熔炼
熔炼和铸造生产是铝及铝合金加工工艺中的组成部分，其主要目的是：配制合金；通过适当的工艺措施（如精练和过滤）提高金属净度；铸造成型。它不仅提供符合加工要求的优质铸锭，而且铸锭质量在很大程度上影响压力加工过程和制品的质量，熔炼过程中的吸气和夹杂物会在铸锭中造成疏松、气孔、夹渣等冶金缺陷。为此必须采取相应的净化处理措施予以防止和清除。 烘炉操作：新修、大修后的熔炼炉，其自然干燥时间在夏季不应小于半个月，在冬季不应小于一个月，中修后的炉子，其自然干燥时间不应小于一个星期。
烘炉的目的是：使炉体各部分内外层均匀缓慢地升温，避免炉衬受急冷急热而开裂。同时，更充分地排除砌体中的水分，防止熔炼时金属吸气和氧化。
注：1.大修后，自然干燥时间少于半个月时，夏季应延长低温（200℃）烘炉时间24h，冬季延长36h。
2.停炉在5昼夜以内及5-10昼夜时，关上炉门用微火苗分别烘烤8h和12h后，将炉温升至900℃即可装炉。
3.停炉在10-15昼夜及小修后，先敞开炉门用木柴烘烤4h，再关上炉门用轻微火苗烘烤12h，然后将炉温升至900℃，即可装炉。
一、烧损
合金在熔炼过程中由于氧化反应，挥发，以及与炉墙，精练剂等作用而造成的不可回收的金属损失称为烧损，总烧损率一般为2.5-5.0%之间。
二、熔炼温度
过低的熔炼温度在生产实践中没有实际意义，在生产中既要防止熔体过热（使金属与炉
气、炉衬等相互作用），又要缩短熔炼时间。 过热不仅容易大量吸收气体，而且易使在凝固后铸锭的晶粒组织粗大，增加铸锭裂纹的倾向性，影响合金性能。 半熔融的温度下，合金易吸气（铝液溶解的气体中80-90%是氢气）。氢与铝不起化学反应，而是以原子状态存在于晶体点阵的间隙内，形成间隙式固溶体。
熔炼铝及铝合金时，应该选择微氧化性气氛：还原性气氛对铝合金并不是还原性的，CO 可使铝继续氧化，H 2及碳氢化合物还可与铝反应产生大量原子氢进入溶体；还原性气氛燃烧不完全，温度低；微氧化性气氛能使熔体表面生成一层氧化膜，使氧化过程变得非常缓慢。因此，氧化性气氛反而有利。
不同温度下氢在铝中的溶解度（在101.325kPa 下）
铝液凝固后氢原子从金属中析出成为氢分子，最后以疏松、气孔的形式存在于铸锭中。 实际生产中多选择高于液相线温度50-60℃熔炼。
常用铝合金的熔炼温度：
3A21 3003 2618 2A70 2A80 2A90 720-770℃ 其余铝合金
700-760℃ 纯铝 700-750
三、净化和除渣
降低熔体中的气体含量（主要是氢气，通常要求0.15cm 3/100g 以下），减少非金属夹杂物和各种有害金属杂质。
铝熔体中金属杂质的主要来源是炉衬用耐火材料（Al2O3、Fe2O3、SiO2等）的反应产物。4Al+3SiO2=2Al2O3+3Si 2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe
在铝及铝合金熔体中，能通过物理的、化学的或物理化学的相互作用，从熔体中除去气体和固态非金属夹杂物的物质叫精练剂。
按物态分，常用的铝合金精练剂有气体、液体和固体精练剂三类。
气体精练剂有、氮气等；液体精练剂主要是高温下呈液态的氯盐，如四氯化碳、四氯化钛；固体精练剂有氯盐、复合溶剂和无毒精练剂。
1.氯盐精炼(净化)：许多氯化物在高温下可以和铝发生反应，生成挥发性的AlCl3而起净化作用。
如3TiCl4+4Al→4AlCl3↑+3Ti 3MnCl2（或ZnCl2）+2Al→2AlCl3↑+3Mn（或Zn）氯盐易吸潮，应注意保持干燥。
加入氟化物（如冰晶石Na3AlF6）与铝熔体具有更高的反应能力，促进了氧化物的排除。
2.几种铝合金的吸附净化方法
2.1浮游法
2.1.1惰性气体吹洗法
氮气、氩气不与氢也不与熔融铝起反应。夹杂被氮气、氩气小气泡吸附在表面而上升至液面。
2.1.2活性气体吹洗
Cl2+H2→2HCl↑3Cl2+2Al→2AlCl3↑2Al2O3+6Cl2→4AlCl3↑+3O2↑
生成的AlCl3沸点183℃。
2.1.3混合气体吹洗
N2+Cl2（9：1或8：2）或N2+Cl2+CO （8：1：1）
2.2氯盐净化
除金属盐外，还有C2Cl6（185.5℃升华）、CCl4等。
C2Cl6→C2Cl4+Cl2↑2Al+3Cl2→2AlCl3↑C2Cl4→CCl4+C CCl4→2Cl2↑+C
H2+Cl2→2HCl↑C2Cl4沸点121度
2.3无毒精炼剂
如NaNO3+C 4NaNO3+5C→2Na2O+2N2↑+5CO2↑
2.4Al-Mg、Al-MgSi系合金常用精炼剂(打渣剂)：
KCl+MgCl2：CaF2=60：40(或80：20), CaF2的加入为了提高熔剂的分离性，防止产生熔剂夹杂。KCl、MgCl2混合熔剂的熔点约650℃。
