接加在熔爐的溜槽中使用；b) 片狀：高溫、緩冷時形成，細化作用弱、但衰退較慢；c) 花瓣狀：高溫快速冷卻時形成:細化效果不如塊狀、作用慢、但衰退也慢，適用于鑄造廠，直接加入溶爐中進行細化處理；34. 當合金元素含量相同時、合金元素的體收縮率越大、鑄件中的縮孔、縮松的體積也越大。35. 當合金元素含量向同時、它們的線膨脹系數(shù)越大、則合金的線

9、膨脹系數(shù)越大、線收縮率也相應(yīng)地大、鑄造件越容易產(chǎn)生裂紋、變形、撓曲等缺陷；36. 澆鑄前的夾雜稱為一次夾雜、澆鑄過程中的夾雜稱為二次夾雜，二次夾雜分為兩類、第一類是分布不均勻的大塊夾雜物、危害性很大、使基體不連續(xù)、是因其滲漏或成為腐蝕的根源，第二類夾雜成彌散狀、在低倍顯微組織中不易發(fā)現(xiàn)、鑄件凝固時稱為旗袍的形核基底、生成針孔，這一類氧化夾雜很難在精煉時徹底清除。37. 在所有的爐氣中、只有氫能大量的溶解于濾液中、在鋁合金中的氣體中，氫占85%以上，故此一般稱的鋁合金“含氣量”即是“含氫量”；38. 溶于鋁液中的氫氣有自鋁液內(nèi)部向大氣中擴散逸出的傾向，實際鋁液中的氫和氧化夾雜主要源于鋁液與爐氣中

10、的水汽反應(yīng)。39. 分子態(tài)的氫并不能直接溶入鋁液中、只有離解成原子態(tài)的氫才能溶入鋁液中、這可以從純凈的氫氣氛中熔煉鋁液、鑄件中并不出現(xiàn)針孔的實驗中得到證明；40. 鋁錠與大氣中的水汽接觸會產(chǎn)生AL(OH)3（s），其長在鋁錠表面、組織疏松、對鋁合金沒有保護作用、俗稱鋁銹；鋁錠不宜儲存潮濕的庫房或露天堆放，對于已生鋁銹的鋁錠、投入熔爐前要徹底清除鋁銹、否則無論熔煉工藝多嚴格也、也不容易獲得高質(zhì)量的鋁液；41. 一切進入熔池的爐料、工具、溶劑等都必須按規(guī)定預(yù)熱、除去表面吸附的水汽，含有結(jié)晶水的溶劑必須預(yù)熔脫水、爐稱要烘干、砂型的水分也應(yīng)嚴格控制、以防發(fā)生鑄型反應(yīng)、造成廢品；42. 油污都是由復(fù)雜結(jié)

11、構(gòu)的碳氫化合物組成、會與鋁液發(fā)生反應(yīng)生成氫、故此要嚴禁用沾有油污的爐料直接投入熔池中、事先必須進行堿洗處理，清除油污；43. 在鋁的熔點溫度、從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)時、氫的溶解度劇烈下降、在鋁液中的溶解度達0.68ml/(100g)、在固態(tài)中只有0.036ml/（100g），二者相差0.64ml/（100g），相當于1.73%的鋁液體積。44. 呂中溶入1ppm的氫、等于0.001%的鋁液質(zhì)量、輕的密度為9*10-5g/cm3、則占有3.0%的鋁液體積、相當于1.4ml/（100g）；45. 當溫度達到沸點、即2057時，氫的溶解度趨于零、但一般熔煉條件在700760下、鋁液的蒸汽壓低于0.0001

12、MPa、因此其蒸汽壓可忽略不計；46. 濾液吸氫可分解為以下幾個步驟：a) 氫分子撞擊到濾液表面b) 氫分子在鋁液表面離解為氫原子c) 氫原子吸附于濾液表面d) 氫原子通過擴散溶入鋁液中第四步是整個過程的限制環(huán)節(jié)、它決定吸氫的速度47. 氫分壓和鋁液溫度越高、擴散熱越小、擴散系數(shù)越大、則氫的溶解速度越大；48. 鋁液中的合金元素、氧化夾雜物對氫的擴散系數(shù)有很大影響、通常降低氫的擴散速度；49. 鋁及其和金中存在三種不同形態(tài)的無水氧化鋁：、形態(tài)密度（g、cm3）晶形VAl2O3/V2Al吸附水汽（X10-3/cm3）存在條件3.2三角形1.590.18低溫、短期靜置3.5晶尖石型立方1.420.

