鎂鋁合金熔煉鑄造工藝的制作方法
【專利說明】鎂鋁合金熔煉鑄造工藝
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明屬于合金鑄鐵鑄造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鎂鋁合金熔煉鑄造工藝。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]從目前國內(nèi)壓鑄鋁合金車輪轂企業(yè)來看，對鎂鋁合金的熔煉，基本采用一次熔煉、二次熔煉(鑄錠重熔)、加工再生三種熔煉方式。
[0005]一次熔煉是在熔煉爐內(nèi)直接Fe鋁錠熔鋁，再將鋁液導(dǎo)入到保溫爐內(nèi)，在保溫爐內(nèi)升溫后熔硅，經(jīng)過熔煉、攪拌、精煉、扒渣、加降溫料、加鎂錠、取樣分析、成分調(diào)整、合金變質(zhì)處理后，獲得合格的鎂鋁合金液。接著用鋁水包轉(zhuǎn)運(yùn)包，將合格的鎂鋁合金液用叉車運(yùn)送給低壓鑄杌壓機(jī)，壓鑄鋁合金車輪。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了克服現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種生產(chǎn)鎂鋁合金熔煉鑄造工藝。
[0008]本發(fā)明提供的生產(chǎn)鎂鋁合金熔煉鑄造工藝，該法是近年來發(fā)展的一項(xiàng)制備鎂鋁合金熔煉鑄造工藝，按其原理也可歸于鑄造法。(I)合金配料與備料按合金的化學(xué)成分和熔化爐的容量進(jìn)行配料計(jì)算，得出投料總料量及各種純金屬如AOO鋁錠、鎂錠、工業(yè)硅的用量，合金變質(zhì)劑和熔劑用量；(2)合金裝爐前要將熔煉爐爐膛溫度調(diào)整到850°C - 900°C ； (3)熔鋁在熔煉爐內(nèi)進(jìn)行，加料完成后在鋁錠上面撒一層覆蓋劑，關(guān)上爐門升溫，使鋁錠熔化，當(dāng)鋁錠熔化塌陷時(shí)攪拌一次，以便加速熔化；(4)熔硅是在保溫爐內(nèi)進(jìn)行；(5)鎂鋁合金采用AL - Sr5%中間合金變質(zhì)；(6)加鎂的時(shí)機(jī)是在熔體精煉之后，在取樣前加鎂；(7)取樣分析鎂鋁合金的取樣溫度為700°C ;(8)化學(xué)成分調(diào)整按鎂鋁合金化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；(9)合金化學(xué)成分控制鎂鋁合金是強(qiáng)化的鑄造鋁合金，合金主要強(qiáng)化相為Mg2Si ; (10)鋁液在澆包內(nèi)氬氣精煉保溫爐內(nèi)的鎂鋁合金液檢驗(yàn)合格后，打開放液口，向鋁水包注入合金液；(11)合金液密度檢測用取樣勺在鋁水包的鋁液中酉取試樣，鑄成試樣塊。
[0009]本發(fā)明提供的生產(chǎn)鎂鋁合金熔煉鑄造工藝，其有益效果在于:各項(xiàng)性能的大幅提聞。
[0010]
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明提供鎂鋁合金熔煉鑄造工藝，進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0012]實(shí)施例一 (I)合金配料與備料
