【實用資料】鑄造鋁合金及閱讀報告PPT

鑄造鋁合金及閱讀報告二、四大鋁合金的成分、組織、性能一、鋁硅合金的成分、組織、性能鋁硅二元合金具有簡單的共晶型相圖,共晶成分在Si12.6%,亞共晶成分在Si1.65%,共晶成分為α（AL）和β（Si)兩種相，亞共晶合金組織由α（AL）+共晶體（α+β），過共晶體由β（Si)+共晶體（α+β）。由于結(jié)晶硅帶入微量磷使亞共晶合金中出現(xiàn)初晶硅，并使共晶硅形成粗大的斑片狀。由Al-Si二元相圖，含Si16%-18%處有流動峰值。

共晶成分在Si12.6%處，亞共晶合金的組織由α(A1)+共晶體(α+β)所組成，過共晶合金的組織由β(Si)+共晶體(α+β)所組成。由于結(jié)晶硅帶入微量磷，即使10ppm的磷生成AlP就足以使Si9%的亞共晶合金中出現(xiàn)初晶硅，并使共晶硅形成粗大的板片狀。隨硅量的增加，結(jié)晶溫度區(qū)間變小，共晶體增加，流動性隨之提高，見圖12-2。硅的收縮率很小，合金的線收縮率也隨之降低，熱裂傾向相應(yīng)減少;硅的結(jié)晶潛熱大，直至Si20%處，流動性仍比共晶成分的合金高。從圖12-2可見，含Si16%-18%處有流動性的峰值。

共晶型Al-Si二元合金鑄造性能優(yōu)良，但力學(xué)性能不高，故只能用于壓鑄、擠壓鑄造等高速冷卻的鑄造方法；對于低速冷卻的鑄造方法必須進行變質(zhì)處理，細化共晶硅，以獲得足夠的力學(xué)性能。鋁與共晶硅的切削性能不好，除了進行變質(zhì)處理，細化共晶硅、初晶硅，還可加入鉍、鉛等易切削元素。對于砂型鑄造，石膏型鑄造等冷卻速度慢的鑄造方法，必須進行變質(zhì)處理，細化共晶硅，以獲得足夠的力學(xué)性能。圖12-3為含硅量和變質(zhì)處理對Al-Si二元合金力學(xué)性能的影響。Al-Si二元合金代表是ZL102合金，成分為Si10%-13%，金相組織為α（AL）+共晶體（α+β）及少量初晶硅。性能特點：1、熱處理強化效果小，力學(xué)性能不高2、鑄造性能優(yōu)良3、耐磨性、抗腐性、耐熱性好

4、必須進行變質(zhì)處理，提高力學(xué)性能

細化共晶硅的變質(zhì)處理不能同時細化初晶硅，對于有大量初晶硅的過共晶合金，必須采用加磷細化初晶硅，提高力學(xué)性能。含硅量對Al-Si二元合金耐磨、耐蝕、線膨脹系數(shù)等的影響見圖12-4，對密度、電導(dǎo)率的影響見圖12-5，隨硅量的增加，磨損量、腐蝕量、線膨脹系數(shù)、密度、電導(dǎo)率均直線下降。

鋁的塑性大，切削時需消耗很大的功，隨硅量增加，共晶體增多，切削功可減小，但共晶硅硬度高，易磨損刀具，尤其是有粗大初晶硅的過共晶合金，刀具磨損更嚴重，被加工的表面很毛糙。為改善切削加工性能，除進行相應(yīng)的變質(zhì)處理，細化共晶硅、初晶硅外，可加入鉍、鉛等易切削元素;對過共晶合金可采用鑲嵌鉆石刀具，選擇最佳切削速度和合適的切削液等，也能獲得光潔的加工表面。綜上所述，為了兼顧合金的各種服役性能和工藝性能，鋁硅類合金的含硅量一般為7%-12%。化學(xué)成分和性能表活塞合金

活塞是發(fā)動機中傳遞能量的一個非常重要的構(gòu)件。對活塞的要求是：密度小，質(zhì)量小，導(dǎo)熱性好，熱膨脹系數(shù)小，有足夠的高溫強度，耐磨、耐蝕、尺寸穩(wěn)定性好。活塞的批量大，要求制作工藝筒單。成本低廉。目前使用的是鋁硅共晶合金類及鋁硅過共晶合金類。（一）ZAlSi12Cu2Mg合金ZAlSi12Cu2Mg合金代號ZL108，成分：Si11%13%,Cu1.0%-2.0%,Mg0.4%-1.0%,Mn0.3%-0.9%,其余為鋁。變質(zhì)方法：傳統(tǒng)鈉鹽變質(zhì)，加磷細化處理或磷、鈉綜合處理。在ZL108基礎(chǔ)上加Ni0.8%-1.5%s是ZL109，高溫性能更好，但價格高，因此只作重要活塞。（二）過共晶鋁活塞過共晶鋁活塞的含硅量高達17%-26%，熱膨脹系數(shù)很低，國外已廣泛用于活塞生產(chǎn)。隨著高功率及增壓內(nèi)燃機的出現(xiàn)，我國也已開始應(yīng)用，加入銅和鎂能強化合金，但銅和鎂應(yīng)控制在2%左右，過多會使合金變脆。加鎳能提高熱穩(wěn)定性，加入稀土能生成Al8Cu4Ce、Al24Cu8Ce3Mn等熱強相，還能細化晶粒，配合加磷能得到初晶硅、共晶硅都細化的組織。圖12-18b為加磷后的組織。這種合金在300℃時的高溫強度和200℃時的線膨脹系數(shù)等性能指標均優(yōu)于德國同類合金KS280，見表12-5。

鋁硅合金中加入鎂后的組織可按Al-Mg2Si-Si偽三元相圖分析，見圖12-13。A1-Si-Mg系合金固溶處理，Mg2Si固溶入α(Al)中，人工時效后，Mg2Si呈彌散相析出，使α(A1)的結(jié)晶點陣發(fā)生畸變，強化合金，力學(xué)性能大幅度提高。從圖12-13可知，Al-Mg2Si-Si的三元共晶點ET1，的溫度為559℃，固溶處理的溫度原本可以接近550℃左右，但由于工業(yè)合金中雜質(zhì)的影響及非平衡結(jié)晶，ET1會下降，再考慮熱處理爐溫不均勻及測溫儀表的誤差。國標中規(guī)定固溶處理的溫度為535℃±5℃。

Al-Si-Mg系合金

Al-Si-Cu-Mg系合金在Al-Si合金中同時加入鎂和銅，除α(Al)、Si、Mg2Si、CuAl2外，還出現(xiàn)四元W(AlxMg5Cu4Si4)，見圖12-17。W相的熱處理強化效果最好，Mg2Si次之，熱強性則以CuAl2最好。銅和鎂的總量低，則強化效果差，總量過高時塑性下降，最佳總量為1.5%-2.0%,Cu:Mg≈2.5Al-Si-Cu系合金圖12-16是Al-Si-Cu三元相圖等溫溶解度圖，存在的相有:α(Al)，二元共晶(α+Si)和(α+Al2Cu)，三元共晶(α+Si+Al2Cu)，三元共晶的溫度為524℃，含有Cu4.9%，Si1.1%。隨溫度下降，Cu、Si的溶解度下降，300℃時，兩者的溶解度趨于零。

