之前中國鑄造網(wǎng)小編已經(jīng)為大家介紹了鋁合金熔煉前準(zhǔn)備，本文重點(diǎn)介紹鋁合金的配制
配制鋁合金采用金屬錠、中間合金及回爐料，也可使用各種牌號的預(yù)制合金錠。
裝料前必須去除爐料表面上的銹跡、泥砂等污物。
回爐料分為三級：
表1 回爐料的分級、應(yīng)用及最大回用量
級別 | 分類 | 熔煉前的預(yù)加工 | 用途 | 回用量 |
一級 | 不是因化學(xué)成分報(bào)廢的鑄件，金屬型鑄件的澆冒口，砂型鑄件的冒口。 | 清除油污、泥沙、雜質(zhì)及其它附屬物 | 可直接用作所有類別工作合金的回爐料 | ＜80% |
二級 | 砂型鑄件的澆道，坩堝底部的剩料，因化學(xué)成分報(bào)廢的鑄件。 | 除去夾砂、雜物，可考慮噴砂處理，并補(bǔ)加所需元素。 | 可直接用做Ⅱ、Ⅲ類鑄件的合金的回爐料 | ＜70% |
三級 | 濺屑、鑄件飛邊和碎小的廢料 | 分離處理，除去雜物及泥沙 | 用于無氣密性要求，或化學(xué)成分范圍較寬的合金 | ＜30% |
注：(1)當(dāng)鑄件有特殊要求時(shí)(如針孔度等)，回爐料的用量應(yīng)酌情減少，如氣缸鑄件應(yīng)低于40%;
(2)當(dāng)各級回爐料搭配使用時(shí)，回爐料的總量≤80%，其中，三級回爐料≤10%，二級回爐料≤50%。
(3)回爐料應(yīng)按牌號分開堆放，成分不清的需經(jīng)重熔后分析成分方可用于配料。
爐料計(jì)算：
元素含量計(jì)算法，按表2舉例說明：
表2 爐料的計(jì)算程序?qū)嵗?一)
計(jì)算程序 | 舉例 |
1．確定熔煉要求： A． 合金牌號 B． 所需合金液重量 C． 所用爐料的成分 | 1．以熔煉ZL104合金80㎏為例（配料計(jì)算取技術(shù)要求的平均值）： Si：9%，Mg：0.27%，Mn：0.4%，Al：90.33%，雜質(zhì)Fe≤0.6% Al-Mn合金：Mn10%，Fe≤0.3；鎂錠：Mg99.8%；鋁錠：Al99.5%，Fe≤0.3%。 回爐料：P=24㎏，占總量的30%，成分為：Si9.2%,Mg0.27%,Mn0.4%,Fe≤0.4% |
2．確定元素的燒損量：E | 2．各元素的燒損量按表9中選取，必要時(shí)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際加以調(diào)整。 舉例：ESi:1%，EMg:20%，EMn:0.8%，EAl:1.5% |
3．計(jì)算100㎏爐料各元素的需要量Q： Q=a/（1-E） | 3．100㎏爐料中，各元素的需要量Q： QSi=9%×100/(1-1%)=9.09㎏ QMn=0.4%×100/(1-0.8%)=0.40㎏ QMg=0.27%×100/(1-20%)=0.34㎏ QAl=90.33%×100/(1-1.5%)=91.7㎏ |
4．根據(jù)熔制合金的實(shí)際含量W，計(jì)算各元素的需要量A=W/100×Q | 4．熔制80㎏合金實(shí)際所需元素量A： ASi=80/100×QSi=80/100×9.09=7.27㎏ AMg=80/100×QMg=80/100×0.34=0.27㎏ AMn=80/100×QMn=80/100×0.4=0.32㎏ AAl=80/100×QAl=80/100×91.7=73.37㎏ |
5．計(jì)算回爐料中各種元素的含有量B | 5．BSi=24×9.2%=2.21㎏ BMg=24×0.27%=0.07㎏ BMn=24×0.4%=0.1㎏ BAl=24×90.16%=21.64㎏ |
6．計(jì)算應(yīng)加的新元素含量C：C=A-B | 6．CSi=ASi-BSi=7.27-2.21=5.06㎏ CMg=AMg-BMg=0.27-0.07=0.20㎏ CMn=AMn-BMn=0.32-0.1=0.22㎏ CAl=AAl-BAl=73.37-21.64=51.73㎏ |
7．中間合金量D：D=C/F（F：元素含量），帶入的鋁量：MAl=D-C | 7．相應(yīng)于新加入的元素量所應(yīng)補(bǔ)加的中間合金量： D(Al-Mn)=CMn/10/100=0.22×100/10=2.2㎏ 帶入的鋁:M(Al-Mn)=D-C=2.2-0.22=2.08㎏ |
8．應(yīng)補(bǔ)加的純鋁GAl | 8．GAl=AAl-[M(Al-Mn)+BAl]=73.37-(2.08+21.64)=49.65㎏ |
9．計(jì)算爐料總重W | 9．W=GAl+(Al-Mn)+Si+Mg+P=49.65+2.2+5.06+0.20+24=81.11㎏ |
10．核算雜質(zhì)含量U（以鐵為例） | 10．U=GAl×0.3%+D(Al-Mn)×0.3%+P×0.4%=49.65×0.3%+2.2×0.3%+24×0.4%=0.25㎏ UFe=0.25/80×100/100=0.3125% |
爐料配比系數(shù)法：按表3舉說明：
表3 爐料的計(jì)算程序?qū)嵗?/strong>
計(jì)算程序 | 舉例 |
