铝及铝合金对熔体净化的要求，根据材料用途不一样而 有所不同，一般来说，对于一般要求的制品，其氢含量宜
控制在0.15-0.2mL/(100gAl)以下，非金属夹杂的单个颗粒 应小于10 μm ；而对于特殊要求的航空材料，双零箔等氢 含量应控制在0.1mL/(100gAl)以下，非金属夹杂的单个颗 粒应小于5μm 。当然由于检测方法的不同，所测氢含量值 会有所差异。非金属夹杂一般通过铸锭低倍和铝材超声波 探伤定性检测，或测渣仪定量检测。碱金属钠一般应控制 在5*10-4%以下。
第三节：铝及铝合金熔体净化原理
3.1. 脱气原理 脱气的主要方法有三种，分别是分压脱气、预凝固 脱气和振动脱气。 3.1.1.分压脱气原理 利用气体分压对熔体中气体溶解度影响的原理，控 制气相中氢的分压，造成与熔体中溶解气体平衡的氢分 压和实际气体的氢分压间存在很大的分压差，这就产生 来了较大的脱氢驱动力，使氢很快的排除。 如向熔体中通入纯净的惰性气体，或将熔体置于真 空中，因为最初惰性气体和真空中氢的分压PH2≈0，而熔 体中溶解氢的平衡分压PH2远大于0，在熔体与惰性气体 的气泡间及熔体与真空之间，存在较大的分压差，
其中σ金﹣杂 ——熔融金属与杂质之间的表面张力； σ金﹣剂——熔融金属与精炼剂之间的表面张力； σ剂﹣杂—-精炼剂与杂质之间的表面张力；
因为铝液和氧化夹杂物Al2O3是相互不润湿的。即金属与 杂质之间的触角θ≧120℃，如图所示其力的平衡应有如下关系： 因σ金﹣剂为正值，故符合热力学的表面能关系，所以铝液中的 夹杂物Al2O3能自动吸附在精炼剂表面上而被除去。
3.1.3 振动脱气原理 金属液体在振动状态下凝固时，能使晶粒细化，这 是由于振动能促使金属中产生分布很广的细晶核心。实 验也表明振动也能有效的达到除气的目的，而且振动频 率越大效果越好。一般使用5000—20000Hz的频率，可使 用声波、超声波、交变电流或磁场等方法作为阵源。 振动除气的基本原理就是液体分子在极高频率的振 动下发生移位运动。在运动时，一部分分子与另一部分 的分子之间的运动是不和谐的，所以在液体内部产生无 数显微空穴都是真空的,金属液体中的气体很容易扩散到 这些空穴中去，结合形成分子态，形成气泡而上升逸出。
பைடு நூலகம்
这样熔体中的氢气就会很快的向气泡或真空中扩散，进入 气泡或真空中，复合成分子状态排除。这一过程一直进行 到气泡内氢分压与熔体中氢的平衡分压相等，即处于一种 新的平衡状态时为止，该方法是目前应用最广泛最有效的 方法。 3.1.2 预凝固脱气原理 影响金属熔体中气体溶解度的因素除气体的分压外， 就是熔体的温度。气体的溶解度随着金属温度的降低而减 小，特别在熔点温度上气体溶解度变换最大。根据这一原 理，让熔体缓慢冷却到凝固，这样就可使熔体中的大部分 气体自行扩散析出。然后再快速重熔，即可得到气体含量 较低的熔体。但要特别注意熔体的保护，防止重新吸气。
cosθ = （σ 剂﹣杂- σ
σ
金﹣剂
金﹣杂
／ σ 金﹣剂﹤0 金属液
力于研试应用先进的熔体净化新技术。铝液净化成为 铝合金极其重要的生产环节，先进的净化技术对于确 保铝合金的冶金质量，提高产品的最终使用性能具有 非常重要的意义。
铝合金在熔铸过程中易于吸气和氧化，因此在熔体中不同 程度地存在气体和各种非金属夹杂物，使铸锭产生疏松、气孔、 夹杂等缺陷，显著降低铝材的力学性能、加工性能、疲劳抗力、 抗蚀性、阳极氧化性等性能，甚至造成产品报废。此外，受原 辅材料的影响，在熔体中可能存在一些对熔体有害的其它金属， 如Na、Ca等碱及碱土金属，部分碱金属对多数铝合金的性能 有不良影响，如钠在含镁高的Al-Mg系合金中除易引起“钠脆
3.2.2 吸附除渣原理 吸附净化主要是利用精炼剂的表面作用，当气体精炼 剂或熔剂精炼剂在熔体中与氧化物夹杂相遇时，杂质被精 炼剂吸附在表面上，从而改变了杂质颗粒的物理性质，随 精炼剂一起被除去。若夹杂物能自动吸附到精炼剂上，则 根据热力学第二定律，熔体、杂质和精炼剂三者之间满足 下列关系： σ金﹣杂﹢σ金﹣剂﹥ σ剂﹣杂
性”外，还降低熔体流动性而影响合金的铸造性能。因此，在 熔铸过程中需要采取专门的工艺措施，去除铝合金中的气体、 非金属夹杂物和其它有害金属，保证产品质量。
第二节：熔体净化的定义
过去几十年，冶金工业者采用精炼的措施提高熔体 的质量，所谓精炼就是向熔体中通入氯气、惰性气体或
某种氯盐去除铝合金中的气体、夹杂物和碱金属。随着 现代科学技术的发展，出现许多新的铝合金熔体净化的 方法，这些方法的内容已经超出了精炼一词所包含的意 义，因此现代科学技术引进了熔体净化的概念。所谓熔 体净化，就是利用一定的物理化学原理和相应的工艺措 施，去除铝合金熔体中的气体、夹杂物和有害元素的过 程，它包括炉内精炼、炉外精炼及过滤等过程。
铝液净化工艺
**
**
第一节
概述
随着铝合金在航空航天、导弹、汽车工业等行业 的广泛深入的应用，对铝合金的质量要求日益严格， 除要求合格的化学成分和力学性能外，还要求有合格 的内在质量和表面质量，而传统的熔铸工艺，因其所 含气体和非金属杂质超标，不能满足这些要求。为了 减少气体和非金属杂质的影响，人们一方面对配制合 金的原材料及熔炼过程提出了严格的要求，一方面致
3.2. 除渣原理 目前主要的除渣方法有澄清除渣、吸附除渣和过滤除渣三 种方法。 3.2.1 澄清除渣原理 一般金属氧化物与金属本身之间的密度总是有差异的。如 果这种差异较大，再加上氧化物的颗粒也较大，在一定的过热 条件下，金属的悬混氧化物渣可以与金属分离，这种分离作用 也叫澄清作用。 澄清除渣对许多金属，特别是轻金属合金不是主要有效的 方法，还必须辅以其他方法。但是根据物理学的基本原理，它 仍不失为一种基本的方法。在铝合金精炼过程中，首先仍要用 这一简单的方法来将一部分固体杂质和金属分开。一般静置炉 的应用就是为了这个目的。当然静置炉的作用不仅是为澄清分 离，还有保温和控制铸造温度的作用，所以有时也称保温炉。