按合金的化學(xué)成分和熔化爐的容量進(jìn)行配料計(jì)算，得出本熔次投料總料量及各種純金屬如AOO鋁錠、鎂錠、工業(yè)硅的用量，合金變質(zhì)劑和熔劑用量等。計(jì)算好之后填寫生產(chǎn)卡片，填好生產(chǎn)卡片后要逐項(xiàng)進(jìn)行核對，準(zhǔn)確無誤后簽字蓋章，下發(fā)給配料工進(jìn)行配料和備料。
[0013]配料工嚴(yán)格按生產(chǎn)卡片要求，逐條逐項(xiàng)將各種純金屬分別檢斤過磅，按熔次按品種單獨(dú)擺放到爐前，同時(shí)將合金變質(zhì)劑和熔劑撿金后分別備到爐前。
[0014]⑵合金裝爐
裝爐前要將熔煉爐爐膛溫度調(diào)整到850C - 900C，同時(shí)要進(jìn)行清爐，將爐內(nèi)渣子徹底扒凈，然后在爐底撤上一層熔劑。
[0015]要認(rèn)真按生產(chǎn)卡片檢查核對爐料，注意入爐料必須清潔干凈，如發(fā)現(xiàn)料上面有塵土和水分，要及時(shí)清擦干凈。裝爐方式有兩種:第一種是對一次熔煉合金而言，熔煉爐主要是熔鋁，爐料一般是AOO鋁錠，為提高熔化效率，減少鋁的燒損，裝爐采取先裝廢輪轂，廢輪轂上面壓純鋁錠的裝爐方式。第二種是采取先加入一定量的純鋁錠進(jìn)行熔化，使熔煉爐內(nèi)存有一定量的鋁液，然后，將廢輪轂分批壓入到鋁液中熔化的裝爐方式。不論采用那種裝料方式，均要留出3-5噸純鋁錠，作為保溫爐熔硅后的鋁液降溫料使用。
[0016]⑶熔鋁
熔鋁在熔煉爐內(nèi)進(jìn)行，加料完成后在鋁錠上面撒一層覆蓋劑，關(guān)上爐門升溫，使鋁錠熔化，當(dāng)鋁錠熔化塌陷時(shí)攪拌一次，以便加速熔化，在鋁錠完全熔化時(shí)進(jìn)行第二次攪拌，使?fàn)t內(nèi)熔體溫度更加均勻，扒渣后撤上覆蓋劑，然后關(guān)爐門使熔體溫度升到740°C，打開爐門，向爐內(nèi)撤入粉狀無毒精煉劑，熔劑用量為每噸鋁3Kg。攪拌精煉后，關(guān)爐門悶3-5分鐘，使熔劑與熔體化學(xué)反應(yīng)更充分，使熔體內(nèi)的熔渣和氣體更好的上浮。打開爐門，扒凈熔體表面浮渣，關(guān)上爐門將鋁滾溫度調(diào)整到740°C - 760°C時(shí)，打開排液口，向保溫爐內(nèi)導(dǎo)入鋁液。
[0017]⑷熔硅
熔硅是在保溫爐內(nèi)進(jìn)行，因?yàn)镾i的熔點(diǎn)比較高，鎂鋁合金合適的熔硅溫度為750°C，所以，轉(zhuǎn)爐后的第一件事是將保溫爐內(nèi)的熔體升溫，使熔體溫度升到750°C。鎂鋁合金熔煉使用一級工業(yè)硅，經(jīng)驗(yàn)證明，粉狀的硅合金化效果并不好，塊度在25mm的塊狀硅合金化效果為最佳，因此，在使用前須對工業(yè)硅進(jìn)行篩分處理，將粉；使用塊狀硅。熔硅的技術(shù)要點(diǎn)一是熔硅溫度必須保證750°C;二是熔化時(shí)間要充分；三是一次加入量不宜過多，每少加，分幾次加入為好；四是每次加入硅之后，須關(guān)爐門20 - 40分鐘，然后進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，每隔I O分鐘攪拌一次，連續(xù)攪拌3次，使硅充分溶解。五是熔硅注意點(diǎn)是防止粗大的初晶硅產(chǎn)生，因此熔硅后要進(jìn)行合金變質(zhì)處理。
[0018](5)合金變質(zhì)
