1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上鋁合金的熔煉、鑄錠與固溶處理一、實驗?zāi)康模赫莆珍X合金熔煉的基本原理，并應(yīng)用在熔煉的實踐中。熔煉是使金屬合金化的一種方法，它是采用加熱的方式改變金屬物態(tài)，使基體金屬和合金組元按要求的配比熔制成成分均勻的熔體，并使其滿足內(nèi)部純潔度、鑄造溫度和其他特定條件的一種工藝過程。熔體的質(zhì)量對鋁材的加工性能和最終使用性能產(chǎn)生決定性的影響，如果熔體質(zhì)量先天不足，將給制品的使用帶來潛在的危險。因此，熔煉又是對加工制品的質(zhì)量起支配作用的一道關(guān)鍵工序。而鑄造是一種使液態(tài)金屬冷凝成型的方法，它是將符合鑄造的液態(tài)金屬通過一系列澆注工具澆入到具有一定形狀的鑄模（結(jié)晶器）中，使液態(tài)金屬在重力場或外力

2、場（如電磁力、離心力、振動慣性力、壓力等）的作用下充滿鑄模型腔，冷卻并凝固成具有鑄模型腔形狀的鑄錠或鑄件的工藝過程。鋁合金的鑄錠法有很多，根據(jù)鑄錠相對鑄模（結(jié)晶器）的位置和運動特征，可將鋁合金的鑄錠方法分類如下：二、實驗內(nèi)容：鋁銅合金熔煉基本工藝流程三、實驗要求嚴格控制熔化工藝參數(shù)和規(guī)程1. 熔煉溫度熔煉溫度愈高，合金化程度愈完全，但熔體氧化、吸氫傾向愈大，鑄錠形成粗晶組織和裂紋的傾向性愈大。通常，鋁合金的熔煉溫度都控制在合金液相線溫度以上50100的范圍內(nèi)。從圖1的Al-Cu相圖可知，Al-5%Cu的液相線溫度大致為660670，因此，它的熔煉溫度應(yīng)定在710（720）760（770）之間。

3、澆注溫度為730左右。圖1 鋁銅二元狀態(tài)圖2熔煉時間熔煉時間是指從裝爐升溫開始到熔體出爐為止，爐料以固態(tài)和液態(tài)形式停留于熔爐中的總時間。熔煉時間越長，則熔爐生產(chǎn)率越低，爐料氧化吸氣程度愈嚴重，鑄錠形成粗晶組織和裂紋的傾向性愈大。精煉后的熔體，在爐中停留愈久，則熔體重新污染，成分發(fā)生變化，變形處理失效的可能性愈大。因此，作為一條總的原則，在保證完成一系列的工藝操作所必需的時間的前提下，應(yīng)盡量縮短熔煉時間。3合金化元素的加入方式與鋁相比，銅的比重大，熔點雖高（1083），但在鋁中的溶解度大，溶解熱也很大，無需將預(yù)熱即可溶解，因此，可以以純金屬板的形式在主要爐料熔化后直接加入熔體中，亦可與純鋁一同加

4、入。4 要注意覆蓋眾所周知，鋁在高溫熔融狀態(tài)，極易形成Al2O3氧化膜，因此要對鋁熔體進行保護。就鋁銅合金而言，所用的覆蓋劑為：40%KCl+40%NaCl+20%冰晶石（Na3AlF6）的粉狀物。它的比重約為2.3g/cm3，熔點約670，這種覆蓋劑不僅能防止熔體氧化和吸氫，同時還具有排氫效果。這是因為它的熔點比熔體溫度低，比重比熔體小，還具有良好的潤濕性能，在熔體表面能夠形成一層連續(xù)的液體覆蓋膜，將熔體和爐料隔開，且具有一定的精煉能力，因而，這種覆蓋劑具有良好的覆蓋、分離、精煉的綜合工藝性能。加入量一般為熔體質(zhì)量的25%。5. 要注意扒渣當爐料全部熔化后，在熔體表面會形成一層有溶劑、金屬氧

