ZL101A铝合金熔炼工艺探讨
1、炉料准备
炉料由含Ti0.1%~0.2%的Al-Ti合金锭,结晶硅和金属镁组成。Al-Ti合金锭是在品位为Al 99.7的电解槽中加入钛渣后电解制得,Si 采用临沂市工业硅厂生产的Si-1,Mg采用淄川鑫盛金属镁厂生产的Mg-1。
2、投料
先以10%~20%的Al-Ti合金锭铺底,然后将20~50mm大小的结晶硅按Al-Ti→Si→Al-Ti的顺序一次性均匀加入炉中,最后将余下的铝锭覆盖在Si 上面,点火升温熔化,至700~720℃时,扒渣压镁。
3、合金化过程
随着温度的升高,铝锭逐渐熔化,将Si 覆盖住,增大Si 与Al 的接触面积,并防止Si 的上浮氧化。结晶硅的熔点1414℃,铝硅二元共晶温度577℃,溶解度大,在铝中扩散系数大,同铝液接触时,形成固溶体及第二相Si 质点,并形成浓度梯度,之后在动力和热能的作用下,相互渗透迁移,直至它们完全熔化。随着Mg 的加入,形成Mg2Si强化相。
4、精炼处理
待合金完全熔化,温度升至720~740℃时采用预先用CCl4泡制好的轻质保温砖进行精炼,精炼时沿炉底水平回旋移动,直到作用完毕为止。扒除浮渣,撒入一层覆盖剂。
5、合理配料
由于采用电解槽内生产Al-(0.10%~0.20%)Ti合金锭作为原料,因此配料时不考虑Ti 含量。主要是Si,应考虑结晶硅的纯度及烧损量,Si 偏上限控制。
6、熔炼时间和温度的控制
过短的熔炼时间和过低的熔炼温度,造成结晶硅不能完全熔化,合金化速度慢,从而造成液相成分不均匀。反之,则铝液温度偏高,吸气严重,氧化烧损严重,增加消耗。据有关资料报道,结晶硅溶入铝液中所需时间为1.96h,我们从实践中得出,保证铝液最高熔炼温度760℃,熔量为4000kg的火焰反射炉,每炉次熔化时间不少于3h,方可确保铝液质量。