鋁硅類合金中的雜質(zhì)

鋁硅類合金中常見的雜質(zhì)是鐵，其它還有錫、鉛、鈣等。(一)鐵鐵在Al-Si合金中以βSi(Ai9Fe2Si2)形式出現(xiàn)，既硬又脆，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，降低合金的耐蝕性，不能進行表面陽極氧化。圖12-21為ZL102中的針狀βSi

圖1-2512%Si。雜質(zhì)鐵的來源為爐料、坩堝及熔煉工具。防止?jié)B鐵的有效途徑有:控制爐料中含鐵量，采用等級較高的鋁錠；在坩堝、工具上涂覆涂料；鋁液避免在鐵質(zhì)坩堝中長期保溫、跑溫。

為消除βSi的有害作用，可在合金中加入錳、鉻、鈷、鉬等能改變βSi形態(tài)，形成塊狀或骨架狀復(fù)雜化合物的元素?？砂吹谋壤渝i，形成塊狀A(yù)lSiMnFe，從面削弱鐵的有害作用。加入Be0.05%-0.1%，βSi轉(zhuǎn)化為點狀A(yù)l5BeFeSi，可消除脆性，但鈹?shù)膬r貴，鈹蒸氣有毒，宜慎重使用。含鐵量超過2.0%的回爐料一般作廢鋁處理或給壓鑄廠回用。砂型鑄造時，雜質(zhì)鐵應(yīng)控制在0.3%以下。隨著冷速的加大，

βSi隨之細化，可適當(dāng)放寬鐵量的限制。壓鑄時，冷速極高，為提高鑄件的脫模性，鐵量過低反而不利，可提高到1.2%。

(二)磷

Al-Si合金中常含有微量磷，當(dāng)其含量高于10ppm時，對合金組織即產(chǎn)生影響。首先，磷與殘存的鈉反應(yīng)[見式(12-1）]，使變質(zhì)失效；其次，磷在α(Al)、βSi中的分配系數(shù)極小，富集在βSi表面，封鎖了產(chǎn)生小角度分枝的臺階，抑制了βSi的小角度分枝，使βSi只能按晶體學(xué)要求以大角度分枝形式長大，從而引起組織粗化。如果爐料管理不善，磷處理的爐料和鈉變質(zhì)的爐料相混，將造成鑄件的成批報廢。

3Na+AlP→Na3P+Al（12-1）

(三)錫、鉛、鈣

錫和鉛是從爐料中帶入的，它們和鋁、硅形成低熔點共晶體，熱處理時引起過燒，其含量控制在0.01%以下。但在過共晶活塞合金中，錫和鉛是有益元素，能改善合金的切削性能。鈣是從結(jié)晶硅中帶入的，對共晶硅有一定的變質(zhì)作用，但在鋁液內(nèi)生成硅化鈣、磷化鈣等高熔點化合物，降低合金的流動性，鑄件易形成縮松。這些化合物硬而脆，使合金變脆。鈣的限制含量為0.03%。Fe、Mg及冷卻對材料性能的影響

含錫雜質(zhì)顯微組織二、鋁銅二元合金的成分、組織、性能鋁銅二元合金在548℃，高于Cu5.0%時出現(xiàn)α（AL）+θ(CuAl2)離異共晶體代表合金由ZAlCu10代號ZL202，Cu9.0%-11.0%鑄態(tài)組織α（AL）+[α（AL）+θ(CuAl2)]l離異共晶體。組織相圖如右圖所示性能特點：1、熔煉工藝簡單，有一定量的共晶體2、鑄造性能尚可，但不能固溶強化3、鑄態(tài)使用，力學(xué)性能不高另一代表合金ZAlCu4，代ZL203，Cu4.0%-5.0%鑄態(tài)組織α（AL）及少量CuAl2組成，α（AL）有嚴重內(nèi)偏析。性能特點：

1、合金熔煉工藝簡單2、經(jīng)固溶處理、人工時效后，力學(xué)性能大幅度提高，α（AL）晶內(nèi)偏析消除，但鑄造性能差

三、鋁鎂二元合金的成分、組織、性能鋁鎂二元合金451℃，鎂在α（AL）中的溶解度達14.9%，但在鑄造條件下非平衡結(jié)晶時，因冷卻速度不一樣，在鎂含量大于9%時，組織中出現(xiàn)離異共晶體α（AL）+β（Al3Mg2）。固溶處理后力學(xué)性能提高大。含鎂量12%有強度峰值，伸長率在10%左右，故鋁鎂合金鎂量不能超過11%代表合金ZAlMg10,代號ZL301，成分Mg9.5%-11%，鑄態(tài)組織α（AL）+離異共晶體Al3Mg2組成性能特點：1、密度小，比強度比其余鑄鋁高，抗腐性高，鑄造性能尚好

2、熔煉時必須在熔劑的保護下熔煉，熔煉工藝復(fù)雜3、在室溫下長期工作也會發(fā)生時效，力學(xué)性能下降，合金老化，抗腐性能下降

4、切削性能好

四、鋁鋅二元合金的成分、組織、性能當(dāng)溫度在275-353℃時，在鋅量為31.6%-77.7%的合金中將發(fā)生調(diào)幅分解α→α1+α2α1為富鋁相，α2為富鋅相，兩者都是面心立方體結(jié)構(gòu)，并具完全共格關(guān)系。當(dāng)溫度下降到275℃一下時，繼續(xù)分解α1+α2→α（AL）+β（Zn）性能特點：熱強性很低，耐腐蝕性能低，實用價值低

三、鋁合金鑄造性能鑄造性能是一個綜合概念，其中對鑄件質(zhì)量影響最大的是流動性和收縮率。硅的融化潛熱大，是硅鋁類合金的主要元素，且含量在共晶成分附近，因此，鋁硅合金的流動性最好。銅鎂鋅類鋁合金的流動性都不如鋁硅合金。當(dāng)合金元素含量相同時，合金元素體收縮率越大，則合金的體收縮率越大，鑄件中縮孔、縮松的體積也越大。同理，當(dāng)合金元素含量相同時，他們的線膨脹系數(shù)越大，則合金的線膨脹系數(shù)越大，線收縮率也越大，鑄件越容易產(chǎn)生裂紋、變形、翹曲等缺陷。熱烈傾向也是一項重要鑄造性能指標。影響熱烈傾向的因素有：線收縮率，結(jié)晶溫度范圍，共晶體數(shù)量，合金的高溫強度及低熔點雜志元素含量。Al-Si類合金的鑄造性能及有關(guān)數(shù)據(jù)鋁鑄件的熱處理 一、熱處理目的：提高鋁鑄件的綜合力學(xué)性能消除偏析和針狀組織改善組織和性能穩(wěn)定鋁鑄件的組織和尺寸消除鑄造應(yīng)力二、熱處理常用規(guī)范對有”自動淬火“效應(yīng)的合金，常采用T1，使過飽和相沉淀，提高金屬力學(xué)性能。消除鑄造內(nèi)應(yīng)力及切削加工引起的切削應(yīng)力，提高零件尺寸穩(wěn)定性，使鋁硅類合金中的共晶硅球化，提高合金塑性。固溶處理提高合金的強度和塑性，對鋁鎂合金使最終熱處理工序，對需進行人工時效的，進一步提高合金抗拉強度的合金是熱處理前期工序固溶處理后，在比人工時效稍高的溫度下保溫，使部分強化相脫溶，稱穩(wěn)定化回火，適用于在較高溫度下工作的零件，能使組織和尺寸穩(wěn)定，尚保留一定的抗拉強度。