打渣剂要求粉状，以便覆盖；而精练熔剂则要求一定粒度，以延长精练时间，充分、有效地利用熔剂。
3.铝合金熔体的除渣原理
3.1澄清除渣（静置）：氧化物渣密度轻上浮。
3.2吸附除渣：氧化物夹渣被气体精炼剂或熔剂精炼剂吸附在表面上。
3.3过滤除渣（炉外净化）：玻璃丝布除去尺寸较大的夹杂，一次性使用。陶瓷板过滤，陶瓷板应预热至600度左右使用。
玻璃丝布孔眼尺寸1.2*1.5mm，孔目数为30目/cm2。
陶瓷过滤板由氧化铝和氧化铬等组成，一般厚度50mm，长宽200-600mm，孔隙度高达0.8-0.9。
4.常用涂料的组成
滑石粉（3MgO.4SiO2.H2O）：水玻璃（Na2SiO3）：水（H2O）=22：3：75
四、变质处理
向金属液中添加少量活性物质，促进液体金属内部生核或改变晶体成长过程的一种方法，生产中常用的变质剂有形核变质剂和吸附变质剂。
1.形核变质剂
Al-Ti是传统细化剂，Al-Ti-B（5%Ti 1%B）目前是最有效的细化剂，TiB2质点易聚集成块，偏析聚集。有B加入Ti含量要求0.01-0.05%，无B加入Ti需0.1-0.3%，生产中一般有硼加入钛取0.05%。TiAl3质点加入熔体中10min时效果最好，40min后衰退，因此铸造前在线加入最好。
Al-Ti中间合金加入到熔体中静置一定的时间后，会产生细化效果消失的现象。一般认为是由于TiAl3粒子溶解的原因所致。
TiAl3是目前为止所发现的铝合金中最为有效的活性质点它不仅可以减少柱状晶组织的出现和细化等轴晶粒，同时也能影响柱状晶的横向尺寸。因此，铝合金中钛含量的多少是决定铸锭晶粒度变化的基本因素。在工业生产中，为了得到稳定而细小的晶粒，除了少数几个有特殊要求的合金外，都毫无例外地人工加入0.02-0.1%的钛。应该指出，合金中加钛过量也是无益的，这样会促使生成粗大的金属化合物，不仅影响制品最终性能，而且会因聚集沉积而降低细化效果。
有钛的突出作用，总的来讲，合金中主要组元（铜、镁、硅、锌、锰、铁、镍等）对铸锭晶粒度的影响还是不明显的。
2.吸附变质剂
含Na、Sr（锶）变质剂等。缺点是常引起热脆。
五、铸锭的结晶组织和铸锭的缺陷
结晶组织的好坏，不仅影响工艺性能，而且影响最终制品的质量（如力学性能高低，断口质量的优劣等）。因此生产中力求获得晶粒细小，致密度高，均匀一致的结晶组织。
1. 影响铸锭结晶组织的因数：
1.1合金成分及活性微量元素的影响
主要合金组元对铸锭晶粒影响一般不明显。含活性微量元素少的合金，易形成柱状晶（长条形）或粗大等轴晶（颗粒状）组织，人工加入少量活性微量元素（如Ti）促进熔体内部非自发成核，这对细化晶粒很有益处。
当晶粒度超过允许范围时，铸锭中的这种组织缺陷称为晶粒粗大。
在铝合金半连续铸造中（立式直接水冷。连续供流浇铸且配同步锯，便成为全连续铸锭。），铸锭穴中的熔体温度对形成晶粒的大小起着决定性的作用。铸造时，如果降低熔体温度，虽然使液穴中熔体温度降低很小，但是也能促使铸锭的晶粒度明显细化。
浇注前，熔体在炉中的熔炼温度过高，停留时间过长是铸锭晶粒粗大又一形成原因。
冷却速度是决定金属组织状态的重要因素之一。如果冷却十分缓慢，则结晶不能立即开始。此种条件下，铸锭边缘往往出现发达的柱状晶组织，而在铸锭中心则呈现粗大的等轴晶组织。
1.2熔体过热温度的影响
熔炼时过热和采用不适当的高温铸造时，均可能得到柱状晶和粗大等轴晶。
6063铸造温度一般为710-720℃。
1.3熔体相对结晶面运动的影响
在连铸时改变导流方式，直接向结晶前沿供给过热金属，在该处得到的是柱状晶组织。采用机械或电磁感应搅拌夜穴中的熔体，可使铸锭晶粒普遍细化。
1.4冷却速度的影响
增加冷却速度有减小柱状晶趋势。如果形成的晶核足够时，可得到更细的等轴晶。
1.5铸造速度的影响
提高铸造速度，铸锭晶粒随之而细化。
1.6铸造尺寸的影响
铸造断面尺寸减小而使晶粒细化。
冷却速度、铸造速度、铸造温度对铸锭结晶组织的影响
2.不正常的结晶组织
2.1羽毛状晶（片状）
向结晶面附近导入高温熔体时，在连续铸造的铸锭中会出现羽毛状晶，它是柱状晶的变种。当铸造温度高，流柱平稳时容易产生，加入细化晶粒元素可有效地抑制生成羽毛状晶。
2.2悬浮晶
在连续铸造铝合金铸锭中，往往发现枝晶大小存在不均匀的现象，在远离结晶前沿的液穴中普遍存在长大的孤立树枝晶称为悬浮晶。其晶粒粗大，组织不均匀，所以加工材料悬浮晶区域力学性能很低。适当提高铸造温度，加入细化晶粒元素可抑制悬浮晶的出现。
2.3光亮晶粒
过冷带影响液穴整个体积，其中有些树枝晶便会挂在漏斗的不平整表面上，经长时间长
