发表时间：2019-11-26T16:24:48.077Z 来源：《中国西部科技》2019年第21期作者：屠浩
[导读] 经济在快速的发展，社会在不断的进步，压铸铝合金熔炼是压铸生产过程中的一个重要工序，熔炼工艺控制不严，会造成Ａｌ液含渣量及含气量增多，并且会使化学成分产生变化，导致铸件产生针孔、氧化夹渣、缩松和化学成分不合格，影响铸件品质。通过对熔炼过程中熔炼前的新旧料配比，熔炼温度，Ａｌ液除渣净化、精炼除气等关键工序进行试验研究，确定合理的工艺范围，从而提供优质Ａｌ液，最终获得合格铸件。
铁路职工之家屠浩
广东大冶摩托车技术有限公司
摘要：经济在快速的发展，社会在不断的进步，压铸铝合金熔炼是压铸生产过程中的一个重要工序，熔炼工艺控制不严，会造成Ａｌ液含渣量及含气量增多，并且会使化学成分产生变化，导致铸件产生针孔、氧化夹渣、缩松和化学成分不合格，影响铸件品质。通过对熔炼过程中熔炼前的新旧料配比，熔炼温度，Ａｌ液除渣净化、精炼除气等关键工序进行试验研究，确定合理的工艺范围，从而提供优质Ａｌ液，最终获得合格铸件。
关键词：回炉料；旋转除气机；Ｋ模；合金成分；力学性能 引言
铝合金在许多方面特别是在使用性能方面比锌合金优越，加上它的铸造性能、力学性能和刚性等均比锌合金高，压铸件精度高、切削余量少，因此使铝和铝合金的压铸发展极为迅速。目前以压铸件数量和重量及应用领域，均占所有压铸件之首。因此，铝合金压铸在目前的压铸生产中占有极为重要的地位。而铝合金材料熔炼过程和质量控制是整个压铸过程中万里长征第一步，因此在生产过程中如何确保熔炼过程稳定可靠，过程质量可有效监控至关重要。
1新旧料配比对Ａｌ液品质的影响
1.1旋转除气的工作原理和操作流程
（１）旋转除气过程工作原理旋转除气设备是通过旋转的石墨转子将吹入Ａｌ液中的氮气（或氩气）破碎成大量的弥散气泡，并使其分散在金属液中；气泡在熔体中靠气体分压差和表面吸附原理，吸收熔体中的氢，吸附氧化夹渣，并随气泡上升而被带出熔体表面，使熔体得以净化；由于气泡细小弥散，与旋转熔体均匀混合，并随之转动呈螺旋形缓慢上浮，与Ａｌ液接触时不会形成连续直线上升产生的气流，从而显著提高了净化效果。氮气或者氩气纯度越高，除气净化效果越好。（２）旋转除气
机类型及优缺点①外部喷粉式旋转除气机，精炼除气分两个步骤，原理是通过转子的旋转，将Ａｌ液表面中心形成漩涡，然后由设备自带的自动喷粉器将精炼剂喷入旋涡内，由旋涡将精炼剂带入Ａｌ液内部，完成精炼除渣。精炼除渣完毕后，再次进入除气阶段。②内部导入式旋转除气机，此除气机是精炼除气同时进行，与前者的最大区别在于精炼剂的注入是通过转子中心孔，由惰性气体带入金属液内部，与惰性气体共同完成对Ａｌ液的精炼除渣除气。此设备工作期间不会在Ａｌ液表面形成紊流，减少了Ａｌ液的波动，避免了二次吸气情况，但是这种形式对精炼剂的质量要求较高。精炼剂质量不过关，容易导致出气孔堵塞。
1.2Ａｌ锭和回炉料杂质对比
陌生的亲人Ａｌ液中存在的夹杂物种类很多，除了炉体本身材料脱落外，大部分来源于回炉料。回炉料在放置及熔化过程中会形成氧化铝、氧化镁等氧化物夹杂物。由于回炉料不能做到绝对清洁，同时浇口、不合格压铸件等表面会粘附油状物且比较潮湿，在熔化过程中，会产生大量烟气、水气，这是氢气的主要来源。经对同一炉内熔炼前Ａｌ锭及铸造后回炉料密度测试及金相分析，发现回炉料内氢含量及夹杂物明显增多。乌克兰危机来龙去脉
1.3回炉料的添加量
铝合金在压铸生产过程中，由于需要对压射冲头进行润滑，润滑介质为冲头润滑油或者润滑颗粒。压
铸完成后，大部分的冲头润滑残留物积聚在料饼表面，形成夹杂物。在回炉料中有一部分是加工后的废品，其表面含有切屑液及油污的残留成分，熔化过程中，残留的切屑液和油污经过高温加热，产生大量的烟气、水气，加速了Ａｌ液的吸气以及氧化夹杂产生。根据以上试验数据分析，回炉料不仅导致Ａｌ液中夹杂物增多以及化学成分变化，而且由于夹杂物增多，也会影响铸件的力学性能；在压铸充填过程中还会影响Ａｌ液的流动性，导致诸多压铸缺陷产生。所以在日常熔化过程中，既要考虑到熔炼成本，又要保证Ａｌ液的质量，根据产品需求必须对回炉料进行分级并合理按所需比例使用。
