1 铝合金的熔化 1.1.1 石墨坩埚的准备: 1.1.1.1 根据熔化量的多少选用容量适当的坩埚; 1.1.1.3 旧坩埚(注意同一个坩埚不能用于熔化不同牌号的合金)使用前应检查是否损坏,清除表面熔渣和其它脏物,装料前预热到250~300℃。 1.1.2 铁质坩埚一般采用球铁坩埚,也可用铸钢(或钢板焊接)坩埚。为提高坩埚使用寿命,其外表面可进行液体渗铝处理。 1.1.3 坩埚、锭模及熔炼工具,使用前应将残余的金属、氧化皮等杂物清除干净。 1.1.4 新坩埚及有锈蚀污物的旧坩埚,使用前应吹砂或用其它方法清除干净,并加热到700~800℃,保温2~4小时,以除去坩埚吸附的水分及其它化学物质。 1.1.5 铝镁系合金的熔炼工具,使用前应在光卤石等溶剂中洗涤干净。 1.1.6 坩埚、锭模、熔炼工具使用前应涂防护涂料。搪衬的保温坩埚重复使用时,可不涂防护涂料。 1.1.6.1 涂料成分可按表1中的规定: 表1 坩埚和工具用涂料
1.1.6.2 涂料的配制:涂料成分中的所有固体组元,配制前应磨碎,并经过100~140目过筛,然后混合均匀。使用时,先将水玻璃倒入80~100℃的热水中搅拌均匀,加入固体组元后再搅拌均匀,冷却后备用。配好后的涂料停放时间一般不超过8小时。 1.1.6.3 将坩埚、锭模、熔炼工具预热到180~250℃,涂以防腐涂料。 1.1.7 用于保温的碳素钢板焊接坩埚,其内表应用耐火材料搪衬。耐火材料可按表2中的规定: 表2 耐火材料成分配比
1.2 原材料 1.2.1 配制铝合金所用的金属材料应符合QB004《原材料技术条件及验收标准 >标准》中的规定。 1.2.2 配制涂料、搪衬、精炼用剂所用的辅助材料也应符合QB004中的规定。 1.3 中间合金的配制:铝基中间合金的配制工艺及配料系数见表3及表4: 表3 常用中间合金的配制工艺参数
表4 常用中间合金的配料系数
1.3.1 铝铜中间合金熔炼工艺: 1.3.1.1 将配制好的炉料充分预热; 1.3.1.2将10~15%的铝及全部铜装炉,随着铜的熔化,分批将剩余铝锭加入熔炉,并充分搅拌,至全部熔化; 1.3.1.3 在700℃左右加入精炼剂(用量按各种精炼剂使用要求配加,如使用AWJ-3精炼剂,加入量为0.5~0.8%)进行除气精炼处理,扒渣后浇锭(锭厚≤25mm)。 1.3.2 铝锰中间合金熔炼工艺: 1.3.2.1 将配制好的炉料充分预热; 1.3.2.2 在石墨坩埚内将75%左右的铝锭熔化,并过热到900~1000℃; 1.3.2.3 分批加入锰,每加入一批后,以石墨棒充分搅拌,待熔化后,加入下一批,最后加入余下的铝; 1.3.2.4 熔化完后,在850℃左右加入精炼剂(用量按要求进行配加,如AWJ-3精炼剂加入量为0.5~0.8%)除气精炼处理后静置5~10分钟浇锭。为防止锰的偏析,浇锭前要充分搅拌,并应尽快浇注完毕(锭厚≤25mm)。 1.4 铝合金的配制 配制铝合金采用金属锭、中间合金及回炉料,也可使用各种牌号的预制合金锭。 1.4.1 装料前必须去除炉料表面上的锈迹、泥砂等污物。 1.4.2 回炉料分为三级: 表5 回炉料的分级、应用及最大回用量
注:(1)当铸件有特殊要求时(如针孔度等),回炉料的用量应酌情减少,如气缸铸件应低于40%; (2)当各级回炉料搭配使用时,回炉料的总量≤80%,其中,三级回炉料≤10%,二级回炉料≤50%。 (3)回炉料应按牌号分开堆放,成分不清的需经重熔后分析成分方可用于配料。 1.4.3 炉料计算: 1.4.3.1 元素含量计算法,按表6举例说明: 表6 炉料的计算程序实例(一)
1.4.3.2 炉料配比系数法:按表7举说明: 表7 炉料的计算程序实例
注:航空动力学报ZL107的计算程序与此相同,计算过程略。ZL104和ZL107的配料系数列于下表: 表8 常用铝合金的炉料配制系数