固溶處理后比T7更高的溫度下保溫，使固溶體脫溶分解，強化相聚集球化，犧牲合金強度提高塑性。等溫淬火在不降低力學(xué)性能的同時，可減少淬火引起的變形，還能縮短生產(chǎn)周期經(jīng)過多次加熱至350℃左右然后冷卻，在190-150℃進行循環(huán)處理，可使鑄件體積更加穩(wěn)定。三、熱處理常見缺陷及其防止1、力學(xué)性能不合格強度、硬度過高而塑性不合格，或者強度、塑性指標都不合格等固溶溫度偏低或保溫時間不足。液淬時冷卻速度不夠。鑄件從出爐到淬火槽的轉(zhuǎn)移時間過長人工時效溫度過低或保溫時間不夠以上原因造成的力學(xué)性能不合格的，可以從新熱處理，但不得超過3次，重復(fù)處理時間相應(yīng)縮短。2、過燒避免過燒的措施：

使用可靠、準確的控溫儀表，操作小心。用空氣循環(huán)式電爐，爐膛內(nèi)溫度均勻，溫差不超過熱處理工藝參數(shù)規(guī)定的溫度范圍。對壁厚不均勻，形狀復(fù)雜或大型鑄件應(yīng)緩慢升溫加熱。3、變形和開裂防止變形和開裂的措施：從嚴控制爐內(nèi)升溫速度。根據(jù)鑄件的形狀，設(shè)計、制造成型夾具，或淬火時選擇正確的落水方向，盡量使鑄件各部分均勻冷卻減少變形量。選擇合適的加熱爐4、表面腐蝕防止措施：加大淬火時的冷卻速度。從爐內(nèi)到淬火槽的轉(zhuǎn)移時間要短。淬火介質(zhì)溫度不得高于工藝參數(shù)的規(guī)定。鑄造鋁合金的熔煉熔煉工藝師是鑄件生產(chǎn)過程中的一個有機組成，一個優(yōu)質(zhì)鋁鑄件的獲得，需要有一套優(yōu)化的鑄造方法、鑄造工藝、熔煉工藝及澆注工藝相配合。熔煉工藝過程控制的內(nèi)容包括正確的加料次序。嚴格控制熔煉溫度和時間、實現(xiàn)快速熔煉，效果顯著地鋁液凈化處理和變質(zhì)處理及掌握可靠的鋁液前質(zhì)量檢測手段等。熔煉工藝過程控制的目的是獲得高質(zhì)量的能滿足下列要求的鋁液：化學(xué)成分符合國家標準，合金液成分均勻合金液純凈、氣體、氧化夾雜、熔劑夾雜含量低需要變質(zhì)處理的合金液，變質(zhì)良好。銅鎂鋅類鋁合金的流動性都不如鋁硅合金。2）有沒有尖角區(qū)或死亡區(qū)存在？七、ZL303合金常用語耐蝕耐熱材料，多用于船舶。不同牌號的合金應(yīng)采用不同的變質(zhì)劑，如ZL102合金中不含鎂，可采用熔點高的二元變質(zhì)劑。鑄造鋁合金的缺陷及分析對有”自動淬火“效應(yīng)的合金，常采用T1，使過飽和相沉淀，提高金屬力學(xué)性能。常在產(chǎn)生應(yīng)力和熱膨張系數(shù)較大的合金冷卻過劇。二、四大鋁合金的成分、組織、性能（三）變質(zhì)效果檢測首先，磷與殘存的鈉反應(yīng)[見式(12-1）]，使變質(zhì)失效；1）合金液析出氣體—a與原材料有關(guān)b與熔煉工藝有關(guān)以上原因造成的力學(xué)性能不合格的，可以從新熱處理，但不得超過3次，重復(fù)處理時間相應(yīng)縮短。(二)變質(zhì)處理的工藝要點1）清理分型面，清理型腔，清理頂桿；等溫淬火在不降低力學(xué)性能的同時，可減少淬火引起的變形，還能縮短生產(chǎn)周期3%，稀土加入后要靜置，此時間段稱潛伏期，稀土加入形式為純稀土、Al-RE中間合金及稀土化合物，稀土精煉最適用的是鋁硅合金。工藝流程爐體簡圖目前行業(yè)內(nèi)常用的干床式連續(xù)熔解爐其它設(shè)備電磁攪拌由于電磁攪拌縮短了整體溫度均勻時間，降低了金屬液面的溫度，由于在攪拌時基本不破壞熔體表面氧化層，從而可減少熔體的氧化損失。在不打開爐門的條件下攪拌，可抑制爐內(nèi)的熱量散失，可縮短熔煉時間，同時提高熔煉效率。－參考相關(guān)資料－電磁攪拌效果和錄像鋁合金熔煉對于熔爐的要求及比較非鐵合金熔煉過程中的突出問題：元素容易氧化；合金易吸氣。為獲得含氣量低，夾雜物少，化學(xué)成份均勻而合格的高質(zhì)量合金液及優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)低耗的生產(chǎn)，對熔煉爐基本要求：1.熔化速度快、時間短，燒損、吸氣少。；2、熔體表面積與熔體深度比盡可能小。3、熔池內(nèi)溫度均勻并易于控制；4、熱效率高，燃料、電能消耗低，爐襯壽命長。5、工藝操作方便，裝料及熔煉的所有工序盡可能采用機械化、自動化，勞動衛(wèi)生條件好。；6、爐體的化學(xué)穩(wěn)定性及各方面能保證所要求的熔體質(zhì)量。

熔爐分類及優(yōu)、缺點：1、火焰反射爐或稱倒焰爐：火焰與鋁液直接接觸，依靠強烈熱輻射及對流傳導(dǎo)的熱作用。與空氣接觸面積大，損失熱量多，溫度不易均勻，深度一般450mm，燃料有天然氣、重油、煤氣、柴油。優(yōu)點是成本低產(chǎn)量高，燃料種類都容量大在嚴格遵守熔煉、精煉及轉(zhuǎn)注工藝條件下可得到滿意的鑄錠質(zhì)量。缺點是熔池液表面積大燒損大，吸氣量大，熱效率低，噪聲大，污染大。2感應(yīng)爐：依靠感應(yīng)電流使合金發(fā)熱而熔化，受電磁力及熱對流作用形成渦流使合金受熱均勻，溫度、成份均勻，熔化快，氧化燒損小，吸氣少（爐氣中可溶性氣體含量低）易于控溫，設(shè)備周圍溫度低，煙塵、噪聲小，工作條件好。缺點是由于熔體易于過熱而晶粒粗大，設(shè)備造價高，能源成本高。3、電阻反射爐：通過電熱體發(fā)生熱量，適合做保溫爐?？扇蹮挼慕饘儋|(zhì)量高，工作環(huán)境好，缺點是容量小，生產(chǎn)率低。鑄造鋁合金的精煉精煉的目的在于清除鋁液中的氣體和各類有害雜質(zhì)，凈化鋁液，防止在鑄件中形成氣孔和夾渣。一、鋁鑄件中氣體形態(tài)及對鑄件性能的影響1、針孔點狀針孔網(wǎng)狀針孔混合型針孔針孔可按國家標準分等級，等級越差，則鑄件的力學(xué)性能越低，其抗蝕性能和表面質(zhì)量越差，其中網(wǎng)狀針孔割裂合金基體，危害性比點狀針孔大。2、皮下氣孔3、單個大氣孔（皮下氣孔和單個大氣孔均與鋁液純凈度鋁液質(zhì)量無關(guān)）鑄造鋁合金的缺陷及分析一氧化夾渣缺陷特征：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)產(chǎn)生原因：

