关于A356铝合金铸造成型方法的论文
在660C下，100g铝液中大约溶解0.2cm3的氢气。气体在铝液中的溶解度随温度升高而增加。从电解槽吸出的铝液，都要经过净化处理，清除掉一部分杂质，然后铸成商品铝锭(99.85％A1)。 含99.996％Al纯铝(铝丝φ2mm，硬拔者)，电阻率为2.668×10－8Ω·m。纯铝中如有杂质元素，则电阻率增大。．影响最大者为铬、钒、锰、锂、钛。影响较小者为铟、铅、锌、镉、锡、铍、铁。
用拜耳法从铝土矿生产出的工业氧化铝中，杂质的含量相对于原料铝土矿来说大为减少。除了从碱液中带来的碱以外，杂质元素的分析值总量通常少于l％。其中主要杂质是SiO2和Fe2O3。除了氧化铝给电解槽带来杂质外，炭阳极和熔剂冰晶石也带来不少杂质。炭阳极带来的杂质主要是铁和硅，冰晶石也是这样。
如果原料的杂质元素全部析出在原铝里，则所得铝的品位只有99．7％Al。然而，实际生产出来的铝却具有较高的品位99．8％Al。这种差别主要是由于杂质元素的蒸发造成的。铁、钛、磷、锌和镓从氧化铝来的占多数，而硅和钒则从炭阳极来的占多数。从熔剂来的杂质元素，以磷为多，约占磷总量的20％，其余硅、铁，钛和钒都很少。
平衡表的支出，硅和铁都超过了从原料带来的数量，其中硅超过60％左右，铁超过37％左右。电解槽的内衬材料，例如高灰分的槽底炭块和炭糊以及耐火材料，是这些杂质元素的另一个重要来源。此外，由于操作工具和阴极钢棒遭受侵蚀，使铁也进入了平衡。其余几种元素，收支接近平衡。
支出分配在原铝和废气中的杂质元素量是不一样的。蒸发量最大的是磷，占收入总量的72％，钒占64.4％，铁占62.4％，钛占57.7％，镓占49.6％，锌占19.7％。最小的是硅，仅占收入总量的13.3％。之所以如此，原因是：①硅和锌在电解质里以比较难蒸发甚至不蒸发的化合物形态存在，倒如SiO2，ZnO或ZnF2。硅和锌明显地积累在铝液里。铝液被硅和锌污染的程度，主要是由物料平衡中供入的硅化合物和锌化合物总量来决定的。在这种情形下，槽罩的收集效率无关紧要。②铁、镓、钛和镍至少部分地以挥发性化合物的形态存在于体系中。这些化合物大概是在进入电解质之后才生成的。可能的化合物是Fe(CO)5，Ni(CO)4，TiF3，TiF4和GaF3等。
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如果槽罩的收集效率提高，则会在一定程度上影响铝的质量。③钒和磷只以挥发性化合物形态存在。可能的化合物，首先是氟化物(VF3和PF3)和五氧化二磷(P2O5)。由于电解质中磷含量升高会影响电流效率，而铝中钒量增多则会减小铝的导电性能，所以可以预料到提高槽罩的收集效率会对原铝质量以及最佳生产效果方面带来损害。
2.2炉料的分类及配比原则 2.2.1炉料的分类
配料的铝合金的炉料分三大类:纯金属称为新金属;回炉的废料或复化料;中间合金.
1纯金属—新料 铝合金主要使用的纯金属主要是:纯铝以及纯金属的形式入炉的合金中的金属元素
纯铝装炉有固体料和液体料两种.多数铝加工厂用原铝锭装炉,冶炼厂的铸造车间电解槽铝水,一些大型的工厂采用大型炉集中熔化铝.然后一液体料供应给各合金熔炼炉
本厂是用电解铝作为纯金属的
铝合金添加元素直接装炉的纯金属有铜,镁等.他们在装炉之前多剪成碎快,以便于配料和加速其在铝中的溶解
2废料:
⑴本厂废料来源于熔铸的工艺废品及几何废料.此类废料可根据本厂的实际情况分级分类使用,质量好的大块废料可直接回炉配制成品合金;对质量较差的碎屑需经复化处理后才准限量的配制成品合金 ⑵厂外废料,厂外废料来源于用料工厂,长粉较混杂质量较差,不宜直接使用,需经复化处理并确定其成分后才使用
3中间合金:
一些熔点高的或在铝中溶解速度慢的合金元素,多数预先制成中间合金加入,如,铜,钛,锰,硅等中间合金应成分均匀,易于破碎,杂质少熔点应接近铝的熔炼温度。
2.2.2炉料的装炉的要求
1炉料入炉前化学成分及杂质含量应清楚
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2炉料应清洁,干燥,无灰尘,油污,腐化物及水分
3装炉方便;有利于机械化作业,减少装炉时间从而减少金属损失及提高熔化效率
2.2.3炉料的配比原则
1在保证产品质量和性能要求的前提下,选择适当品位的纯金属.品位用高了提高成本,浪费了金属材料;品位用低了达不到质量要求
2在保证产品质量的前提下,根据制品用途和工艺要求,应充分利用废料,降低新料用量;但要注意废料循环使用所造成的杂质含量的升高,因此废料用量应有适当比例