13、10.27在所有溫度下、700850間最多4.0三角形1.280.01850以上的高溫a) 室溫下生成的表面氧化膜由少量結(jié)晶型態(tài)的-AL2O3和非晶態(tài)的AL2O3混合物組成，隨著溫度的上升、非晶態(tài)的AL2O3逐漸轉(zhuǎn)化為-AL2O3和-AL2O3、到鋁熔點附近溫度氧化膜厚度達到0.2mm、有較高強度，在濾液表面形成一層之謎的氧化膜，隔絕了爐氣和鋁液的直接接觸、阻滯了濾液的氧化和吸氣、對鋁液起保護作用。故除了AL-Mg合金外、鋁合金可直接在大氣中熔煉，不必加覆蓋劑，隨著靜置時間的延長、-AL2O3全部轉(zhuǎn)化為-AL2O3；b) 氧化膜只有和鋁液接觸的一面是致密的、和爐氣接觸的一面是粗糙的、疏松的、存

14、在著大量的小孔、小孔會吸附水汽和氫，甚至將-AL2O3焙燒到890900仍能吸附少量水汽、只有高到900以上-AL2O3完全轉(zhuǎn)化為-AL2O3才能完全地脫水，熔煉時攪動濾液、劃破連續(xù)均勻地覆蓋在濾液表面的氧化膜并卷入鋁液中、濾液便和氧化膜小孔中的水汽反應(yīng)，使鋁液進一步氧化、生成氧化夾雜、吸入氫氣；c) -AL2O3、-AL2O3在600700范圍內(nèi)、吸附水汽和氫的能力最強，因此鋁液中的氫有兩種形式：溶解氫（90%）和吸附在氧化夾雜縫隙中的氫；通常鋁液中氧化夾雜多、則含氫量也多、熔池深處氧化夾雜濃度較高、含氫量也較高；含氫量和AL2O3含量成正比、即渣多氣多、渣多難除氣，夾雜多、針孔率也隨之增加

15、；但AL2O3量低于0.001%后、濾液不在生成氣泡、形成針孔，因此要遵循“除渣為主、除氣為輔的原則”“除渣是除氣的基礎(chǔ)”；50. 合金元素對鋁液氫溶解度的影響：含鎂量越高、氫的溶解度越高；反之、硅、銅的含量越高、氫的溶解度越低；51. 常用合金元素氧化次序如下：Na、Be、Mg、Al、Ce、Ti、Si、Mn、Zn、Cr、Fe、Ni、Cu，Al以后的元素等在濾液中不失表面活性元素、密度又較大、不富集在鋁液表面、被爐氣氧化后和AL2O3組成晶尖石型復(fù)雜氧化物-AL2O3.MeO(Me代表Zn、Si等鋁后面的元素),這種氧化物仍具有-AL2O3的晶格，組織致密、對鋁液同樣有保護作用；在AL之前的元

16、素在鋁液中是表面活性元素、密度又比鋁小、富集在鋁液表面、優(yōu)先被爐氣氧化，鋁液中的Mg含量高于1.0%時、表面氧化膜全部由MgO組成、組織疏松，對鋁液不起保護作用，故此需要覆蓋劑下熔煉；52. 熔煉AL-Mg合金時、BeO填補了疏松組織中的空隙、使這層復(fù)合氧化膜的>1，對鋁液能起保護作用，此外 BeO的電阻很大、能阻止電子交換過程，防止鎂原子透過表面氧化膜和爐氣接觸，被進一步氧化、是一種非常有效的防氧化劑；53. 加入硫、和鎂反應(yīng)生成MgS、也能成為氧化膜的填充劑、提高氧化膜的保護性；54. 在大氣中熔煉鋁合金、鋁液不斷被氧化、熔煉時間越長、生成的氧化夾雜越多、吸氣也越嚴重。因此、在生產(chǎn)中