1．爐料不清潔，回爐料使用量過多

2.澆注系統(tǒng)設(shè)計不良

3．合金液中的熔渣未清除干凈

4．澆注操作不當(dāng)，帶入夾渣

5.精煉變質(zhì)處理后靜置時間不夠防止方法：

1．爐料應(yīng)經(jīng)過吹砂，回爐料的使用量適當(dāng)降低

2．改進澆注系統(tǒng)設(shè)計，提高其擋渣能力

3.采用適當(dāng)?shù)娜蹌┤ピ?/p>

4．澆注時應(yīng)當(dāng)平穩(wěn)并應(yīng)注意擋渣

5．精煉后澆注前合金液應(yīng)靜置一定時間

二氣孔氣泡缺陷特征：三鑄件壁內(nèi)氣孔一般呈圓形或橢圓形，具有光滑的表面，一般是發(fā)亮的氧化皮，有時呈油黃色。表面氣孔、氣泡可通過噴砂發(fā)現(xiàn)，內(nèi)部氣孔氣泡可通過X光透視或機械加工發(fā)現(xiàn)氣孔氣泡在X光底片上呈黑色。產(chǎn)生原因：

1．澆注合金不平穩(wěn)，卷入氣體

2．型(芯)砂中混入有機雜質(zhì)(如煤屑、草根馬糞等)

3．鑄型和砂芯通氣不良

4．冷鐵表面有縮孔

5．澆注系統(tǒng)設(shè)計不良防止方法：

1．正確掌握澆注速度，避免卷入氣體。

2．型(芯)砂中不得混入有機雜質(zhì)以減少造型材料的發(fā)氣量

3．改善(芯)砂的排氣能力

4．正確選用及處理冷鐵5．改進澆注系統(tǒng)設(shè)計

三縮松缺陷特征：鋁鑄件縮松一般產(chǎn)生在內(nèi)澆道附近飛冒口根部厚大部位、壁的厚薄轉(zhuǎn)接處和具有大平面的薄壁處。在鑄態(tài)時斷口為灰色，淺黃色經(jīng)熱處理后為灰白淺黃或灰黑色在x光底片上呈云霧狀嚴重的呈絲狀縮松可通過X光、熒光低倍斷口等檢查方法發(fā)現(xiàn)。產(chǎn)生原因：

1．冒口補縮作用差

2．爐料含氣量太多

3．內(nèi)澆道附近過熱

4．砂型水分過多，砂芯未烘干

5．合金晶粒粗大

6．鑄件在鑄型中的位置不當(dāng)

7．澆注溫度過高，澆注速度太快防止方法：

1．從冒口補澆金屬液，改進冒口設(shè)計

2．爐料應(yīng)清潔無腐蝕

3．鑄件縮松處設(shè)置冒口，安放冷鐵或冷鐵與冒口聯(lián)用

4．控制型砂水分，和砂芯干燥

5．采取細化品粒的措施

6．改進鑄件在鑄型中的位置降低澆注溫度和澆注速度

四裂紋缺陷特征:

1．鑄造裂紋。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(fù)雜的鑄件容易出現(xiàn)

2．熱處理裂紋：由于熱處理過燒或過熱引起，常呈穿晶裂紋。常在產(chǎn)生應(yīng)力和熱膨張系數(shù)較大的合金冷卻過劇?；虼嬖谄渌苯鹑毕輹r產(chǎn)生產(chǎn)生原因：

1．鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，有尖角，壁的厚薄變化過于懸殊

2．砂型(芯)退讓性不良

3．鑄型局部過熱

4．澆注溫度過高

5．自鑄型中取出鑄件過早

6．熱處理過熱或過燒，冷卻速度過激防止方法:

1．改進鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計，避免尖角，壁厚力求均勻，圓滑過渡

2．采取增大砂型(芯)退讓性的措施

3．保證鑄件各部分同時凝固或順序凝固，改進澆注系統(tǒng)設(shè)計

4．適當(dāng)降低澆注溫度

5．控制鑄型冷卻出型時間

6．鑄件變形時采用熱校正法

7．正確控制熱處理溫度，降低淬火冷卻速度

氣孔分析壓鑄件缺陷中，出現(xiàn)最多的是氣孔。氣孔特征。有光滑的表面，形狀是圓形或橢圓形。表現(xiàn)形式可以在鑄件表面、或皮下針孔、也可能在鑄件內(nèi)部。（1）氣體來源

1）合金液析出氣體—a與原材料有關(guān)b與熔煉工藝有關(guān)

2）壓鑄過程中卷入氣體¬—a與壓鑄工藝參數(shù)有關(guān)b與模具結(jié)構(gòu)有關(guān)

3）脫模劑分解產(chǎn)生氣體¬—a與涂料本身特性有關(guān)b與噴涂工藝有關(guān)（2）原材料及熔煉過程產(chǎn)生氣體分析鋁液中的氣體主要是氫，約占了氣體總量的85%。熔煉溫度越高，氫在鋁液中溶解度越高，但在固態(tài)鋁中溶解度非常低，因此在凝固過程中，氫析出形成氣孔。氫的來源：

1）大氣中水蒸氣，金屬液從潮濕空氣中吸氫。

2）原材料本身含氫量，合金錠表面潮濕，回爐料臟，油污。

3）工具、熔劑潮濕。

（3）壓鑄過程產(chǎn)生氣體分析由于壓室、澆注系統(tǒng)、型腔均與大氣相通，而金屬液是以高壓、高速充填，如果不能實現(xiàn)有序、平穩(wěn)的流動狀態(tài)，金屬液產(chǎn)生渦流，會把氣體卷進去。壓鑄工藝制定需考慮以下問題：1）金屬液在澆注系統(tǒng)內(nèi)能否干凈、平穩(wěn)地流動，不會產(chǎn)生分離和渦流。2）有沒有尖角區(qū)或死亡區(qū)存在？3）澆注系統(tǒng)是否有截面積的變化？4）排氣槽、溢流槽位置是否正確？是否夠大？是否會被堵??？氣體能否有效、順暢排出？應(yīng)用計算機模擬充填過程，就是為了分析以上現(xiàn)象，以作判斷來選擇合理的工藝參數(shù)。