3尽量避免，完全使用新料或完全使用废料,用电解铝液最好掺入部分废料及冷却料
4在保证产品质量前提下,根据工艺要求,应调整好炉料杂质含量的比例。
第三章 A356.2铸造工艺
3.1 A356.2铸造工艺流程
配料→预热→装炉→熔炼（合金化）→搅拌取样→转炉→喷粉除渣→加入其他合金元素（合金化）→调整温度→除气精炼→炉前取样分析→浇铸→炉后检测→包装入库
3.2工艺各流程控制点及操作说明
一、配料
在配料时要看清下达的任务书，按照技术要求的各元素种类将现有的原材料按所需含量混合起来，在高温 炉和合金炉里熔化。在配料过程中要遵循原材料检验合格报告，原材料按工艺准确配比，原材料准确称量。
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二、二预热
了除掉原材料中的残余预热主要是为水分 铝和水气的反应
低于250时,铝和空气中的水蒸汽接触发生下列反应 2AL+6H2O=2AL(OH)3+3H2
氢氧化铝是一种白色的粉末,没有防氧作用,且易吸潮 在高于400的熔炼温度下,铝与水气发生下列反应 2AL+3H2O=AL2O3+6[H]
生成的游离态[H]极易溶于铝液中,此反应为铝液吸氢的主要途径 高温下氢氧化铝在炉内发生分解反应 2AL(OH)3=AL2O3+3H2O
此反产生的H2O又可以与铝反应生成[H]进入铝液.所以铝锭长期露天啊存放是造成熔炼含气量多的主要原因
三装炉熔铝
固体金属在炉内加热熔化所需的能量要由熔炼炉的热源所提供,由于采用能源的不同,其加热的方式也不一样.目前基本炉型仍是火焰炉.金属熔化所需的理论总热量比实际所消耗的的能量小的多
铝的熔点虽然低(660)但由于熔化潜热(393056KJ/kg)和比热大(故态1.138KJ/(kg.0C)液态1.046)熔化1KG所需要的热量要比铜大的多,而铝的黑度(=0.2)仅是铜铁的0.25因此铝和铝合金的火焰熔炼炉很难实现理想的热效率
四加硅熔硅
在高温炉中将纯铝和工业硅完全熔化。熔炼时间为熔铝为45～75min，熔硅为45～75min ；熔炼温度为780～880℃，再此温度范围内铝和工业硅可以完全的熔化；原料融化程度要保证原材料全部融化。
硅与铝的原子结构相同.同为面心立方体.熔化潜热大,加入到铝合金中提高合金的流动性.降低合金的收缩量,减少疏松,提高气密性.同时加入镁可以提高合金的强度. Si是A356合金的主要元素，微量Si的加入使w（Mg）＝0.3％铝合金的流动性急剧下降，当w（Si）＝0.3％，w（Mg）＝
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0.3％时，其流动性为200 mm；当w（Si）＝1.5％时为66.5 mm，降幅为66.75％．但随着Si含量的继续增加，合金流动性开始缓慢上升，当w（Si）＝11%，试验中由于Si加入使流动性降低的现象明显改善，流动性恢复到w（Si）=0％时，即试验开始时第一数据点的流动性水平。分析认为，微量Si的加入使Al —0.3Mg合金流动性急剧下降的原因在于，微量Si与Mg结合生成Mg2Si，由于后者含量甚微，大多以固溶形式存在于α—Al基体中[2－3] 。固溶物与基体存在晶体结构和热物理性能差异，Al的导热系数为2.23 J／(cm·s·℃)，Mg2Si的导热系数为2.92 J／（cm·s·℃）～7.69×10-3J／（cm·s·℃），相差3个数量级，导致局部区域温度场不均匀，使α－Al晶体生长过程中原子堆垛发生异常，形成高能量畸变点[4-6]，改变了初生相晶体生长的热扩散和原子扩散环境，使合金凝固区间扩大，从而使流动性急剧下降。
五搅拌取样
搅拌取样的目的为测钙，钙为铸造过程中的杂质元素，在铸造过程中影响合金液的流动性，搅拌时间为5 min，这样以保证高温炉内的各部分元素均匀；取样部位在炉中间部位，液面以下15～25cm[26]，这样所取部位能够代表炉内各部分的钙含量的大小。用光谱分析测钙，钙含量符合产品要求为<0.05%。
实际生产注意事项 1搅拌时间 2取样部位
3钙含量符合产品要求 六转炉
控制点：1、转炉时间：15—30分钟 2、转炉温度：780—880摄氏度
将高温炉内已经完全熔化的铝硅合金转移到合金炉内，以便于按照技术要求的各元素含量进行元素的配比。转炉时间为15～30 min，这样可以保证在从高温炉内的铝硅合金液温度符合,转炉温度为780～880℃。
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