17、應(yīng)遵循“快速熔煉”原則、盡量避免鋁液在爐內(nèi)長期停留。55. 鋁液中析出氫有兩種形式:a) 氣泡形式析出 隨著氫含量的降低、氫分壓降低、熔池深度在某一深度h以下的濾液中、已不能產(chǎn)生氣泡b) 擴散脫氫 在某一深度h以下的鋁液只能靠另一種形式、即擴散脫氫56. 氧化夾雜會明顯降低氫的擴散系數(shù)、鋁液中的合金元素如硅、鎂、銅、鈦等都降低氫的擴散系數(shù)，尤其是氧化夾雜的影響大、阻滯鋁液脫氫；57. 當鋁液從熔池底部向液面形成定向運動，形成對流、能提高氫的擴散系數(shù)，加大氫的擴散速度、促使氣泡快速生成、長大的同時，快速上浮至液面而被除去、提高除氣效果；生產(chǎn)中可采取如下措施a) 冷凝除氣：依靠熔池表面層、坩堝壁的

18、空冷、使鋁液產(chǎn)生自然對流；b) 這空處理：籍氫汽泡上浮帶動鋁液產(chǎn)生對流；c) 或電磁攪拌：在熔池內(nèi)造成強制對流采取上述措施后、氫在濾液中的擴散不再是脫氫除氣的限制環(huán)節(jié)，此時、氫汽泡通過鋁液表面氧化膜稱為脫氫過程中的限制環(huán)節(jié)；58. 鋁液的表面氧化膜組織致密、強度高、因此氣泡溢出的速度取決于相界面存在的氧化膜組織、能破碎、溶解表面氧化膜的熔劑、可消除氣泡逸出的屏障、提高鋁液脫氫速度；59. 在鋁液內(nèi)部、如果氧化夾雜含量高、氫汽泡表面被氧化膜包覆、氫氣滲入氣泡的擴散受阻、同樣成為脫氫過程的限制性環(huán)節(jié)；60. 如果通入惰性氣體氬或不溶于鋁液的活性氣體Cl2、C2Cl6等、則氫氣可直接向這些氣體所形成

19、的氣泡中遷移、然后被氣泡帶出液面、從而提高除氣速度；61. 提高除氣速度的有效途徑：a) 盡可能增加氣泡數(shù)目、增加鋁液與氣泡間的有效接觸比表面積A/Vb) 盡可能減小氣泡直徑、并在不引起鋁液表面飛濺的前提下、增大氣泡在鋁液內(nèi)的運動速度、即增大攪動速度，強化氣液表面更新率、增大傳質(zhì)系數(shù)；c) 技能能延長氣泡在鋁液中上升浮游的路程、以增加氣泡在鋁液內(nèi)停留的時間、亦即增加氣泡帶走氫氣的時間、提高除氣效率；d) 采用高純度惰性氣體或不溶于鋁液的活性氣體除氣及真空除氣；62. 吸附精煉依靠精煉劑產(chǎn)生吸附氧化夾雜的作用同時清除氧化夾雜及其表面依附的氫氣、達到凈化鋁液的目的，精煉作用僅發(fā)生在吸附界面上、具體

20、可分為浮游法、熔劑法、過濾法等63. 浮游法：a) 通氮精煉：由于鋁液中的夾雜物能自動吸附在氮氣泡上、隨氣泡上浮而被帶出液面，故不斷通斷氮氣、形成氣泡流、技能不斷從鋁液中帶走夾雜物；氫在氫壓力差的驅(qū)動下自鋁液擴散進入氮氣泡中、這一擴散過程直至氮氣泡中的氫分壓和鋁液內(nèi)的氫分壓相平衡才會停止、因此氮氣泡上浮的過程中能同時帶走氫氣；注意：通氮溫度應(yīng)控制710720、溫度過低、降低氫擴散系數(shù)，溫度過高、將生成大梁AlN夾雜物、同樣污染鋁液，鎂比鋁更容易與氮氣反應(yīng)、生成Mg3N2夾雜物、因此對Mg含量控制嚴格的鋁液不應(yīng)采用氮氣精煉；氮氣泡僅能吸入約本身容積0.1的氫、因此氮氣除氫效果不明顯；注意：工業(yè)氮

