1 2.1中間合金的使用
2.1.1使用中間合金的條件和目的
:熔制鋁合金時(shí),合金元素的添加方法一般有四種:一是以純金屬直接加入;二是以中間合金的形式加入;三是以化工材料的形式加;四是以添加劑的形式加入。
我國(guó)的鋁合金熔制過程中,大多數(shù)合金化元素是以中間合金的形式加入。中間合金一般是由兩種或三種元素熔制而成的合金。使用中間合金,主要從以下方面考慮:
(1)有些合金元素的含量范圍較窄,為使合金獲得準(zhǔn)確的化學(xué)成分,不適于加入純金屬,而需以中間合金形式加入。如6A02合金中的銅含量為0.2%~0.6%,采用Al-Cn中間合金較為合適。
(2)某些純金屬熔點(diǎn)較高,不能直接加入鋁熔體中,而應(yīng)先將此難熔金屬預(yù)先制成中間合金以降低其熔點(diǎn)。如鎳的熔點(diǎn)為1445℃.制成含鎳20%的中間合金時(shí),其熔點(diǎn)降為780℃;錳的熔點(diǎn)為1245℃,制成含錳10%的中間合金時(shí),其熔點(diǎn)降為780℃。
(3)某些純金屬密度大,在鋁中溶解速度慢,這些合金元素若以純金屬形式加入,易造成偏析,因此須預(yù)先制成中間合金,如鐵、鎳、錳等。
(4)某些純金屬表面不清潔,有的銹蝕嚴(yán)重直接加入熔體易污染熔體,因此宜預(yù)先制成中間合金后使用,如鐵片等。
(5)某些單質(zhì)易蒸發(fā)或氧化,熔點(diǎn)高,在鋁中溶解度低,如硅。單質(zhì)硅以塊狀等形式存在時(shí),因其幾何尺寸偏大,因此需要在高溫下長(zhǎng)時(shí)間溶解,增加了氧化燒損,影響生產(chǎn)效率和冶金質(zhì)量,且不利于準(zhǔn)確控制成分,因此應(yīng)預(yù)先制成中間合金。2· 2中間合金的制備技術(shù)
因此,使用中間合金的目的是:防止熔體過熱,縮短熔煉時(shí)間,降低金屬燒損,便于加入高熔點(diǎn)、難熔和易氧化揮發(fā)的合金元素,從而獲得成分均勻、準(zhǔn)確的熔體。但并不是所有的合金化元素都要以中間合金形式加入,下述情況可直接使用純金屬:
(1)熔點(diǎn)低、在鋁中溶解度大的合金元素,當(dāng)它在合金中含量高且范圍較寬時(shí),為方便可在爐料熔化一部分后以純金屬形式加入,如銅。
(2)熔點(diǎn)低、易氧化燒損且在鋁中溶解度大的金屬,制成中間合金反而多了燒損,因此宜以純金屬形式加入,如鎂。
(3)熔點(diǎn)低、易蒸發(fā)且在鋁中溶解度大的金屬,也應(yīng)直接以純金屬形式加入,如鋅。
2.1.2對(duì)中間合金的要求
對(duì)中間合金的要求包括以下幾方面:
(1)成分均勻,以保證合金得到準(zhǔn)確的化學(xué)成分。
(2)雜質(zhì)元素含量盡可能低,以免污染合金成分。
(3)熔點(diǎn)較低,最好是與鋁的熔點(diǎn)接近,既可減少金屬燒損,又可加快熔煉速度。
(4)中間合金中的元素含量盡可能高一些,這樣既可減少中間合金的用量,又可減少中間合金的制造量。
(5)有足夠的脆性,易于破碎,便于配料。
(6)不易蒸發(fā)和腐蝕,無毒,便于保管。
(7)在鋁中有良好的溶解度,以加快熔煉速度。
(8)中間合金錠純凈度高,氧化夾雜物少,對(duì)成品合金的污染小。
(9)易于搬運(yùn)。中間合金錠的形狀和單塊重量應(yīng)滿足使用方便的原則。
(10)中間合金錠應(yīng)有明顯的標(biāo)識(shí)。