1． 確定熔煉要求： A.合金牌號 B.所需合金液重量 C.所用爐料成分 | 1．以熔煉ZL104合金100㎏為例（配料計(jì)算取技術(shù)條件規(guī)定的平均值）： Si：8.5%，Mg：0.26%，Mn：0.4%，Al：90.84% 回爐料P=100×50%=50㎏，按合金成分計(jì)算 |
2．確定元素的燒損量E | 2．元素的燒損量按表9選取，必要時(shí)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際加以調(diào)整。計(jì)算確定為： ESi：1%，EMg：30%，EMn：1%，EAl：1.0% |
3．計(jì)算100㎏爐料各元素的需要量A： A=a/（1-E） | 3．100㎏爐料中，各元素的需要量A： ASi=8.5%×100/(1-1%)=8.58㎏ AMn=0.4%×100/(1-1%)=0.4㎏ AMg=0.26%×100/(1-30%)=0.37㎏ AAl=90.84%×100/(1-1.0%)=91.75㎏ |
4．計(jì)算回爐料中各元素的含有量B | 4．BSi=50×8.5%=4.25㎏ BMn=50×0.4%=0.2㎏ BMg=50×0.26%=0.13㎏ BAl=50×90.84%=45.42㎏ |
5．應(yīng)補(bǔ)加的新元素量C | 5．CSi=ASi-BSi=8.58-4.25=4.33㎏ CMn=AMn-BMn=0.4-0.2=0.20㎏ CMg=AMg-BMg=0.37-0.13=0.24㎏ CAl=AAl-BAl=91.75-45.42=46.3㎏ |
6．中間合金加入量D及帶入的鋁M | 6．D(Al-Mn)=CMn/10%=0.20/10%=2.0㎏ M=D(Al-Mn)-CMn=2.0-0.20=1.80㎏ |
7．應(yīng)加的純鋁量G | 7．G=CAl-M=46.3-1.8=44.5㎏ |
8．以加入NAl=100㎏鋁錠為準(zhǔn)，計(jì)算其它爐料的需要量N | 8．NSi=CSi×NAl/G=4.33×100÷44.5=9.7㎏ NMg=CMg×NAl/G=0.24×100÷44.5=0.54㎏ N(Al-Mn)=CMn×NAl÷G=2.0×100÷44.5=4.5㎏ N回=P×NAl÷G=50×100÷44.5=112㎏ |
注：ZL107的計(jì)算程序與此相同，計(jì)算過程略。ZL104和ZL107的配料系數(shù)列于下表：
表4 常用鋁合金的爐料配制系數(shù)
序號 | 合金 代號 | 各種爐料的配制系數(shù) | ||||||||
鋁錠 | 工業(yè)硅 | 鎂錠 | AlCu50 | AlMn10 | AlTi5A | 同牌號回爐料≤ | 備注 | |||
01 | ZL107 | 100 | 8.122 | / | 9.29 | / | / | 170 |
| |
02 | ZL107 | 100 | 9．4 | / | 10．9 | 5．12 | / | 178 | Fe>0．４%時(shí) | |
03 | ZL104 | 100 | 9.74 | 0.774 | / | 4.584 | / | 168 |
| |
04 | 105002 | 100 | 14.8 | / | 8.233 | 5.15 | / | 188 |
| |
05 | ZL111 | 100 | 11.3 | 1.63 | 4.01 | 3.15 | 6.36 | 184 |
| |
注：上表中所列各種爐料必須符合QB004-2003《原材料技術(shù)條件及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》的相應(yīng)規(guī)定，否則，不能使用本表系數(shù)。此外，實(shí)際配料時(shí)，應(yīng)逐一填寫配料原始記錄，以便復(fù)查核實(shí)。
表5 鋁合金熔煉時(shí)元素的燒損量
元素 | 燒損量（電爐熔煉） | 元素 | 燒損量（電爐熔煉） |
Al | 1.0～1.5 | Na | 2～3 |
Si | 0.5～1 | Mn | 0.5～1 |
Cu | 0.5～1 | Sn | 0.5～1 |
Mg | 2～3若純金屬加入可達(dá)到15～30% | Fe | 0.5～1 |
Zn | 1～3若以純金屬加入則燒損可達(dá)10～15 | Be | 0.5～1 |
Ni | 0.5～1 | Ti | 1～2 |
爐料加入先后原則：
1、 當(dāng)用鋁錠和中間合金熔化時(shí)，首先裝入鋁錠，然后加入中間合金;
2、當(dāng)用預(yù)制合金錠進(jìn)行熔煉時(shí)，首先裝入預(yù)制合金錠，然后補(bǔ)加所需的鋁和中間合金;
3、當(dāng)爐料為回爐料和鋁錠組成時(shí)，首先加入爐料中最多的那一部分;
4、 當(dāng)熔爐容量足以同時(shí)裝入幾種爐料時(shí)，則應(yīng)首先裝入熔點(diǎn)相近的成分;
5、容易燒損和低熔點(diǎn)的爐料，如鎂和鋅，應(yīng)在最后加入;
6、在連續(xù)熔化時(shí)坩堝內(nèi)應(yīng)剩余一部分鋁液以加速下一爐的熔化;
7、 采用覆蓋劑時(shí)，應(yīng)在爐料開始熔化時(shí)就加入熔劑。
8、爐料全部熔化后，進(jìn)行攪拌使成分均勻，然后調(diào)溫到除氣工藝所需的溫度。