鎂鋁合金采用AL - Sr5%中間合金變質(zhì)。合金變質(zhì)溫度為720°C。變質(zhì)操作程序是準(zhǔn)備鋁轂中間合金，鍶的加入量為總料量的0.04% - 0.05%。打開爐門，將鋁轂中間合金放到爐門口預(yù)熱，用攪拌耙將鋁轂中間合金推到爐內(nèi)熔體中，關(guān)上爐門熔化10 - 20分鐘，打開爐門，將攪拌棒放到爐門口預(yù)熱，然后將攪拌棒插入熔體中進(jìn)行攪拌，使?fàn)t內(nèi)熔體各處全部攪到，不留死角，攪拌5-10分鐘后取出攪拌耙，扒凈表面浮渣，撤覆蓋劑覆蓋鋁液，取樣分析，關(guān)閉爐門。
[0019](6)加鎂如果說熔硅是鎂鋁合金化的第一步，那么，加鎂是鎂鋁完全合金化的重要一步。因?yàn)?，鎂鋁合金的主要強(qiáng)化相是Mg2Si，只有Mg參與合金化之后，鎂鋁合金的強(qiáng)化相才完全形成，該合金的可熱處理強(qiáng)化性能才得以實(shí)現(xiàn)。
[0020]加鎂的時(shí)機(jī)是在熔體精煉之后，在取樣前加鎂，眾所周知，金屬鎂是很活潑的金屬元素，液態(tài)鎂遇到空氣便會(huì)氧化燃燒，溫度越高，氧化燒損越嚴(yán)重，因?yàn)槿酃璧臏囟容^高，所以，在加鎂之前，要向爐內(nèi)加鋁液降溫料，使鋁液溫度降到700°C時(shí)再加鎂，為減少鎂燒損，加鎂時(shí)用加鎂器將鎂錠緩慢壓入到合金液當(dāng)中熔化。鎂熔化后要充分?jǐn)嚢?，使合金的化學(xué)成分夏加均勻。
[0021](7)取樣分析
鎂鋁合金的取樣溫度為700C，具體取樣操作:打開爐門，將取樣勺放在爐門口預(yù)熱，然后拿起取樣勺在熔池中間熔體深度1/2處S取鋁液，倒入試樣模中，放下取樣勺，關(guān)閉爐門。待試樣完全凝固冷卻后，送到質(zhì)檢部作化學(xué)成分分析。分析結(jié)果有以下兩種情況:合格后的鎂鋁合金液可用鋁水轉(zhuǎn)運(yùn)包轉(zhuǎn)運(yùn)到低壓鑄造機(jī)壓鑄鋁合金車輪轂。
[0022]不合格的合金液將進(jìn)行如下化學(xué)成分調(diào)整。
[0023](8)化學(xué)成分調(diào)整
化學(xué)成分調(diào)整按鎂鋁合金化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，鎂鋁合金屬于硅7合金，是低鐵合金，除了含鋁硅外，還含少量的鎂，Sr是長效變質(zhì)劑，其余均為微量雜質(zhì)元素。合金化學(xué)成分調(diào)整，是根據(jù)取樣分析所發(fā)的化學(xué)成分分析報(bào)告，與合金化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn)表相對照，并通過計(jì)算，確定補(bǔ)料或者沖淡。根據(jù)以往生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，鎂鋁合金化學(xué)成分調(diào)整有以下情況:經(jīng)常是補(bǔ)鎂，這可能是因?yàn)殒V容易氧化燒損的緣故；有時(shí)發(fā)現(xiàn)Ca高，用六氯乙烷除鈣；還有時(shí)出現(xiàn)鐵高，用除鐵劑除鐵；再就是時(shí)而出現(xiàn)硅高，用低鐵AOO錠沖淡，沖淡有時(shí)把硅沖低，用少量劇-Si 10%中間合金調(diào)整到合格。
[0024](9)合金化學(xué)成分控制
鎂鋁合金是強(qiáng)化的鑄造鋁合金，合金主要強(qiáng)化相為Mg2Si，合金化學(xué)成分控制:主成分Si按中上限7% - 7.2%，Mg按上限0.34%控制。Sr按中限0.025%控制Fe按0.1 1%，其余控制在要求范圍內(nèi)。
[0025](10)鋁液在澆包內(nèi)氬氣精煉