21、氣瓶中常含有氧氣、通氮氣時將生成AL2O3、降低除氣效果，經(jīng)試驗、發(fā)現(xiàn)氮氣瓶中含氧量為0.5%、1.0%時，除氣效果分別降低40%、90%，故有相關(guān)規(guī)定：氮氣瓶中含氧量應(yīng)低于0.03%、水分應(yīng)低于0.3g/m3；生產(chǎn)中在氮氣通入鋁液、應(yīng)通過儲有干燥劑CaCl2、硅膠、分子篩、濃硫酸等的干燥器后再進入鋁液中、進行嚴格脫水處理；b) 通氬精煉：工業(yè)中使用的氬氣瓶中氧含量較低、在0.005%0.05%、精煉溫度可提高到760、氬氣密度為1.78kg/m3、高于氧的密度1.25kg/m3，通氬氣精煉時、因其較重而富集在鋁熔池表面、能保護鋁液防止和爐氣反應(yīng)、故凈化效果好；在有回爐料時、精煉效果優(yōu)于C2C

22、l6鋁合金加鍶變質(zhì)后、如用氯鹽精煉、生成SrCl2、變質(zhì)時效、此時必須通氬氣精煉、操作上精煉、變質(zhì)可同步進行，精煉時氬氣泡對鋁液起攪動作用、加速變質(zhì)元素的擴散、從而縮短鍶變質(zhì)的潛伏期、提高生產(chǎn)率。通氬精煉和鍶變質(zhì)相配合、能獲得純凈的鋁液、正常的變質(zhì)組織惰性氣體氮、氬精煉后期、容器內(nèi)逐漸聚積水汽和癢、帶入鋁液中將生成AL2O3、吸附在氮、氬氣泡表面，當氣泡表面被AL2O3包覆后、將妨礙氫擴散進入氣泡中、經(jīng)生產(chǎn)經(jīng)驗表明、氬氣中含氧量大于1.2%時、凈化效果趨于零氦氖氬氪氙都可以、但是氬氣最便宜、故此通常采用氬氣精煉；64. 熔劑法：a) 熔劑法的機理在于通過吸附、溶解鋁液中的氧化夾雜及吸附其上的氫

23、、上浮到液面進入熔渣中、達到除渣、除氣的目的，凈化效果好、尤其是在熔煉AL-Mg合金或重熔切削、碎料時必須采用溶劑法；b) 對溶劑的要求：i. 不與鋁液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、也不相互溶解；ii. 熔點低于精煉溫度、流動性好、容易在鋁液表面形成連續(xù)的覆蓋層保護鋁液、最好熔點高于澆鑄溫度、便于扒渣清除；iii. 能吸附溶解、破碎AL2O3夾雜；c) 溶劑的工藝性能：i. 覆蓋性能：即鋪開性、指熔劑在鋁液表面自動鋪開、形成連續(xù)覆蓋層的能力；ii. 分離性能：分離性能指溶劑與濾液自動分離的性能、分離性越好越易扒渣、溶劑越不易混入鋁液內(nèi)澆入鑄件中、不會引起熔劑夾渣；iii. 精煉性能：精煉性能只指熔劑吸附、溶解

24、、破碎鋁液內(nèi)氧化夾雜物的能力；d) 綜上：i. 要選擇對爐氣、氧化夾雜物呈表面活性、即表面張力小的溶劑、并且越小越好；ii. 鋁液和AL2O3互補濕潤、接觸角130、如能加入增大潤角的元素、將提高溶劑的精煉能力iii. 鋁液中加入鋰、鈣、鎂、鉍、等元素會降低鋁液與爐氣間的表面自由能、使熔劑的覆蓋性變差，鋁液中的銅、硅、鋅、鐵、錳、鎳等非表面活性劑元素、對鋁液與爐氣間的表面自由能沒有影響，不影響熔劑的覆蓋性能。iv. 如果熔劑與坩堝間的表面張力小、熔劑會自動附到坩堝壁上去、使鋁液裸露在爐氣中、失去熔劑的保護作用65. 常用的熔劑有：NaCl、NaF、KCL、Na3AlF6、Na2SiF6、CaF

25、2等，不同組分按不同配比制成的熔劑有不同的熔點、不同的表面性能及不同的工藝性能、以滿足不同的要求；66. NaCl、KCl的熔煉都較低、共晶成分在NaCl45%、KCL5%、熔點只有660、表面張力小、價格便宜、是最常用的覆蓋劑、加入一定比例的NaF、就是常用的鋁硅合金變質(zhì)劑。NaF能侵蝕AL2O3-AL界面上的金屬本體、使氧化膜脫落、落入熔劑、因此、變質(zhì)劑本身就有較好的精煉能力；67. Na3ALF6能溶解AL2O3、熔劑與鋁液間的表面自由能又大、熔劑容易和鋁液分離、精煉能力強，在三元變質(zhì)劑NaCl-KCl-NaF中加入一定比例的Na3AlF、同時具有覆蓋、精煉、變質(zhì)作用、故常稱為萬能變質(zhì)劑