2Ａｌ液的精炼除气及测氢贯通伤
2.1旋转除气的工作原理和操作流程
重奖（１）旋转除气过程工作原理旋转除气设备是通过旋转的石墨转子将吹入Ａｌ液中的氮气（或氩气）破碎成大量的弥散气泡，并使其分散在金属液中；气泡在熔体中靠气体分压差和表面吸附原理，吸收熔体中的氢，吸附氧化夹渣，并随气泡上升而被带出熔体表面，使熔体得以净化；由于气泡细小弥散，与旋转熔体均匀混合，并随之转动呈螺旋形缓慢上浮，与Ａｌ液接触时不会形成连续直线上升产生的气流，从而显著提高了净化效果。氮气或者氩气纯度越高，除气净化效果越好。（２）旋转除气机类型及优缺点①外部喷粉式旋转除气机，精炼除气分两个步骤，原理是通过转子的旋转，将Ａｌ液表面中心形成漩涡，然后由设备自带的自动喷粉器将精炼剂喷入旋涡内，由旋涡将精炼剂带入Ａｌ液
结晶度
内部，完成精炼除渣。精炼除渣完毕后，再次进入除气阶段。②内部导入式旋转除气机，此除气机是精炼除气同时进行，与前者的最大区别在于精炼剂的注入是通过转子中心孔，由惰性气体带入金属液内部，与惰性气体共同完成对Ａｌ液的精炼除渣除气。此设备工作期间不会在Ａｌ液表面形成紊流，减少了Ａｌ液的波动，避免了二次吸气情况，但是这种形式对精炼剂的质量要求较高。精炼剂质量不过关，容易导致出气孔堵塞。
2.2铝液化学元素管控
压铸铝合金按所含基本元素可将其铸造铝合金分为Al-Si合金、Al-Cu合金、Al-Mg合金、Al-Zn合金等，因为各自的化学成分差异，从而导致其力学性能和物理性能也有所差异。如铝合金中Mg含量增加到0.3%时，其铸件的机械性能会有显著提高，但同时会在压铸时增加粘模倾向性，整体充型能力降低。若Mg含量继续增加时铸件耐腐蚀能力降低，充型能力急剧降低。在国际上因地缘差异，压铸铝合金主要有美
国标准、欧盟标准、日本标准和国标。例如美国高强度Al-Si-Cu合金（SC84A/SC114A/SC84B）中铜含量为2.0%~4.0%，锌含量不超过3%，硅含量为7.5%~12.0%，具有较高的力学性能、良好的压铸工艺能力和机械加工性能。铝合金在熔化精炼后需要对化学成分进行检测，以保证其化学成分可以满足其成分标准，这样不会影响铸件物理和力学性能，通常使用光谱分析仪对铝液样块进行化学成分检测。
首先使用标准样块对光谱仪进行校验，在对被检测样块进行成分检测，每有样块检测3点，取其平均值。若检测结果超出标准则此炉铝液需要
重新精炼直到合格为止。
2.3造渣与除渣
铝合金的造渣与除渣是精炼后的工序"其目的是使铝液的杂质"氧化物进入渣中清除掉"往往在除渣时"渣中含有铝液!因此"希望渣中含的铝液尽量少"扒出的渣要经过再次炒灰!炒灰的目的是使渣中铝液挤出沉在炒锅底部"使灰渣柔碎分散留在上部"使渣灰与铝液分离"为达到这一目的就要选择良好的除渣熔剂!除渣剂是撒在液面上"为使其反应良好要用压勺压入铝液中"反复柔压"尽量使其与铝液表面层充分接触"达渣铝分离的作用!经验表明除渣剂所造的渣是松散的"不发黑的"呈灰白的是比较好的除渣剂。
结语
（１）在铝合金熔炼过程中需对回炉料进行明确分类；对内部组织要求致密且有气密性要求的铸件，回炉料配比控制在３０％以内，普通铸件回炉料的配比可放宽至４０％。（２）Ａｌ液熔炼温度保持在７２０～７５０℃可减少Ａｌ液的吸气。（３）为保证精炼除气效果，铝合金精炼除气时间不得短于８ｍｉｎ。（４）ＡＤＣ１２铝合金中Ｆｅ含量应控制在０．７０％～０．８５％。
参考文献
［１］姜银方，顾卫星，朱元右，等．压铸模具工程师手册［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００９．
［２］王金太，金吉琰．保证压铸铝合金熔炼质量的几点经验［Ｊ］．铸造技术，２００７，２８（１２）：１６１０－１６１１．
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