保溫爐內(nèi)的鎂招合金液檢驗(yàn)合格后，打開放液口，向招水包注入合金液，當(dāng)招水包注滿后(鋁液到澆包上沿留有10mm安全距離)，堵上放液口。用天車將鋁水包吊運(yùn)到除氣機(jī)旁，將除氣機(jī)旋轉(zhuǎn)頭對準(zhǔn)鋁水包上方中心位置，打開氬氣閥門，啟動(dòng)除氣機(jī)，使石墨轉(zhuǎn)子插入到熔體中進(jìn)行精煉，氬氣純度99.99%，精煉10 - 20分鐘，將石墨轉(zhuǎn)子提起并轉(zhuǎn)到離開鋁水包的位置，關(guān)閉氬氣閥門，精煉結(jié)束。
[0026](11)合金液密度檢測
用取樣勺在鋁水包的鋁液中S取試樣，鑄成試樣塊。然后用密度測定儀進(jìn)行密度檢測，測得的試樣密度>2.6g/cm3為合格。
[0027](12)運(yùn)送鋁液
合金液密度檢測合格后，用叉車將鋁水包運(yùn)送到低壓鑄造機(jī)，供壓鑄鋁合金車輪轂使用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鎂鋁合金熔煉鑄造工藝，其特征在于:(1)合金配料與備料按合金的化學(xué)成分和熔化爐的容量進(jìn)行配料計(jì)算；(2)合金裝爐前要將熔煉妒爐膛溫度調(diào)整到850°C -900°C ；(3)熔鋁在熔煉爐內(nèi)進(jìn)行；(4)熔硅熔硅是在保溫爐內(nèi)進(jìn)行；(5)合金變質(zhì)鎂鋁合金采用AL - Sr5%中間合金變質(zhì)；(6)加鎂的時(shí)機(jī)是在熔體精煉之后，在取樣前加鎂；(7)取樣分析鎂鋁合金的取樣溫度為700°C ；(8)化學(xué)成分調(diào)整按鎂鋁合金化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；(9)合金化學(xué)成分控制鎂鋁合金是可熱赴理強(qiáng)化的鑄造鋁合金，合金主要強(qiáng)化相為Mg2Si；(10)打開放液口，向鋁水包注入合金液；(11)合金液密度檢測用取樣勺在鋁水包的鋁液中舀取試樣，鑄成試樣塊。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鎂鋁合金熔煉鑄造工藝，(1)合金配料與備料按合金的化學(xué)成分和熔化爐的容量進(jìn)行配料計(jì)算(2)合金裝爐前要將熔煉爐爐膛溫度調(diào)整到850℃-900℃；(3)熔鋁在熔煉爐內(nèi)進(jìn)行；(4)熔硅是在保溫爐內(nèi)進(jìn)行；(5)合金變質(zhì)鎂鋁合金采用AL-Sr5%中間合金變質(zhì)；(6)加鎂的時(shí)機(jī)是在熔體精煉之后，在取樣前加鎂；(7)取樣分析鎂鋁合金的取樣溫度為700℃；(8)化學(xué)成分調(diào)整按鎂鋁合金化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；(9)合金化學(xué)成分控制鎂鋁合金是可熱赴理強(qiáng)化的鑄造鋁合金，合金主要強(qiáng)化相為Mg2Si；(10)打開放液口，向鋁水包注入合金液；(11)合金液密度檢測用取樣勺在鋁水包的鋁液中舀取試樣，鑄成試樣塊；其有益效果在于：各項(xiàng)性能的大幅提高。
【IPC分類】C22C1-03, B22D18-04
【公開號】CN104561621
【申請?zhí)枴緾N201310505751
【發(fā)明人】常云青
【申請人】青島和德隆機(jī)械有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月24日