26、；68. Na2SiF6進入鋁液會發(fā)生分解、生成SiF4和2NaF、SiF4呈氣泡上浮、有部分精煉作用、NaF是有效的變質(zhì)、精煉組分，Na2SiF6還能與AL2O3反應(yīng)除去氧化夾雜、同時生成Na3ALF6具有強精煉作用、且和生成的SiO2結(jié)合成粒狀渣、極易扒去，生成的ALF3呈氣泡上浮、有輔助精煉作用。因此Na2SiF6是常用的精煉劑組分、即可加入熔劑中，也可以作為緩沖劑、與C2Cl混合壓塊、可提高C2CL6凈化效果；69. 過濾法精煉可采用是模塊、鎂屑磚、玻璃纖維等，依靠機械作用清除鋁液中的非金屬夾雜物，常采用網(wǎng)狀過濾法、填充床過濾法；70. 采用泡沫陶瓷過濾濾液時、過濾介質(zhì)厚度/熔體再過濾

27、介質(zhì)中的流速即L/m、直接影響過濾效果，為了提高過濾效果、在不影響充型的條件下、在工藝上保證適當大的L/m值71. 低壓鑄造時、過濾介質(zhì)厚度L及其平均孔徑m有較大影響、平均孔徑太小時、鋁液將無法充型、需試驗選擇最佳方案；72. 稀土精煉時稀土最佳加入量未0.2%0.3%、加入過多、不但浪費稀土、還會帶來氫化夾雜、降低凈化效果。稀土進入鋁液中需要靜置一定時間、使其擴散均勻；達到最佳凈化效果、這段時間即“潛伏期”；73. 含氣量檢測分為常壓凝固試樣檢測、減壓凝固實驗檢測。其中減壓凝固試驗是指、將100g左右的鋁液倒入小坩堝中、在0.656.5kPa壓力下凝固、如不冒泡、表面不凸起、則說明含氣量低、

28、凈化效果好，若試樣表面凸起、冒12個泡、則凈化效果欠佳、需要重新熔煉，如表面不斷冒泡、說明含氣量很高，需要采取有效的精煉手段、重新精煉；74. 真空密度測氫法：指的是在設(shè)定的凝固條件下、鋁液在標準形狀的殼型中凝固、切去冒口、然后分別在空氣、水中稱重、然后計算出試樣密度，密度越大含氣量越低、凈化效果越好；75. 即使?jié)沧⑶颁X液內(nèi)的原始含氫量C0很低、由于氫不斷自固態(tài)鋁中擴散進入未凝固的；鋁液中、濃度不斷提高、到最后一份鋁液凝固前、氫的濃度足以在鑄件中形成氣孔；76. 變質(zhì)處理大致可分為三類：a) 第一類是晶粒細化處理、主要用來細化固溶體合金的（Al）晶粒、Al-Cu類、AL-Mg類合金應(yīng)用較普遍

29、、b) 第二類是共晶體變質(zhì)、用來改變共晶體的組織、廣泛應(yīng)用于Al-Si共晶合金；c) 第三類是改善雜質(zhì)相的組織或消除易熔雜質(zhì)相、如加鈹、加錳等改善粗大的富鐵相；77. 晶粒細化處理a) （AL）晶粒細化處理常見的晶粒細化有鈦、硼、鋯及稀土金屬等、以中間合金或鹽類形式加入鋁液中、當采用鹽類形式時、與鋁液發(fā)生下列反應(yīng)上述反應(yīng)物中的TiAl3、AlB2、TiB2、TiC、B4C、ZrAl3等均其晶粒細化作用、其中的C來自C2CL6精煉后的殘留碳、或以碳粉形式直接加入鋁液中；細化劑的加入量與合金種類、成分、加入方法、熔煉溫度、澆注時間等有關(guān)。固溶體合金ZL201、以中間合金形式AL-Ti、AL-B加入

