ZL101A鋁合金熔鍊工藝探討
1、爐料準備
爐料由含Ti0.1%~0.2%的Al-Ti合金錠,結晶矽和金屬鎂組成。Al-Ti合金錠是在品位為Al 99.7的電解槽中加入鈦渣後電解制得,Si 採用臨沂市工業矽廠生產的Si-1,Mg採用淄川鑫盛金屬鎂廠生產的Mg-1。
2、投料
先以10%~20%的Al-Ti合金錠鋪底,然後將20~50mm大小的結晶矽按Al-Ti→Si→Al-Ti的順序一次性均勻加入爐中,最後將餘下的鋁錠覆蓋在Si 上面,點火升溫熔化,至700~720℃時,扒渣壓鎂。
3、合金化過程
隨著溫度的升高,鋁錠逐漸熔化,將Si 覆蓋住,增大Si 與Al 的接觸面積,並防止Si 的上浮氧化。結晶矽的熔點1414℃,鋁矽二元共晶溫度577℃,溶解度大,在鋁中擴散係數大,同鋁液接觸時,形成固溶體及第二相Si 質點,並形成濃度梯度,之後在動力和熱能的作用下,相互滲透遷移,直至它們完全熔化。隨著Mg 的加入,形成Mg2Si強化相。
4、精煉處理
待合金完全熔化,溫度升至720~740℃時採用預先用CCl4泡製好的輕質保溫磚進行精煉,精煉時沿爐底水平迴旋移動,直到作用完畢為止。扒除浮渣,撒入一層覆蓋劑。
5、合理配料
由於採用電解槽內生產Al-(0.10%~0.20%)Ti合金錠作為原料,因此配料時不考慮Ti 含量。主要是Si,應考慮結晶矽的純度及燒損量,Si 偏上限控制。
6、熔鍊時間和溫度的控制
過短的熔鍊時間和過低的熔鍊溫度,造成結晶矽不能完全熔化,合金化速度慢,從而造成液相成分不均勻。反之,則鋁液溫度偏高,吸氣嚴重,氧化燒損嚴重,增加消耗。據有關資料報道,結晶矽溶入鋁液中所需時間為1.96h,我們從實踐中得出,保證鋁液最高熔鍊溫度760℃,熔量為4000kg的火焰反射爐,每爐次熔化時間不少於3h,方可確保鋁液質量。
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