Zl101A生产操作规程.docx

合金及其性能 5一、 ZL101A 合金的主要性能 5二、 6三、 6一、 铝合金熔炼的主要影响因数 71、 气体的影响 72、 影响铝合金吸气的因素 73、 铝合金蒸气压的影响 84、 氧化膜的影响 85、 Al2O3 等夹杂物的影响 86、 合金元素的影响 97、 熔化时间的影响 98、 季节和地区因素的影响 9二、 气孔的外形、特征及其危害 91、 针孔 92、 皮下气孔 103、 集中性大气孔 10三、 铝合金液的氧化 10四、 夹杂物的形成、特点及危害 11铝合金的熔炼 11一、 熔炼用金属材料 111、 金属 11102、 中间合金 123、 回炉料 124、 对材料保管的要求 13二、 熔炼用关心材料 141、铝合金用熔剂 142、铝合金用精练剂 143、铝合金常用变质剂 144、铝合金用涂料 14三、 熔炼工艺及操作 151、 铝合金熔炼的一般工艺流程 152、 熔炼前的各项预备工作 161） 、配料计算及调整合金成分的方法 162） 、金属炉料的预备 183） 、非金属材料的预备 184） 、熔炉及熔炼工具的预备 19ZL101A 合金的熔炼工艺 19炉前铝合金液处理的原理 21一、 铝合金的精炼净化 21二、 净化效果检验方法 22三、 变质处理 231、 钠盐变质剂的处理 232、 变质工艺 233、 变质处理工艺要点 244、 变质效果检测 26铝合金热处理的目的和方法 27一、 铝合金热处理的目的 27二、 热处理方法及工艺 271、退火处理 272、淬火 273、时效处理 284、热处理操作技术要点 295、热处理质量及缺陷消退与预防 30砂成分〔％〕性能适6－5834－－－3～4 4～54～4.54～4.50.3～0.6＞607－5836－－－3～42～30.3～0.6＞50Zl301湿砂型Zl301湿砂型铝合金铸件用型砂的成分与性能型序号SC50/ 100IN70/ 140 砂IN100/200ZN70/140ZN10 0/200膨润土一般粘土硼酸湿度(%)湿压强度(×10kPa)透气性用范围1 －2 －60～6297～9837～34－－－－－－ 2～33～4－－－4～4.54～50.4～0.70.35～0.6＞50＞50湿砂型湿砂型3 －－－100－－－－4～50.3～0.6＞40湿砂型4 15～25－－－85～75－－－4～50.4～0.7＞40湿砂型5 －－97～96－－－3～4－4～50.3～0.7＞40湿砂型油砂芯的烘干工艺见表砂芯厚度(mm)烘干温度(℃)保温时间(h)烘干温度(℃)保温时间(h)＜40200～2200.5～1.0220～2400.5～1.540～80200～2201.0～2.5220～2401.0～2.5＞80200～2202.0～4.0220～2402.0～4.0亚麻油砂芯T99-1 砂芯铝合金铸造用油砂的成分的性能见表铝合金的吸气、氧化及夹杂物铝合金液中气体的来源及其影响因素〔一〕、存在于熔炼与铸造现场的氢气源1、来自空气中的水蒸汽的吸气空气中对铝合金吸气影响最大的是水蒸汽，它也是使铝合金被氧化的缘由。

其次是氧气， 它是造成合金生成氧化物和微量成分被消耗的根源所谓“铝锈”，便是铝锭与空气中的水蒸汽接触发生反响，即：Al＋3H2O(汽)＝Al〔OH〕3〔固〕＋3/2H2〔气〕生成组织疏的白色粉末 Al(OH) 3，此 Al〔OH〕3 随铝锭入炉，在熔炼温度下又分解成 Al2O3 水汽，Al2O3 能吸取的氢和水汽便被它带入合金液内，使合金液内的气体和氧化夹杂物含量增加碳酸气虽在空气中含量很少，但在燃烧的气体内含量却很大，也会造成合金液的氧化， 氮气对铝合金液不造成危害，相反还有好处，可利用它作为合金液的惰性保护气，或作为去 气除渣的精炼气体2、来自熔化时炉气的吸气前述炉气中各种气体，把不断升温的炉料和逐步合金及其性能一、ZL101A 合金的主要性能此合金中 Si 作为主要合金化元素参加，Si 提高炉合金的铸造性能，使流淌性改善，热裂倾向性降低，削减疏松，提高气密性，获得致密的铸件这类合金具有良好的抗蚀稳定性和中等的切削加工性能，具有一般的强度和硬度，但塑性是较低的1ZL101A 铝合金化学成分合金代主 要 元 素 ％合金牌号号SiCuMgZnMnTi其Al他余ZAlSi7MgA ZL101A 6.5-7.50.25-0.450.08-0.20量ZL101A 铝合金杂质允许含量杂质含量 不大于％合金代合金牌号Fe杂质总和号 Cu Zn Mn Zr Sn PbS J S JZAlSi7MgA ZL101A 0.20.20.10.10.10.20.01 0.030.70.7物理性能ZL101A 合金的物理性能密度线膨胀系数α(1×10－6/℃)比热容 c[〔J/(㎏·℃)]合金牌号(Mg/㎡〕ZL101A2.68二、三、ZL101A 合金的铸造性能及有关数据收缩率〔％〕流淌性〔mm〕抗热裂性气密性合金代浇注温裂环宽度试验压力试验结号线收缩体收缩 700℃ 750℃度〔℃〕 〔mm〕〔MPa〕果裂而不ZL101A 1.1-1.2 3.7-3.9350385713无裂纹5.0漏一、 铝合金熔炼的主要影响因数1、气体的影响合金在固态时，气体的溶解度很小，随温度的上升，溶解度缓慢增加，当到达合金的熔 点时，溶解度突然急速增加，当金属或合金熔化后再升温，则溶解度增加得更快，这是由于 熔融状态的金属或合金与大气发生格外活泼的化学反响，吸取氢气，同时被氧化并产生氧化 物，还消耗溶液中的有效成分，使溶液质量下降，或形成气孔、夹杂等缺陷，成为铝合金溶炼与铸造中的主要问题。