30、的最佳量分別為Ti0.10%0.30%、B0.02%0.04%。共晶型合金如ZL101因（AL）初晶數(shù)量比Zl201少、加入量酌減當把鈦和硼以56：1的比例同時加入時、加入量可降低5倍、并能延緩衰退現(xiàn)象；加入量過大或熔煉、澆鑄時間過長時、TiAl3逐漸聚集、由于其密度大于鋁液、會聚集在熔池底部、失去細化能力、產(chǎn)生衰退現(xiàn)象；用鹽類細化劑時、由于反應(yīng)生成TiAL3、TiB2等尺寸小、彌散分布、在整個熔體內(nèi)到處是反應(yīng)界面、在界面上的鈦、硼富集區(qū)形成了大量（AL）的異質(zhì)核心、提高細化效果、細化劑加入量比以中間合金形式加入的量降低約5倍、而且由于這種異質(zhì)核心長期懸浮于鋁液中、因而抗衰退能力強；細化劑的加

31、入溫度取決于中間合金的熔點成份、一般在800950、使用鹽類細化劑時要選擇合適的溫度并輔以攪拌、務(wù)使反應(yīng)完全，提高鈦、硼、鋯的收得率，又不致使合金液過熱；b) 初晶硅的細化處理：過共晶鋁合金組織存在著大塊多邊形及板塊狀共晶硅、力學(xué)性能差、含硅量越高、初晶硅越多、初晶硅的細化處理就越重要；細化處理僅能細化初晶硅、不能細化共晶硅、不過近年來出現(xiàn)了一些能同時細化二者方法、稱為“雙重編制”、能進一步改善合金的力學(xué)性能，尤其是伸長率，對于含硅量較低的過共晶合金“雙重變質(zhì)”顯得尤為重要；78. 共晶硅變質(zhì)處理：金屬鈉對AL-Si共晶合金的共晶組織有細化作用、能明顯提高合金的力學(xué)性、尤其是伸長率，加納變質(zhì)處

32、理即成為含Si613%的合金鑄造的必要工序；a) 變質(zhì)劑成分的選擇與制備鋁硅合金常用變質(zhì)劑成分及其特征在變質(zhì)劑的四種組成物中、僅有NaF在變質(zhì)溫度下能與鋁液反應(yīng)分解出鈉元素、起變質(zhì)作用、NaF與AL反應(yīng)生成物Na、Na3AlF6，Na3AlF6可穩(wěn)定的存在；NaCl、KCl在變質(zhì)溫度下不能與鋁液反應(yīng)生成穩(wěn)定絡(luò)合物、因此不能起變質(zhì)作用，二者的加入作用是與高熔點的NaF組成混合鹽、大大降低熔點、使變質(zhì)劑在變質(zhì)溫度下處于熔融狀態(tài)、有利于NaF與鋁液的反應(yīng)進行、加快反應(yīng)速度、提高變質(zhì)效果，同時液態(tài)變質(zhì)劑能在鋁液表面形成覆蓋層、對鋁液起保護作用、減少氧化、吸氣，故可將NaCl、KCl稱為稀釋劑或助熔劑，

33、可根據(jù)具體使用要求確定合適加入比例Na3AlF6的加入還會使變質(zhì)劑具有良好的精煉能力、稱為通用變質(zhì)劑、適合重要的鋁件生產(chǎn)中根據(jù)以下原則選擇變質(zhì)劑：i. 變質(zhì)處理一般在精煉后進行、變質(zhì)劑的熔點最好介于變質(zhì)溫度和澆注溫度之間、變質(zhì)處理時處于液態(tài)、有利于反應(yīng)的進行、而在澆注時已變?yōu)楹艹淼娜墼?、便于扒去、不行成溶劑夾渣；ii. 不同牌號采用不同的變質(zhì)劑、如ZL102不含Mg、可以容國熔點高的二元變質(zhì)劑、不必考慮Mg的燒損、故可提高變質(zhì)溫度、增加鈉的收得率，對于含Mg的合金、應(yīng)采用熔點較低的多元變質(zhì)劑，重要鑄件則應(yīng)采用通用變質(zhì)劑；工業(yè)用的NaCl、KCl都含有結(jié)晶水、容易潮解、配制前必須進行脫水處理、破