注:上表中所列各种炉料必须符合QB004-2003《原材料技术条件及验收标准》的相应规定,否则,不能使用本表系数。此外,实际配料时,应逐一填写配料原始记录,以便复查核实。 表9 铝合金熔炼时元素的烧损量
1.4.4 炉料加入先后原则: 1.4.4.1 当用铝锭和中间合金熔化时,首先装入铝锭,然后加入中间合金; 1.4.4.2 当用预制合金锭进行熔炼时,首先装入预制合金锭,然后补加所需的铝和中间合金; 1.4.4.3 当炉料为回炉料和铝锭组成时,首先加入炉料中最多的那一部分; 1.4.4.4 当熔炉容量足以同时装入几种炉料时,则应首先装入熔点相近的成分; 1.4.4.5 容易烧损和低熔点的炉料,如镁和锌,应在最后加入; 1.4.4.6 在连续熔化时坩埚内应剩余一部分铝液以加速下一炉的熔化; 1.4.4.7 采用覆盖剂时,应在炉料开始熔化时就加入熔剂。 1.4.5 炉料全部熔化后,进行搅拌使成分均匀,然后调温到除气工艺所需的温度。 1.5 合金的除气或精炼处理 1.5.1 除气剂准备: 1.5.1.1 使用六氯乙烷时,应将其压成圆饼(Ф66×40,比重1.8g/cm3),每块重约200g,存放干燥器内备用。 1.5.1.2 使用六氯乙烷加载体时,载体材料(氟硅酸钠或二氧化钛)应进行脱水处理;氟硅酸钠于200~250℃烘烤12~24小时,二氧化钛于300~400℃烘烤3~4小时,然后按表10中的比例混合后压成圆饼放在干燥箱内备用。 1.5.2 除气处理:用钟罩将除气剂压入距坩埚底100mm,沿坩埚直径1/3处(距坩埚壁)的圆周匀速移动,为不使铝液大量喷溅,除气剂可分2~3次加入。除气结束后静置、除渣。 1.5.3 除气效果检验:分炉前和炉后检验 1.5.3.1 炉前检验:用勺取约半勺合金液,用干净铁片刮去表面氧化物和渣,露出镜面样液面,冷却后如有气泡析出,则除气效果差,反之则效果好。 1.5.3.2 炉后检验,试样经腐蚀后看到针孔的大小和多少。 1.5.4 除气剂的工艺参数见表10: 表中规定的精炼剂用量仅作为计算每炉使用量的依据,不作为工艺参数控制。当出现操作不当造成额外损耗、炉料含杂质(如渣、泥砂等)过多等原因,导致炉前检验除气效果差时,应考虑增加使用量,直到炉前检验合格为止。 精炼温度(精炼处理时铝液的温度)的选择也应根据条件(如环境、设备因素等)的变化作随机调整,以最终炉前检验的效果来验证,应作为工艺参数控制并予以记录。 表10 常用精炼(除气)工艺参数
注:除气剂以六氯烷及六氯烷加载体的效果最好。当采用其它精炼剂时,应按其产品使用说明书要求进行验证合格,出具操作工艺后,方可使用。 1.6 合金的变质和孕育处理: 1.6.1变质处理是为了细化铝硅合金中的共晶硅,孕育处理是为了细化铝合金中的初生相。 1.6.2 常用钠盐变质剂按表11的成分要求混合均匀,装入料盘摊平,厚度不超过50㎜,于300~400℃烘烤3~5小时,然后破碎。30~40目过筛,放入干燥器内备用。 1.6.3 变质剂的准备、用量、处理时间等作为操作处理时的参考,以最终炉前检验的效果来合理选择,不作为工艺参数控制和记录,精炼剂的处理温度和效果应予以验证和记录。 表11 常用变质剂使用工艺参数
1.6.3 合金经变质后,调整到浇注温度进行浇注。 1.7 采用其它变质剂时,应按其使用说明书要求进行验证合格后方可使用。 1.8 常用铝合金熔炼工艺举例如下表: 表12 常用铝合金熔炼工艺举例