（4）涂料產(chǎn)生氣體分析涂料性能：如發(fā)氣量大對鑄件氣孔率有直接影響。噴涂工藝：使用量過多，造成氣體揮發(fā)量大，沖頭潤滑劑太多，或被燒焦，都是氣體的來源。（5）解決壓鑄件氣孔的辦法先分析出是什么原因?qū)е碌臍饪?，再來取相?yīng)的措施。1）干燥、干凈的合金料。2）控制熔煉溫度，避免過熱，進行除氣處理。3）合理選擇壓鑄工藝參數(shù)，特別是壓射速度。調(diào)整高速切換起點。4）順序填充有利于型腔氣體排出，直澆道和橫澆道有足夠的長度（>50mm），以利于合金液平穩(wěn)流動和氣體有機會排出?？筛淖儩部诤穸?、澆口方向、在形成氣孔的位置設(shè)置溢流槽、排氣槽。溢流品截面積總和不能小于內(nèi)澆口截面積總和的60%，否則排渣效果差。5）選擇性能好的涂料及控制噴涂量。

3.稀土對鋁硅合金的變質(zhì)作用鑄造Al－Si合金中Si相在自然生長條件下會長成塊狀或片狀的脆性相，它嚴重割裂基體，降低合金的強度和塑性，因而需要將它改變成有利的形態(tài)。變質(zhì)處理使共晶Si由粗大的片狀變成細小纖維狀或?qū)悠瑺?，從而提高合金性能。迄今已發(fā)現(xiàn)，堿金屬中的K、Na，堿土金屬中的Ca、Sr，稀土元素Eu、La、Ce和混合稀土，氮族元素Sb、Bi，氧族元素S、Te等均具有變質(zhì)作用。在Al－Si合金中，添加鋁稀土中間合金或稀土氯化物和氟化物，可使共晶Si相由片條狀變成球粒狀。不同稀土的變質(zhì)能力不同，大體上隨著原子半徑由大變小，變質(zhì)能力由強變?nèi)?。稀土變質(zhì)劑具有很好的長效性和重熔穩(wěn)定性，吸氣傾向小，無污染、加入工藝簡便、無腐蝕作用。研究結(jié)果表明，含La為0.056%變質(zhì)后的合金，重熔10次，每次取樣進行金相檢驗，發(fā)現(xiàn)最終仍有變質(zhì)效果，La的最終濃度仍有0.035%，仍處于最佳變質(zhì)范圍之內(nèi)。0.3%混合稀土變質(zhì)合金，重熔5次，發(fā)現(xiàn)最終仍有良好變質(zhì)效果。變質(zhì)工藝直接影響著稀土的變質(zhì)效果。對Al－Si合金，獲得穩(wěn)定變質(zhì)組織的關(guān)鍵是減少稀土的燒損，并防止稀土的偏聚，使稀土迅速均勻地擴散到鋁液中。稀土變質(zhì)有一潛伏期，即必須在高溫下保持一定時間，稀土才能發(fā)揮最大變質(zhì)作用。解決鑄造鋁合金缺陷的措施1、設(shè)備調(diào)整由于每一種缺陷的產(chǎn)生原因來自多個不同的影響因素，因此在實際生產(chǎn)中要解決問題，面對眾多原因到底是非功過先調(diào)機？還是先換料？或先修改模具？建議按難易程度，先簡后復(fù)雜去處理，其次序：

1）清理分型面，清理型腔，清理頂桿；改善涂料、改善噴涂工藝；增大鎖模力，增加澆注金屬量。這些靠簡單操作即可實施的措施。

2）調(diào)整工藝參數(shù)、壓射力、壓射速度、充型時間、開模時間，澆注溫度、模具溫度等。

3）換料，選擇質(zhì)優(yōu)的鋁合金錠，改變新料與回爐料的比例，改進熔煉工藝。

4）修改模具，修改澆注系統(tǒng)，增加內(nèi)澆口，增設(shè)溢流槽、排氣槽等。例如壓鑄件產(chǎn)生飛邊的原因有：

1）壓鑄機問題：鎖模力調(diào)整不對。

2）工藝問題：壓射速度過高，形成壓力沖擊峰過高。

3）模具問題：變形，分型面上雜物，鑲塊、滑塊有磨損不平齊，模板強度不夠。解決飛邊的措施順序：清理分型面→提高鎖模力→調(diào)整工藝參數(shù)→修復(fù)模具磨損部位→提高模具剛度。從易到難，每做一步改進，先檢驗其效果，不行再進行第二步。

2、原材料添加劑在[1]鑄造鋁合金中添加稀土可以有效的改善鑄造鋁合金的缺陷。

1.稀土在鋁合金中的精煉作用鋁合金中添加適量稀土元素對精煉效果具有促進作用。稀土元素可以改善夾雜物形態(tài)，凈化晶界。采用真空吸鑄法研究了AlRE中間合金對A356合金流動性的影響，實驗結(jié)果證明合金熔體中加入適量的稀土元素，能夠使固液相線溫度差減少，減小合金的糊狀凝固趨勢，并且降低合金熔體表面張力，此外還有去氣、除雜的精煉作用，這都會使熔體流動性提高，粘度降低，有利于夾雜物和氣體的排除。已研究開發(fā)出一種含有稀土化合物的鋁合金新型熔劑，該熔劑通過發(fā)生一系列的物理和化學(xué)反應(yīng)，不僅可使A356合金熔體720℃時的含氫量由大于0.30ml/100g(Al)下降到0.10ml/100g(Al)以下，除氣效果顯著，并使A356合金的室溫抗拉強度提高7.27%，延伸率提高85.58%。但是，過量的稀土元素也會加劇富RE相的聚集，成為夾雜物，從而降低合金熔體的流動性。

2.稀土對鋁合金的細化作用有目的地抑制柱狀晶和雙柱狀晶生長，促進細小等軸晶形成，這種工藝過程就叫作晶粒細化處理。由于晶粒得以細化，合金的性能得到提高，同時還使縮松、熱裂、針孔等缺陷下降。細化處理的最基本方法是抑制形核，以及向熔體中添加晶粒細化劑的外來形核質(zhì)點。目前，添加細化劑的方法成為最有效、最實用的方法。鑄造鋁合金中常用的共有三種類型的晶粒細化劑：二元Al－Ti合金、二元Al－B合金和三元Al－Ti－B合金。中間合金(晶粒細化劑)加入到鋁合金熔體中發(fā)生溶解，釋放出金屬間化合物相，成為外來形核核心。在鋁合金中加入稀土，既可細化晶粒，也可明顯細化枝晶組織(減小二次枝晶間距)，其最佳效果對應(yīng)于不同的稀土含量。但是，其細化效果弱于Ti、B等元素。稀土加入的臨界值與合金的熔煉、澆鑄條件有密切關(guān)系。只有在一定的生產(chǎn)工藝條件下，一定量的稀土才會有最好的細化效果。采用一般細化劑，隨著鋁液靜置時間的延長，細化效果逐漸衰退；采用Al－5Ti－1B－10RE中間合金，稀土元素能阻止細化元素發(fā)生聚集、沉淀，對Ti、B的細化作用有一定的促進作用，可有效抑制鋁硅合金長時間靜置過程中晶粒尺寸的衰退，適合于大批量生產(chǎn)汽車鋁合金鑄件。