34、碎、過篩后才能使用、脫水的方法有兩種：i. 重熔：將按比例混好變質(zhì)劑放在坩堝中融化直至不冒泡、不冒煙、經(jīng)破碎過篩后存儲與密封干燥的容器中備用。其優(yōu)點是能徹底去除結(jié)晶水、缺點是加工費時、費能源、使用鐵質(zhì)坩堝容易滲鐵，因各組成物的熔耗不同、變質(zhì)劑的分配比例波動、不穩(wěn)定；ii. 機械混合：將各組分分別烘干、破碎、過篩，按一定比例混合后存儲于密封、干燥的容器中備用、制備工藝比較簡單、生產(chǎn)中大多采用此法；注意：如果變質(zhì)劑撒在鋁液表面發(fā)生強烈的噼啪聲、甚至有變質(zhì)顆粒飛濺、說明含有水分、脫水不徹底、應(yīng)重新烘干；b) 變質(zhì)處理工藝要點變質(zhì)處理工藝要點有四，即溫度、時間、用量及操作方法。i. 溫度變質(zhì)溫度過高、

35、增加鋁液氧化、吸氣，變質(zhì)效果衰退快，合金易滲鐵；溫度過低、變質(zhì)反應(yīng)慢、鈉的收得率低、浪費變質(zhì)劑、編織效果差；生產(chǎn)中、編制溫度通常稍高于澆注溫度、此外還應(yīng)考慮變質(zhì)效果、鋁液冶金質(zhì)量，經(jīng)過試驗來確定編制溫度；ii. 時間變質(zhì)溫度越高、鋁液和變質(zhì)劑反應(yīng)速度越快、所需變質(zhì)時間也越短，具體時間通過試驗確定當采用“壓鹽”或“切鹽”法時，變質(zhì)時間由兩部分組成：覆蓋時間一般為1012min、“壓鹽”或“切鹽”時間為35min。如果變質(zhì)溫度高、變質(zhì)劑結(jié)殼好、甚至已被熔化、則時間取下限；當采用“攪拌”法時、攪拌的時間就是變質(zhì)的時間。由于變質(zhì)劑完全混入鋁液中、接觸面積大、反應(yīng)完全、因此時間可以進一步縮短；iii.

36、用量鋁液中含有0.01%的鈉就能使Al-Si共晶合金完全變質(zhì)、得到纖維狀的共晶硅，則熔煉100kg的AL-Si共晶合金只需要0.018Kg的NaF中的鈉；采用通用二號變質(zhì)劑時、0.043kg就已足，但只占用鋁液質(zhì)量的0.043%、不足以覆蓋全部液面，為了覆蓋鋁液并考慮到NaF不可能全部分解、加入量一般為1.03.0%。對于含硅量低、坩堝的高徑比大或金屬型鑄件可取下限、反之取上限、但要注意防止過變質(zhì)；iv. 操作方法精煉后、扒去氧化皮和熔渣，均勻地撒上一層粉狀變質(zhì)劑、并在規(guī)定的變質(zhì)溫度下保持足夠的時間，和鋁液接觸的一層變質(zhì)劑先發(fā)生反應(yīng)、接著反應(yīng)物AlF3和下一層NaF反應(yīng)生成Na3AlF6、其熔

37、點為992、在反映界面上形成固化的Na3AlF6、阻止鋁液和NaF繼續(xù)反應(yīng)、因此、覆蓋時間再長、也達不到正常變質(zhì)的效果，必須把已結(jié)殼或熔化的變質(zhì)劑壓入鋁液中、使鋁液與NaF完全接觸、反應(yīng)充分進行、得到正常的變質(zhì)組織；采用“壓鹽”法時、用壓瓢把變質(zhì)劑壓入液面下100150mm處、經(jīng)35min后、即可取樣檢驗變質(zhì)效果、變質(zhì)效果良好；采用“切鹽”法時、先把液面結(jié)殼的變質(zhì)劑切成碎塊、然后把碎塊用壓瓢一起壓入鋁液中、經(jīng)35min后取樣檢驗變質(zhì)效果、質(zhì)量也很穩(wěn)定；采用攪拌法時、一邊撒變質(zhì)劑、一邊攪拌、直至出現(xiàn)變質(zhì)效果為止，此法變質(zhì)速度快、鋁液凈化效果好、但勞動強度大、鎂的熔耗大、容易引起溶劑夾渣；為了加速