2 铝合金的浇注 2.1 浇注前的准备工作: 2.1.1 工具的准备:所有工具应经过清理、预热、涂料,使用前应再次预热。 2.1.2 检查开模机构各部分是否完好,各运动部分应加油润滑。如导轨、导杆、螺杆、螺母、轴承等。保证开型、合型灵活。 2.1.3 金属型的预热:金属型预热前应仔细清除原来的涂料,去除部位为型腔、铁芯和分型面。浇冒口和冒口颈可不去除。 2.1.3.1 预热时要不断移动喷,使型腔受热均匀。严禁将喷搁置不动,使局部严重过热。 2.1.3.2 需要温度高的地方,如冒口部位,要多加热,使该部分温度高于型腔温度。 2.1.3.3 必要时,要预热金属型的背面,使金属型变形小。 2.1.4 金属型的涂料: 2.1.4.1 涂料成分配比:根据金属型的特点,按表13选取涂料: 表13 金属型涂料成分配比
2.1.4.2 涂料的配制:涂料中的所有固体组元,配制前应磨碎,并经过100~140目过筛(经检合格,未成团的组元可直接用于配制),然后混合均匀。使用时,先将水玻璃倒入80~100℃的热水中搅拌均匀,加入固体组元后再搅拌均匀,冷却后备用。配好的涂料停放时间一般不超过8小时。 2.1.4.3 涂料操作: 1)涂料可以用喷刷,要求均匀、表面光洁; 2)为利于补缩,远离冒口的部位涂薄些,而靠近冒口处涂厚些。必要时在产生缩孔的部位将涂料去除掉; 3)冒口用涂膏刮上一层2~3㎜厚的涂料,以提高冒口的补缩能力。 2.1.5 除去分型面及各配合面的涂料。 2.1.6 对大金属型,在涂料后还需再次预热。 2.1.7 下好泥芯,吹净型腔,并合严金属型。 2.2 浇注操作: 2.2.1 金属型合严后,应尽快浇注,避免其降温。 2.2.2 浇包自坩埚中舀取金属液时,先用包底拨开液面上的氧化皮或熔剂层,缓慢地用包口舀取合金液。在浇包接近金属型浇口时,应用热铁片或干木块将包嘴处的氧化皮或渣拨开,让干净的金属液进入浇口杯。 2.2.3 浇注温度的高低,要根据具体情况来决定,总的原则是保证铸件成型的前提下,浇注温度越低越好。常用铝合金浇注温度见表12。 2.2.4 浇注时,开始瞬间应略慢,防止金属液溢出浇口杯和严重冲击型腔,紧接着应加快浇注速度,使浇口杯充满,做到平稳而不中断液流。 2.2.5 浇注快慢尚须视不同金属型而变化,操作者应积累经验,以便做到不冷隔、排气顺畅及不冲坏型芯。 2.2.6 浇包中的合金液应正好为铸件所需用量,如有剩余,应浇入锭模中,禁止将剩余金属液返回坩埚中。 2.2.7 浇注完毕,根据不同铸件,即时开模,做到不因开模过早损坏铸件,也不因过迟而产生脱模困难。 2.2.8 取出铸件后,观察铸件是否合格,若有缺陷,应采取措施解决,直至合格为止。 2.3 浇注安全: 2.3.1 工作场地应平坦、整洁,道路畅通,场地上不得有积水,车间应有良好的通风措施。 2.3.2 搬运金属型、浇注和取出铸件都应细心操作,防止碰伤和烫伤。 2.3.3 浇包中铝液不宜太满。 2.3.4 金属液溢出型外时,应放干砂,以防爆炸伤人。 3 相关文件 3.1 QB004-2003《原材料技术条件及验收标准》 4 相关记录 4.1 《炉料配制原始记录表》2010-002-01 4.2 《熔炼、浇注原始记录表》2010-002-02 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
代号 | 名称 | 成分配比(重量百分比)% | |||
氧化锌 | 滑石粉 | 水玻璃 | 水 | ||
T03 | 涂料三号 | 25~30 | / | 3~5 | 余量 |
T04 | 涂料四号 | / | 20~30 | 6 | |
成分(重量百分比)% | |||
耐火熟粘土 | 石英砂 | 耐火土 | 水 |
45 | 35 | 20 | 适量(另加) |
本文发布于:2023-06-26 07:04:40,感谢您对本站的认可!
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