3.稀土對鋁硅合金的變質(zhì)作用鑄造Al－Si合金中Si相在自然生長條件下會長成塊狀或片狀的脆性相，它嚴重割裂基體，降低合金的強度和塑性，因而需要將它改變成有利的形態(tài)。變質(zhì)處理使共晶Si由粗大的片狀變成細小纖維狀或?qū)悠瑺?，從而提高合金性能。迄今已發(fā)現(xiàn)，堿金屬中的K、Na，堿土金屬中的Ca、Sr，稀土元素Eu、La、Ce和混合稀土，氮族元素Sb、Bi，氧族元素S、Te等均具有變質(zhì)作用。在Al－Si合金中，添加鋁稀土中間合金或稀土氯化物和氟化物，可使共晶Si相由片條狀變成球粒狀。不同稀土的變質(zhì)能力不同，大體上隨著原子半徑由大變小，變質(zhì)能力由強變?nèi)?。稀土變質(zhì)劑具有很好的長效性和重熔穩(wěn)定性，吸氣傾向小，無污染、加入工藝簡便、無腐蝕作用。研究結(jié)果表明，含La為0.056%變質(zhì)后的合金，重熔10次，每次取樣進行金相檢驗，發(fā)現(xiàn)最終仍有變質(zhì)效果，La的最終濃度仍有0.035%，仍處于最佳變質(zhì)范圍之內(nèi)。0.3%混合稀土變質(zhì)合金，重熔5次，發(fā)現(xiàn)最終仍有良好變質(zhì)效果。變質(zhì)工藝直接影響著稀土的變質(zhì)效果。對Al－Si合金，獲得穩(wěn)定變質(zhì)組織的關(guān)鍵是減少稀土的燒損，并防止稀土的偏聚，使稀土迅速均勻地擴散到鋁液中。稀土變質(zhì)有一潛伏期，即必須在高溫下保持一定時間，稀土才能發(fā)揮最大變質(zhì)作用。

鋁液中氫的問題四、氧化鋁的形態(tài)、性能及對吸氫的影響鋁及其合金中存在三種不同形態(tài)的無水氧化鋁見下表：

實驗表明表面粗糙、帶有眾多縫隙的AL2O3和表面平整的AL2O3吸附氫是物理吸附。鋁液中卷入AL2O3夾雜，即增加了含氫量，吸附H2的AL2O3又是溫度下降時氣泡形核的現(xiàn)成基底，容易在鑄件中形成氣孔，并且AL2O3夾雜量與針孔率之間存在著正的線性相關(guān)性，因此，為了消除鑄件中的針孔，應(yīng)遵循“除雜為主，除氣為輔，除雜是除氣的基礎(chǔ)”的原則。五、合金元素對鋁液吸氫的影響1、對溶解度的影響含鎂量越高，氫的溶解度越高，反之，硅、銅含量越高，氫的溶解度越低。2、對氧化膜性能的影響鋁活性以后的元素對鋁液有保護作用。在改變氧化膜性能方面，最為突出的是鈹，它比鋁輕，富集在鋁液表面，優(yōu)先被氧化，生成BeO非常穩(wěn)定。加入硫，和鎂生成MgS成為氧化膜的填充劑，提高氧化膜的保護性能。六、熔煉時間對吸氫的影響在大氣中熔煉鋁合金，鋁液不斷被氧化，熔煉時間越長，生成的氧化夾雜物越多，吸氣也越嚴重。因此，在生產(chǎn)中應(yīng)遵循“快速熔煉”原則，盡量避免鋁液在爐內(nèi)長期停留。

七、鋁液中析出氫的條件（一）熱力學(xué)條件根據(jù)經(jīng)驗公式

lgS=-5800/T+2.085+1/2lgpH2

S是氫的溶解度，PH2O是水汽分壓可表示出氫的方向和限度。（二）動力學(xué)過程1、氫氣泡的形成氫析出有兩種形式一種是氣泡式析出，一種是擴散脫氫2、鋁液中形成的氣泡上浮至熔池表面為了加快氫氣泡上浮，在生產(chǎn)中可采取下列措施：冷凝除氣真空除氣電磁攪拌

3、氣泡通過表面氧化膜逸出氣泡逸出的速度取決于相界面上存在的氧化膜組織，能破碎、溶解表面氧化膜的溶劑，可消除氣泡逸出的屏障，提高鋁液脫氫速度。八、鋁液的除氫速度除氫速度可以根據(jù)氫原子向氣泡表面的傳質(zhì)速度就可算出

改善動力學(xué)條件，提高除氣速度的有效途徑：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盡可能延長氣泡在鋁液上升浮游的路程采用高純度惰性氣體或不溶于鋁液的活性氣體及真空除氣吹氮浮游法去除氧化夾雜原理圖一鋁液精煉工藝鋁液精煉工藝可以分為吸附精煉和非吸附精煉一、吸附精煉石依靠精煉劑產(chǎn)生吸附氧化夾雜的作用同時清除夾雜及表面的氫氣，達到凈化鋁液的目的。具體可以分浮游法、溶劑法、過濾法等。（一）浮游法浮游法包括8種方法：通氮精煉、通氬精煉、通氯精煉、氯鹽精煉、三氣混合氣精煉、固體無公害精煉劑、固體三氣精煉塊、噴粉精煉1、通氮精煉通氮精煉原理見圖一通氮溫度應(yīng)該控制在710-720℃，溫度過低，降低氫的擴散系數(shù)，溫度過高將生成大量的ALN夾雜物嗎，同樣污染鋁液。在生產(chǎn)中，要先對氮氣進行嚴格的脫水。2、通氬精煉在操作上變質(zhì)、精煉可以同步進行，精煉是氬氣對鋁液起攪拌作用，加速變質(zhì)元素的擴散，可以縮短變質(zhì)的潛伏期，提高生產(chǎn)率3、通氯精煉通氯精煉原理見圖二氯能和鋁液及鋁液中的氫反應(yīng)生成HCl和ALCl3，產(chǎn)物都呈氣體，且不溶于鋁液，和未反應(yīng)的氯都能起到精煉的作用，因此凈化效果比通氮甚至通氬明顯。ArgasHgas去氫動力學(xué)條件：臨界流速高，氣泡越小越多去氫效果越好，但超過臨界流速發(fā)生合泡現(xiàn)象去氫效果反而下降。惰性氣體吹洗法和加入能產(chǎn)生不溶于鋁液的氣泡的熔劑產(chǎn)生的氣泡中氫分壓PH2=O，溶于鋁液內(nèi)的氫在壓力差作用下會不斷向氣泡內(nèi)擴散，由于質(zhì)量輕，隨氣泡體積的增加而上浮逸入大氣，同時自動吸附夾雜物上浮成溶渣被撈出（鋁溶體與氧化鋁不相潤濕，上浮的氣泡吸附AL2O3帶至液面被覆蓋劑吸氣泡浮游法除氣

工業(yè)用氯氣瓶中常摻有水分，影響凈化效果。精煉使用的氯氣含水量應(yīng)控制在0.08%以下。隨著使用時間的推移氯氣的含水量會增加，在生產(chǎn)中必須注意。通氯的凈化效果雖好，但氯氣對人有害，通氯設(shè)備復(fù)雜，泄露的氯氣嚴重腐蝕廠房、設(shè)備。其次，通氯氣后引起合金的晶粒粗大降低力學(xué)性能，故生產(chǎn)極少采用，已經(jīng)改用氮-氯聯(lián)合精煉工藝。圖二