5、化物和其它非金屬夾雜物所組成的熔渣。在進行澆注之前，必須將這層渣除掉。其目的是：（1）防止熔體夾渣；（2）減少熔體吸氣機會（因為熔渣是水蒸氣的良好載體）；（3）加強傳熱。扒渣時，工具要干凈，要預(yù)熱；操作要平穩(wěn)不起波浪。6金屬模要上涂料并加熱到300左右四、實驗裝置1中頻感應(yīng)真空熔煉爐2澆鑄模（可自由脫模式）3必要的工具（扒渣棒、抱鉗等）4便攜式紅外測溫儀5鋁塊6銅板7天平8石墨坩堝五、實驗步驟1、備料：按照Al-3%Cu的質(zhì)量百分比，用天平稱好爐料（按每爐1kg計算）；2、裝料：將鋁塊和銅板同時加入中頻感應(yīng)爐的坩堝中，然后加入覆蓋劑；3、升溫：注意調(diào)整電流、電壓及功率因子（cosF）；4、測溫

6、：控制在710-770之間，用紅外測溫儀進行；5、調(diào)溫：主要是為澆注作準備，熔體溫度太低，流動性不佳，不易充滿模子，而熔體溫度太高，易氧化和形成粗大晶粒；6、澆注：將熔體倒入預(yù)先準備的模子中，待完全凝固后，再脫模；7、脫模：取出鑄件，注意要戴手套。8. 固溶處理：將部分鑄件放入馬弗爐中進行固溶處理（540，12h，急冷）五、思考題：1、什么叫做熔煉與鑄錠？他們有何作用？答：熔煉是使金屬合金化的一種方法，它是采用加熱的方式改變金屬物態(tài)，使基體金屬和合金化組元按要求的配比熔制成成分均勻的熔體，并使其滿足內(nèi)部純潔度，鑄造溫度和其他特定條件的一種工藝過程。鑄造是一種使液態(tài)金屬冷凝成型的方法，它是將符合

7、鑄造的液態(tài)金屬通過一系列澆注工具澆入到具有一定形狀的鑄模（結(jié)晶器）中，使液態(tài)金屬在重力場或外力場（如電磁力、離心力、振動慣性力、壓力等）的作用下充滿鑄模型腔，冷卻并凝固成具有鑄模型腔形狀的鑄錠或鑄件的工藝過程。作用：熔煉采用加熱的方式改變金屬物態(tài)，使基體金屬和合金化組元按要求的配比熔制成成分均勻的熔體，并使其滿足內(nèi)部純潔度，鑄造溫度和其他特定條件。鑄錠可使液態(tài)金屬在重力場或外力場（如電磁力、離心力、振動慣性力、壓力等）的作用下充滿鑄模型腔，冷卻并凝固成具有鑄模型腔形狀的鑄錠或鑄件。2、簡要比較中頻感應(yīng)爐熔煉和普通電爐熔煉的異同之處及優(yōu)缺點。答：中頻感應(yīng)爐是在真空條件下進行熔煉，所以不需要加覆蓋劑，減少了熔融合金被氧化的可能，其坩堝外部附加了通電線圈，能夠產(chǎn)生磁力線，在磁力線的作用下，能夠使得熔煉速度更大效果的提高，提高了熔煉速度。普通電爐依靠電阻發(fā)熱進行熔煉，加熱速度慢，必須加入覆蓋劑防止氧化。中頻感應(yīng)爐的優(yōu)缺點：優(yōu)點：提高熔煉速度，防止雜志的進入以及氧化，使得合金化充分。缺點：設(shè)備較昂貴。3、簡述實驗過程及心得體會。金屬的熔煉是現(xiàn)代工業(yè)中的重要組成部分。初步掌握熔煉和鑄造的基本技術(shù)是我們工科學(xué)生必備的本領(lǐng)。這次實驗極大地擴展了我的知識面，使我了解了鋁銅合金熔煉以及鑄錠的工藝流程，認識了熔煉和鑄錠所需的實驗設(shè)備，并且親自進行了簡單的