铝合金液熔体处理精练法（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库《铝合金铸件铸造技术》课程教案铝合金液熔体处理—精炼法制作人：张保林陕西工业职业技术学院铝合金液熔体处理一、铝合金液的精炼处理概述铝合金熔体的净化是获得优质铸件的前提。由于原材料和在熔炼、转送、浇铸过程中的吸气、氧化，铝合金液很容易受到溶解的氢、非金属夹杂物和多余的碱或碱土金属的污染，使浇注的铸件容易产生针孔、气孔、疏松、夹杂物等缺陷，并对铸件的力学性能、抗腐蚀性、气密性、阳极氧化性能及外观质量产生较大的损害。因此，在浇铸前必须对其进行精炼净化，除气排夹杂物，以提高合金液的纯净度。铝合金液的精炼方法很多，根据精炼机理，可分为吸附法和非吸附法两大类。二、吸附精炼法吸附精炼法是依靠精炼剂产生的吸附作用达到除去氧化夹杂和气体的目的。精炼作用仅发生在吸附界面上，不能对全部铝液发生作用，效果受到限制。具体又分为浮游法和过滤法两种。（1）浮游法浮游法的原理是向铝液中通入惰性气体（通常为氮、氩或加入盐类所产生的气体）产生大量的气泡，由于气泡中氢的分压为零，因此借助于铝液和气泡中氢分压之差氢便不断扩散进入气泡并上浮逸出液面。与此同时，由于浸润性的差异，铝液中的夹杂物能被吸附在与之接触的气泡上，随之上浮而排除，从而达到除氢排夹杂的目的。根据精炼剂的不同，浮游法分为通氮法、通氩法、通氯法和氯盐精炼法等。①通氮精炼氮气价格便宜，常用于精炼铝合金，如图1所示。但它存在的不足处是：为防止大量氮化物夹杂（如AlN、Mg3N2等）的形成，处理温度较低（700～730℃），从而限制了氢的扩散能力。实验结果表明，在大气压下熔炼时氮气气泡只能吸入约为本身容0.1积氢，精炼效果受一定影响。氮气纯度要求高，含有微量氧和水分会极大地降低精炼效果，有资料表明，含氧量为0.5%即可使除气效果降低40%。②通氩精炼精炼温度可提高到760℃，有利于增强氢的扩散能力。此外，工业用氩气瓶中氧含量较低（0.005%～0.05%），且氩的密度1.78kg／m3，高于氧的密度1.25kg／m3，通氩精炼时氩气富集于铝熔池表面，可防止铝液与炉气的反应，因而精炼效果较好。③通氯精炼氯虽不溶于铝液中，但是氯作为活性气体能和铝液及溶于铝液中的氢产生剧烈反应，生成不溶于铝液且呈气态的HCl和A1C13，和未参加反应的氯气一样都具有精炼作用（见图2），因此精炼效果比通氮气好很多。图1通氮精炼法去除氧化夹杂原理图图2吹Cl2精炼示意图但是，氯是剧毒气体，对人体健康有害，对厂房、设备有腐蚀作用，且通氯装置较复杂。因此，一般不单独使用，而改为与Ar或N2搭配使用，精炼效果良好，适用于对针孔度要求极严格的铸件。④联合精炼在N2-Cl2混合气体中加入CO，能使精炼效果进一步提高，这种精炼方法称为三气联合精炼法。AlCl3和CO2都有精炼作用，还能分解部分Al2O3，因而明显提高精炼效果。根据试验，三气联合精炼所需时间为通氯气精炼时间的二分之一。N2的作用是稀释Cl2，改善劳动条件。当CO来源有困难时，可用CO2通过高温石墨管生成CO，然后通入铝液中。混合气体采用Cl2︰CO︰N2＝1︰1︰8。⑤氯盐精炼将某些氯盐压入铝液，使其与铝发生置换反应，生成呈气态的AlCl3、HCl等起除氢去夹渣的作用。常用的氯盐有氯化锌(ZnCl2)、六氯乙烷(C2Cl6)、氯化锰(MnCl2)、四氯化碳(CCl4)、四氯化钛(TiCl4)等。与通气精炼相比，使用氯盐精炼操作方便，省去了一整套气体发生装置和输送管道，并且AlCl3的毒性比氯气小很多。⑥无毒精炼剂精炼目前国内外研究使用了无毒精炼剂，效果良好。几种无毒精炼剂的典型配方见表1，主要成分为几种碱性金属的硝酸盐和石墨粉，将其混合压制成块加入铝液，由于反应生成的N2和C02的沸腾作用，气泡上浮时将把氢和非金属夹杂物带出铝液，所以这种混合物的除气效果良好。表1几种无毒精炼剂的典型配方组元/﹪序号硝酸钠硝酸钾石墨粉363640～4234—34————40—667～8666六氯乙烷3～5——44—冰晶粉—————20食盐23～2528—242410耐火砖粉3030—3226300.30.50.4～0.60.30.30.3用量/﹪123456无毒...
