铝合金的熔炼和净化
一。我厂熔炼合金牌号介绍 成分影响
二。熔炼工序的重要性 三。熔炼设备－熔炼炉介绍
熔炼 炉 AL2O3和H2的关系 四。工艺流程介绍 电磁搅拌 五。铝液净化 防 排-熔剂 喷粉精炼 气泡浮游法 过滤 溶 六。铝液变质和细化 Sr变质 Ti细化 七。检验手段 八。其它设备－铝屑和铝灰处理
? 润湿：液体在固体或液体表面铺展的性质。 如接触面有扩大的趋势称润湿。如液体成 球形，在固体或液体表面不能铺开，接触 面有收缩趋势称不润湿。润湿角小于90度 表示能润湿。
? 晶体:物质内部结构中的质点（原子、离子 或分子）按一定规则次序排列的固体叫晶 体。特点：规则的外形，固定的熔点，各
11
铝硅二元合金状态图
降，室温时溶解度接近于零。所以随着温 度的下降，会有Mg2Si析出。平衡组织为α固 溶体+（α+Si）共晶体+Mg2Si。如有杂质铁 时还有AL4Si2Fe相。在铸造条件下由于冷却 速度大，Mg2Si来有及析出，Mg都溶于α固 溶体中，组织为α固溶体+（α+Si）共晶体的 亚共晶组织。经热处理工艺升到520-530℃ 14
成的共晶组织。亚共晶成分铝硅合金的铸 态组织为树枝状α固溶体+共晶组织。过共
晶成分铝硅合金的铸态组织中有粗大的初 晶硅和多角形的初晶硅。组织中有粗大的 初晶硅或粗大的针条状的共晶硅，都使铝 13
? ZL101合金是典型的铝-硅-镁系合金，因含 硅量为6.0-8.0％为亚共晶成分，组织为α+ （α+Si）共晶组织。实际上ZL101合金为三 元合金，在形成（AL+Si+Mg2Si）三元元共 晶的温度（559℃）时，硅和镁在α固溶体 中都有很大的溶解度。0.2-0.4％的镁都可以 溶入α固溶体中。当温度降低时，溶解度下
牌号定义
合金牌 合金代 相近国际标
相近国外牌号
号
号 准牌号
ZALSi7 ZL101A AL- （美国） （日本）
MgA
Si7Mg(Fe) A356
AC4CH
国内代号ZL101A：中ZL为铸铝，1为合金类别（1为铝硅系2
为铝铜系3为铝镁系4为铝锌系）。01为合金顺序号，决定化
学成份（Si6.5-7.5Mg0.25-0.45Ti0.08-0.2），A为优质，杂质含
? 固溶体：是指溶质原子溶入溶剂晶格中而仍保持 溶剂晶格类型的一种金属晶体。大多数溶质原子 在溶剂晶格中溶解度是有一定限度的，过量会形 成新相。
10
? 表面张力：作用在液体表面，并力图使表 面自动收缩的力。与本身性质(对液态金属 主要是成份和温度)、接触相的性质有关。 是液态金属的重要物理特性之一。影响润 湿、毛细、内吸附等现象的发生。
熔炼的重要性
? 重要性：铝合金在熔炼过程中极易吸气氧 化，是铸件中缩孔、气孔、夹渣的主要原 因。尤其针孔是由于精炼不良，铝液中气 体、氧化夹杂物含量高，凝固速度慢造成。 良好的铝液应具有
1、化学成份合格，铝液成份均匀。 2、温度控制合适，气体及氧化夹杂物、熔渣
含量少。 3、变质和孕育良好。
15Biblioteka 氧化物和氢的来源及危害量低。区别于ZAL101其Fe含量小于0.2％，抗拉性能高不形成
大块的铁化合物。
铝硅系合金：为共晶成份。铸造性能良好。很小的结晶温度
间隔（硅凝固潜热很大为393卡/克，铝仅为94卡/克）和较大