熔炼铸造时主要的氢气源有： 来自空气中的水蒸气；来自熔化时炉气的吸气； 来自油脂、涂料的吸气；来自吸附有水汽的炉料、熔化浇注工具、炉体、坩埚的吸气； 来自含有水分的熔剂、变质剂等的吸气2、影响铝合金吸气的因素不同温度下氢在铝中的溶解度温度℃溶解度S〔cm3/100g Al〕S(×10－6)3000.0010.000894000.0050.004495000.0120.010786000.0260.023376600.0360.032366600.690.620317000.920.827088001.671.501333、铝合金蒸气压的影响在高温下，金属或合金液本身的蒸汽压通常都很高，会阻挡金属或合金液吸入气体， 但铝合金在熔炼温度〔780℃左右〕下，蒸汽压很低，根本无力阻挡气体的吸入4、氧化膜的影响由于氧与铝的亲和力大，在铝合金熔炼中产生一层致密结实的氧化膜γ－Al2O3，掩盖在铝合金液外表，阻挡它的吸气和进一步氧化，这对铝合金的熔炼是很有利的，也是除Al－Mg 合金之外的铝合金可不加掩盖剂而直接在大气中熔炼的缘由但是氧化膜只有和铝液接触的一面是致密的，和炉气接触的一面是粗糙、疏松的。

存在大量的小孔，小孔中吸附着水汽和氢，甚至将γ- Al2O3 焙烧到 890～900℃，仍能吸附少量的水汽，只有当温度高于 900℃，γ- Al2O3 完全转化为α- Al2O3，才能较完全地脱水熔炼时搅动铝液，划破连续、均匀地掩盖在铝液外表的氧化膜并卷入铝液中，铝液便和氧化膜小孔中的水汽反响使铝液进一步氧化，生成氧化夹杂，吸入氢气这样，γ- Al2O3 膜就起了传递水汽的作用，成为氢和氧化夹杂的载体所以在在熔炼和浇注中应尽量少搅动熔池、划破合金液上面这层氧化膜，否则其与空气接触的这一面〔上面〕吸附的水蒸气便会随此氧化膜卷入合金液里，使合金又一次被氧化5、Al2O3 等夹杂物的影响Al2O3 等氧化夹杂物有猛烈的吸附氢气和水汽的力量，这是一种离子状态的化学吸附，它降低了集中脱氢速度，甚至阻挡合金液的脱氢，同时它还供给气泡成核的现成界面，促进铸件形成气孔6、合金元素的影响Cu、Si 等合金元素使合金液的气体溶解度僵死，而 Mg 却使氢在铝合金中的溶解度增加合金中含Mg 量越多，该合金中氢的溶解度也越大其他合金元素对氢的溶解度影响不大，但打算铝合金含气量多少的主要因素是合金液中氧化夹杂物的含量，而合金元素的影响并非是主要因素。

7、熔化时间的影响熔化和保温时间越长，或合金也温度越高或浇注的时间拖长，合金液的吸气和氧化也越多，故应尽量缩短熔炼、保温的时间，在保证布满铸型的前提下，尽量降低浇注温度、缩短浇注时间，严防合金液过热8、季节和地区因素的影响着两个因素的影响，实质时指湿度〔即水汽〕的影响依据解放后近50 年来我国铸造铝镁合金的实际统计质料，铝镁合金铸件或其变形材料的针孔的产生，带有季节性和地区性，即湿度大的地区〔如东南沿海省份、武汉、南京等地〕湿度大的季节和湿度大的阴雨天，熔化浇注的铝合金铸件多产生针孔；而湿度小的地区，湿度小的季节和晴天， 熔化浇注的铝合金铸件则很少产生针孔二、 气孔的外形、特征及其危害1、针孔针孔使合金的机械性能和耐蚀性能大大下降，按其大小和分布状况可分为三种：1） 、点状针孔用放大镜看，外形呈圆点状，轮廓清楚、内壁光滑，可测得其直径和 数出单位面积上的个数这种针孔是从合金内析出的气泡所形成2） 、网状针孔每个针孔几乎都连接起来，从大面积看，呈密集的网状、无法数出单 位面积上的孔数和测量其直径是准固相温度范围宽的合金在冷却速度很慢时，堵塞封闭在枝晶间隙间的气体不能集中聚拢长大而形成的3） 、混合性针孔。

其大小和外形介于前两种气孔之间，用放大镜看，其外形不呈圆点状 ，而像蜂窝状，有密集区域也有稀疏区2、皮下气孔顾名思义，这是产生在铸件表皮底下的一种气孔，其孔内外表光滑，多为铝合金液与湿型砂或涂有过厚涂料的钢模发生化学反响而产生这种气孔虽对铸件的机械性能、耐蚀性等没有影响，但影响外观和尺寸3、集中性大气孔集中性大气孔的特点是内壁光滑、比较深，多发生在壁厚肥大或靠近补缩冒口三、 铝合金液的氧化由于空气和炉气中都存在着氧和水蒸气，使固态和液态的铝及铝合金都被氧化， 在外表生成一层致密的氧化。