4、氯鹽精煉常用氯鹽有氯化鋅、氯化錳、六氯乙烷、四氯化碳、四氯化鈦等。氯化鋅精煉會引起回爐料中含鋅量超標，六氯乙烷中加入1/2-1/3N2SiF6壓塊，凈化效果好同時還有細化合金組織的效果。5、三氣混合氣精煉三種氣體是氯氣、一氧化碳、氮氣，比例為15:11:74。使用三氣混合氣精煉的凈化效果和使用六氯乙烷的相當(dāng)，而且精煉時間減半，污染程度減輕，但要配置一套復(fù)雜的三氣發(fā)生裝置及輸送管道。6、固體無公害精煉劑主要成分是煤粉和硝酸鹽，反應(yīng)式：

精煉石由于產(chǎn)物無臭無味，但是凈化效果欠理想。無公害精煉劑價格便宜，適用于不重要的中、小型鋁鑄件。

7、固體三氣精煉塊無公害精煉劑的基礎(chǔ)上，加進了實力的六氯乙烷組成三氣精煉塊，凈化效果優(yōu)于無公害精煉劑，但是原材料烘干不徹底，壓塊前攪拌不均勻時，凈化效果不穩(wěn)定。8、噴粉精煉

單管噴吹和旋轉(zhuǎn)噴吹精煉特性：單管噴吹易造成液面中心突起，隨氣泡逸出而攪動，中心表面液體的更新速度俞快俞易造渣吸氣，重復(fù)污染與爐氣中的PH2O及液面液體的攪動程度有關(guān)。表面AL2O3破壞產(chǎn)生鋁與水汽反應(yīng)，產(chǎn)生了新的氧化膜，。旋轉(zhuǎn)吹頭使惰性氣體在剪切力作用下噴入鋁液中，氣泡尺寸小上升動能小減少液面攪動，分布均勻接觸面積大并使液面更新率低。

（二）溶劑法溶劑法在于吸附、溶解鋁液中的氧化夾雜及吸附其上的氫，上浮至液面進入熔渣中，達到除渣、除氣的目的。凈化效果好，尤其是鋁鎂類合金或重熔切削、碎料時，必須采用溶劑法。1、對熔劑的要求不與鋁液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也不相互溶解。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，最好熔點高于澆注溫度，便于扒渣。能吸附、溶解、破碎氧化鋁夾雜。來源豐富，價格便宜。2、溶劑的工藝性能工藝性能包括覆蓋性能、分離性能、精煉性能，他們都取決于溶劑的表面性能。（1）覆蓋性能即鋪開性，指溶劑在鋁液表面自動鋪開形成連續(xù)覆蓋層的能力。用鋪開系數(shù)KF表示

（2）分離性能分離性能是指溶劑與鋁液自動分離的性能，分離性能越好，扒渣容易、溶劑不容易混入鋁液內(nèi)澆入鑄件中，不會引起鑄件夾渣。分離如右圖

（3）精煉性能精煉性能指溶劑吸附、溶解、破碎鋁液內(nèi)氧化夾雜物的能力，即除渣、除氣凈化能力。溶劑吸附氧化夾雜物示意圖如右圖

3、溶劑工藝性能的綜合分析綜上所述，可將溶劑的工藝性能與表面性能之間的關(guān)系歸納于下表：

（三）過濾法過濾方法分網(wǎng)狀過濾法和填充床過濾法，過濾劑分為非活性過濾劑和活性過濾劑，兩種過濾裝置如下圖網(wǎng)狀過濾法的缺點是比過濾網(wǎng)眼小的氧化夾雜物難以除去，過濾器容易損壞，使用壽命短。填充床過濾法的缺點是整個裝置笨重，占地面積大，介質(zhì)粒度太小，減少鋁液流量，降低生產(chǎn)率，過濾時要加熱保溫，消耗能源，增加成本。

（四）稀土精煉稀土最佳加入來那個為0.2%-0.3%，稀土加入后要靜置，此時間段稱潛伏期，稀土加入形式為純稀土、Al-RE中間合金及稀土化合物，稀土精煉最適用的是鋁硅合金。二、非吸附精煉非吸附性精煉分真空和超聲波等，特點是同時對全部鋁液起精煉作用。真空精煉的優(yōu)點：針孔等級明顯改善，可以在變質(zhì)同時精煉，可以代替高壓釜中鑄造。超聲波處理由于消耗功率大，所以不易推廣。三、凈化效果檢測方法（一）爐前檢測爐前檢測是控制熔煉工藝，保證鑄件質(zhì)量的重要手段，尤其在采用大容量熔爐進行大批量生產(chǎn)時，更為重要。爐前檢測的項目主要是含氣量和氧化夾雜含量。有含氣量檢測和氧化夾雜檢測。含氣量檢測有常壓凝固式樣、減壓凝固式樣、減壓凝固標準式樣常壓凝固試樣常壓凝固試樣的尺寸通常為Φ（40-50）mm×(20-30)mm,鑄型可用干砂型、耐火磚型、石墨型等。將鑄型預(yù)熱到200℃以上，澆入待測的鋁液。凝固前用干凈鐵皮刮去表面氧化膜，觀察變變化，含氣量多時，會有小氣泡冒出。比較精煉前后凝固試樣表面情況。有無小泡冒出，即可判斷凈化效果。一旦冒泡，誰明凈化效過差，需從新精煉.敲開式樣端口如出現(xiàn)白點，則是含氣斷口。白點有兩種：一種呈圓點狀，面積不大，彼此不相連，這就是點狀針孔的空穴，孔穴壁光滑，呈球形；另一種呈片狀，面積較大，有時連成一片，看不出明顯的孔穴，呈棉絮狀，這是由網(wǎng)狀針孔所形成。常用凝固試樣一般適用于鋁硅合金，對于鋁銅合金、鋁鎂合金，由于熔化潛熱低，凝固速度快，氣泡來不及冒出，不易判斷，其次靈敏度低不易看到氣泡，雨季反應(yīng)過敏，容易誤判。減壓凝固試樣是將100g左右的鋁液倒入小坩堝內(nèi)，在0.65-6.5kPa壓力下凝固，如不冒泡，表面不凸起，則說明含氣量低，凈化效果好；若試樣轟面凸起，冒1-2個泡，則凈化效果欠佳，需重新精煉；如表面不斷冒泡，則說明含氣量很高，需采取有效的精煉手段，重新精煉。減壓凝固試樣檢測的缺點是只有定性的結(jié)果，難以量化；固條件如真空度、試樣冷卻速等不同時，不易比較檢測結(jié)果。另外，減壓凝固標準試樣在設(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，然后按式一求得試樣的密度

ρs值越大，含氣量越低，凈化效果越好，此法可靠又能量化，為現(xiàn)代化的鑄鋁車間所樂用。氧化夾雜檢測有污染度檢測和溴甲醇法以及定量晶相法污染度測定法是用污染度?表示：這種方法只適用判斷第一類氧化夾雜的含量定量晶相法用夾雜物總量的質(zhì)量百分數(shù)表示：采用定量晶相法要注意磨制時防止氧化夾雜物剝落。溶劑洗滌法用夾雜物相對總量表示：