比热（约0.2卡/克℃）。线收缩系数也比较小（约为铝的
1/3-1/4 ）,AL-Si共晶体在其凝固点附近有良好的塑性，因此
1
铝及铝硅合金
铝的主要性能：比重小，纯铝约2.7g/cm3，大 约只有钢和铜的三分之一，导电、热性高， 仅次于银和铜，耐腐蚀性好，加工性好， 无毒，铝合金比强度（强度与比重的比值） 高，还有良好的低温反射性能，无磁性， 不起火花，表面光泽美观，能表面涂饰等 多种特殊性能。
工业上使用的纯铝纯度为99.7％，溶点 660.37℃。具有面心立方格，无同素异晶转 变，在空气中易在表面形成致密的氧化膜。 沸点2450℃。 ZL101合金：在700℃时比重 2
12
? 铝硅二元相图（状态图）：共晶温度为 577℃，共晶点的硅含量为12.6％，α相是硅 溶于铝形成的固溶体，在共晶温度时硅的 溶解度最大，可达1.65％，而在室温只有
0.05％，β相是铝溶于硅形成的固溶体。由 于β相中含铝极少，所以可用Si来表示。β相
是硬而脆的相。由状态图可知铝硅二元合 金的室温组织是α固溶体和硅。共晶成分铝 硅合金铸态组织是α固溶体和粗大针状硅构
4
合金中各种成份的特性及作用
?Si（硅）流动性 好，改善充型能 力，在结晶过程 中散发出大量热。
5
Fe、Mg及冷却对材料性能的影响
6
Fe、Mg及冷却对材料性能的影响
7
Fe、Mg及冷却对材料性能的影响
8
9
常用名词解释
? 合金：是两种或两种以上的金属或金属元素与非 金属元素熔合在一起所得到的具有金属特性的物 质。组成合金的各元素称组元。它们交互作用形 成多种相，即合金中具有同一化学成份、同一结 构和原子聚集状态的均匀部分。不同相之间有明 显的界线分开。相的结构可分为固溶体和化合物 两大类。
来源：液态铝与O2 N2 S C等元素发生 化学反应生成的化
合物及混入的其它
夹杂物统称为非金 16
可见氧化膜
17
AL2O3和H2的关系
的 A件L中A2O铝L气23O含合孔3量会金的低使液形时含中成，氢A有L铝量2O很液增3和大含加H影氢，2的响量而作。也且用铝低很：液，难铝中且除液的去A中氢L，2一有O当3旦两含铝含种量液有存对中大在铝量状铸 态：溶解于铝液中（离解成原子态的 H）和吸附在氧化 夹杂表面或缝隙中，前者 90％以上，后者 10％以下。氧 化夹杂越多，则铝液中的含氢量越高，同时是气泡成核 的 含现氢成量界低面，， 缺促 乏使 气铸 泡件 成中 核针 的孔 现的成形界成面。，当因而A消L2O除3含了量铸低件时 中 但的形针成孔针。孔由 的于 等级AL各2O不3含相量同的，不有同时，没尽有管针铝孔液的含铸氢件量含相氢同， 量比有针孔的铸件含氢量高。
有良好的铸造性能。并且所含脆性相硅相数量仅占10％左右
可通过变质处理来进一步提高塑性。
3
A356.2合金液态特点
? 在微观上是由成份和结构不同的游动的原 子集团、空穴和许多固态、气态或液态的 化合物组成的一种“浑浊”的液体。在高 温下易吸气氧化。生成高溶点（2050℃） 的AL2O3,氧化膜，密度略大于铝。成固态夹 杂物悬浮在铝液中很难排除，恶化铸造性 能和力学性能。铝液在高温下易吸气在低 温时被覆盖在表面的致密AL2O3薄膜阻碍而 不易排出形成针孔，影响铸件致密性和力 学性能。