38、變質(zhì)、縮短變質(zhì)時間、可采用液態(tài)變質(zhì)劑、現(xiàn)在專門熔化設(shè)備中化清變質(zhì)劑、然后沖入鋁液中、同時進行攪拌、變質(zhì)時間可縮短68min、缺點是要另配熔爐、消耗能源。c) 鍶變質(zhì)鍶變質(zhì)加入量為0.02%0.06%、砂型鑄造取上限、金屬型取下限，鍶常以含3%的AL-Sr中間合金形式加入、也有以SrF2+SrCl2混合鹽形式加入，也有SrF2+SrCl2混合鹽形式加入注意：變質(zhì)后不能用氯鹽精煉、以免生成SrCl2、失去變質(zhì)作用、只能通氬氣精煉；鍶的沸點達1380 、比鈉的沸點高得多、不易燒損、砂型鑄造的變質(zhì)有效時間可達68h、故此稱為長效變質(zhì)劑純鍶極其活潑、在大氣中即強烈氧化為白色粉末SrO、遇水即分解出氫、必

39、須在煤油或石蠟油中保存、使用前用丙酮清洗干凈后立即投入鋁液中，鍶變質(zhì)的缺點是鍶中存在SrH、除氫不易、并且易產(chǎn)生鑄型反應(yīng)、常在鑄件中形成針孔；鍶變質(zhì)適用于澆注時間長的場合；d) 銻變質(zhì)銻變質(zhì)僅適用于亞共晶合金、變質(zhì)效果對冷卻速度很敏感、故常用于金屬型鑄造、變質(zhì)后共晶硅呈短桿狀、需輔以熱處理、使共晶硅進一步溶斷、粒化、方能明顯提高力學(xué)性能。銻的熔點為630 、密度為6.67g/cm3、直接加入鋁液中將生成熔點達1100的AlSb、凍在坩堝底、因此必須以AL-Sb中間合金形式加入，銻的加入量0.2%，Al-Sb中間合金以Sb4%8%為宜。經(jīng)銻變質(zhì)的鋁液流動性好、充型能力強、能獲得致密的鑄件、銻不宜

40、燒損、經(jīng)多次重熔后仍有相同的變質(zhì)效果、稱為“長效變質(zhì)劑”、適用于需要長時間澆注的場合；其缺點是和Mg形成Mg3Sb2、使合金強度下降、必須補加鎂；不能和鈉變質(zhì)的回爐料混雜、否則變質(zhì)作用互相抵消；另外、熱處理后鑄件表面有一薄層黑色SbO、影響美觀；e) 稀土變質(zhì)i. 混合稀土混合稀土一般含鈰、占40%以上、其余為La、Nd、Sm等，密度為7g/cm3左右、容易氧化、可制成含有10%左右的Al-RE中間合金加入鋁液、也可包在鋁皮中經(jīng)預(yù)熱后直接加入鋁液中、輕輕攪拌、使其逐漸熔清、不使沉底、形成冷凍塊；加入量大于0.5%時、共晶硅開始細化、超過0.8%時共晶硅成細片狀、超過1.2%時、共晶硅反而粗化、

41、故加入量為0.81.2%。混合稀土的變質(zhì)作用對冷速敏感、適用于金屬型鑄件、獲得的組織屬亞變組織、隨后的熱處理使共晶硅熔斷、?；⒑辖鸬牧W(xué)性能明顯提高；ii. 稀土化合物1. 稀土氟鹽CeF3與鋁液發(fā)生反應(yīng)生成CeAlF6、Ce，反應(yīng)產(chǎn)物Ce即起變質(zhì)作用、CeF3的加入量為0.2%0.5%、變質(zhì)溫度730750、加入量過大時將在晶界上出現(xiàn)粗大的Al-Si-Fe-Ce雜質(zhì)化合物、惡化合金力學(xué)性能；2. 碳酸稀土RE2(CO3)3與鋁液發(fā)生反應(yīng)生成RE、AL2O3、3CO2，反應(yīng)置換出的RE起變質(zhì)作用RE2(CO3)3的熔點為760左右、必須和助融劑配合、熔點降至600744、然后加入鋁液、采用富鑭碳酸稀土配合助熔劑對ZL102合金進行變質(zhì)、加入量為0.4%0.6%、合金中稀土殘留量為0.2%0.3%、能得到滿意的變質(zhì)組織；稀土元素變質(zhì)的優(yōu)點: 長效：因為稀土熔點高、不宜燒損；有固溶作用：有微量稀土溶入（AL）中；減少針孔：能捕獲合金中的氫氣生成REmHn；稀土元素變質(zhì)的缺點：不適用于緩慢冷卻的鑄件、變質(zhì)后必須輔