2.1.1使用中間合金的條件和目的
:熔制鋁合金時(shí),合金元素的添加方法一般有四種:一是以純金屬直接加入;二是以中間合金的形式加入;三是以化工材料的形式加;四是以添加劑的形式加入。
我國(guó)的鋁合金熔制過程中,大多數(shù)合金化元素是以中間合金的形式加入。中間合金一般是由兩種或三種元素熔制而成的合金。使用中間合金,主要從以下方面考慮:
(1)有些合金元素的含量范圍較窄,為使合金獲得準(zhǔn)確的化學(xué)成分,不適于加入純金屬,而需以中間合金形式加入。如6A02合金中的銅含量為0.2%~0.6%,采用Al-Cn中間合金較為合適。
(2)某些純金屬熔點(diǎn)較高,不能直接加入鋁熔體中,而應(yīng)先將此難熔金屬預(yù)先制成中間合金以降低其熔點(diǎn)。如鎳的熔點(diǎn)為1445℃.制成含鎳20%的中間合金時(shí),其熔點(diǎn)降為780℃;錳的熔點(diǎn)為1245℃,制成含錳10%的中間合金時(shí),其熔點(diǎn)降為780℃。
(3)某些純金屬密度大,在鋁中溶解速度慢,這些合金元素若以純金屬形式加入,易造成偏析,因此須預(yù)先制成中間合金,如鐵、鎳、錳等。
(4)某些純金屬表面不清潔,有的銹蝕嚴(yán)重直接加入熔體易污染熔體,因此宜預(yù)先制成中間合金后使用,如鐵片等。
(5)某些單質(zhì)易蒸發(fā)或氧化,熔點(diǎn)高,在鋁中溶解度低,如硅。單質(zhì)硅以塊狀等形式存在時(shí),因其幾何尺寸偏大,因此需要在高溫下長(zhǎng)時(shí)間溶解,增加了氧化燒損,影響生產(chǎn)效率和冶金質(zhì)量,且不利于準(zhǔn)確控制成分,因此應(yīng)預(yù)先制成中間合金。2· 2中間合金的制備技術(shù)
因此,使用中間合金的目的是:防止熔體過熱,縮短熔煉時(shí)間,降低金屬燒損,便于加入高熔點(diǎn)、難熔和易氧化揮發(fā)的合金元素,從而獲得成分均勻、準(zhǔn)確的熔體。但并不是所有的合金化元素都要以中間合金形式加入,下述情況可直接使用純金屬:
(1)熔點(diǎn)低、在鋁中溶解度大的合金元素,當(dāng)它在合金中含量高且范圍較寬時(shí),為方便可在爐料熔化一部分后以純金屬形式加入,如銅。
(2)熔點(diǎn)低、易氧化燒損且在鋁中溶解度大的金屬,制成中間合金反而多了燒損,因此宜以純金屬形式加入,如鎂。
(3)熔點(diǎn)低、易蒸發(fā)且在鋁中溶解度大的金屬,也應(yīng)直接以純金屬形式加入,如鋅。
2.1.2對(duì)中間合金的要求
對(duì)中間合金的要求包括以下幾方面:
(1)成分均勻,以保證合金得到準(zhǔn)確的化學(xué)成分。
(2)雜質(zhì)元素含量盡可能低,以免污染合金成分。
(3)熔點(diǎn)較低,最好是與鋁的熔點(diǎn)接近,既可減少金屬燒損,又可加快熔煉速度。
(4)中間合金中的元素含量盡可能高一些,這樣既可減少中間合金的用量,又可減少中間合金的制造量。
(5)有足夠的脆性,易于破碎,便于配料。
(6)不易蒸發(fā)和腐蝕,無毒,便于保管。
(7)在鋁中有良好的溶解度,以加快熔煉速度。
(8)中間合金錠純凈度高,氧化夾雜物少,對(duì)成品合金的污染小。
(9)易于搬運(yùn)。中間合金錠的形狀和單塊重量應(yīng)滿足使用方便的原則。
(10)中間合金錠應(yīng)有明顯的標(biāo)識(shí)。