（二）成品檢測成品檢測有低倍組織檢測和X光透照檢測低倍組織優(yōu)點是靈敏度高，判斷容易，缺點是要破壞零件，不能檢驗整批零件。X光透照檢測優(yōu)點是可以整批檢測缺點是不能直觀看到鑄造缺陷。四、鋁合金熔煉總結(jié)

前面討論了鋁液吸氫、脫氫的一般規(guī)律，氫與氧化夾雜之間相互依存的關(guān)系，介紹了常用的精煉工藝，分析了鋁鑄件形成一次氣孔的條件，歸納起來，我們可以把消除氣孔，清除氧化夾雜，從而降低鋁鑄件廢品率的各種工藝措施概括為“防”“排”“溶”三個字。

“防”就是嚴防水汽及各種含氣贓物混入鋁液中，發(fā)生式(13-13)等的有害反應(yīng)，盡量降低式(13-84)中的Co?！芭拧本褪峭ㄟ^精煉，清除氧化夾雜和氣體，記住“除渣是除氣的基礎(chǔ)”，降低C0

“溶”就是利用快速凝固，或加大凝固時的結(jié)晶壓力，即提高Y：、/歹，使鋁液中盼氫全部固溶于鋁鑄件內(nèi)，不致形成氣孔。

安排、選擇“防”“排”“溶”三套工藝措施，應(yīng)遵循以防為主原則。

生產(chǎn)實踐證明，最有效的精煉方法通常只能使鑄件的針孔等級改善1-2級，但如不注意以防為主，會使鋁液純凈度大大降低，采取最好的精煉工藝也難以徹底清除氣體和氧化夾雜?！叭堋钡男Ч苊黠@，當(dāng)采用金屬型，石墨型、低壓鑄造、反壓鑄造、擠壓鑄造、壓鑄時，對鋁液純凈度的要求可適當(dāng)放寬。正確運用“防”“排”“溶”三套工藝，嚴格遵循“以防為主”的原則，必須落實到具體的熔煉、鑄造工藝操作上，只有熔煉操作基本功過硬，才能全面、正確地貫徹這些原則。熔-煉操作基本功包括：熔煉設(shè)備，熔煉工具的準備和精心處理，精煉劑，變質(zhì)劑，覆蓋劑的細心預(yù)熔、烘干，正確的攪拌扒渣操作和小心澆注等等。鋁合金組織控制鋁合金的爐料爐料由新金屬、中間金屬、回爐料及從熔回爐料組成?；貭t料可分三類。第一類包括成分合格的報廢鑄件、澆冒口等，可以直接使用；第二類包過小毛邊、澆口杯中剩余金屬、沖壓車間的邊角料等，需經(jīng)重熔成再生合金錠，方能使用；第三類包括熔渣、切屑、爐底殘渣及化學(xué)成分不合格又無法調(diào)整的廢金屬，如含鐵量過高，需經(jīng)專業(yè)化的冶金廠重熔成再生合金錠。鋁合金組織控制

變質(zhì)處理是常用的組織控制手段，在合金成分、冷卻速度、凝固時外加力場不變的條件下，在鋁液中加入少量添加劑，使組織發(fā)生明顯變化，獲得理想的合金組織。變質(zhì)處理分三類：晶粒細化處理、共晶體變質(zhì)和改善雜質(zhì)相的組織或消除雜質(zhì)相。第一類變質(zhì)處理-晶粒細化處理1、α（Al）晶粒細化處理常用的晶粒細化劑有鈦、硼、鎬及稀土金屬等，以中間合金或鹽類形式加入鋁液中。當(dāng)采用鹽類形式時，與鋁液發(fā)生下列反應(yīng)：

細比劑的加入量和合金種類、成分、加入方法、熔煉溫度，澆注時間等有關(guān)，以固溶體型合金在ZL201為例,共晶型合金如ZLlol因α(A1)初晶數(shù)量比ZL201合金少，加入量酌減，當(dāng)把鈦和硼以5-6：1的比例同時加入時，加入量可降低5倍緩衰退現(xiàn)象。一加入量過大或熔煉，澆注時間過長時，TiAI3逐漸聚集，由于其密度為為3.7g/cm：，比鋁液大．因此積聚在熔池底部，喪失細化能力，產(chǎn)生衰退現(xiàn)象。2、初晶硅細化處理過共晶鋁硅合金組織中存在著大塊多邊形及板片狀共晶硅，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。最早用的細化劑是赤鱗，但是其產(chǎn)物有毒，赤鱗不能干燥加熱，存運不安全。對此國內(nèi)外企介紹了下列數(shù)種：氯化鈉+氯化鉀起緩沖劑作用及輔助精煉作用。六氯乙烷能增加AIP的活性，提高細化初晶硅的效果，除起精煉作用外，還能生成TiC，細化α（Al）晶粒。K2TiF6+K2ZrF6細化α（Al）晶粒的同時，起緩沖作用。硫S在鋁液中生成Al2S3，熔點約1100℃，對初晶硅，α（Al）晶粒均有細化作用。有些含磷化合物也能用作細化劑，影響細化效果的因素有：(1)最佳含磷量和許多工藝因素有關(guān)，如處理濕度、澆注溫度、合金成分、孕育時間等，應(yīng)通過試驗確定最佳含磷量的范圍及其加入量。低于最佳值，則細化不足；過量日寸會產(chǎn)生“過變質(zhì)”，使初晶硅粗化。(2)處理溫度AIP的熔點高于1000℃，處理溫度過低，AIP在鋁液中凝聚成團，隨溫度下降逐漸失去細化作用，處理溫度一般高于合金液相120,-150℃，已有正常的細化效果。處理溫度過高，將增加氣體和夾雜物含量。(3)澆注時間經(jīng)細化處理的鋁液在800-900C高溫下長期保溫，細化效果會因AIP遂漸聚集而衰退，在澆注時間長的條件下，發(fā)現(xiàn)細化效果衰退后應(yīng)用C2CI6反復(fù)精煉，在精煉的同時打散聚集的AIP，重新獲得細化效果。

從爐內(nèi)到淬火槽的轉(zhuǎn)移時間要短。1）合金液析出氣體—a與原材料有關(guān)b與熔煉工藝有關(guān)常在產(chǎn)生應(yīng)力和熱膨張系數(shù)較大的合金冷卻過劇。X光透照檢測優(yōu)點是可以整批檢測缺點是不能直觀看到鑄造缺陷。以上原因造成的力學(xué)性能不合格的，可以從新熱處理，但不得超過3次，重復(fù)處理時間相應(yīng)縮短。稀土對鋁硅合金的變質(zhì)作用4）排氣槽、溢流槽位置是否正確？是否夠大？是否會被堵住？氣體能否有效、順暢排出？變質(zhì)方法：傳統(tǒng)鈉鹽變質(zhì)，加磷細化處理或磷、鈉綜合處理。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，容易引起熔劑夾渣。2．型(芯)砂中混入有機雜質(zhì)(如煤屑、草根馬糞等)例如壓鑄件產(chǎn)生飛邊的原因有：如果爐料管理不善，磷處理的爐料和鈉變