铝铸轧工艺及质量研究

第一章铸轧的基本原理

第一节铸轧原理的简单介绍

连续铸轧工艺是液体铝连续通过旋转的结晶器（铸轧机）制成毛坯同时轧制成为板带的一种金属铸轧方法。

铝带坯连续铸轧工艺是八十年代从国外引进的一种先进的生产工艺连续铸轧即铸造和轧制的过程，通过供料嘴从铸轧辊的一侧源源不段地供应液体金属铝，经过铸轧辊的连续冷却，铸造，轧制，从铸轧辊的另一侧铸轧出铸轧板，同时进，出铸轧区的金属量始终保持平衡，使之达到连续铸轧的稳定过程，具体内容如下。

液体金属铝通过供料嘴进入到铸轧区时，立即与两个相转动的铸轧辊相遇，液体金属铝的热量不段从垂直于铸轧辊辊面的方向传递到铸轧辊中，使附着在铸轧辊表面的液体金属铝的温度急剧下降，因此，液体金属铝在铸轧辊表面被冷却、结晶，凝固。随着铸轧辊的不段转动，液体金属铝的热量继续向铸轧辊中传递，并不段被铸轧辊中的冷却水带走，晶体不段向液体中生长，凝固层随之增厚。液体金属铝与两个铸轧辊基本同时接触，同时结晶，其结晶过程和条件相同，形成凝固层的速度和厚度相同，当两侧凝固层厚度随着铸轧辊的转动逐渐增加，并在两个铸轧辊中心线以下相遇时，即完成了铸造过程，并随之受到这两个铸轧辊对其凝固组织的轧制作用，并给以一定的轧制加工率，使液体金属铝被铸造，轧制成铸轧板，这就是连续铸轧的基本原理。

第二节铸轧的工艺流程

铝水→静置保温炉→除气箱→过滤箱→供流系统→铸轧机→喷涂系统→剪床→卷取。

1.2.1 熔炼

铝锭装入圆炉中，加以高温融化，待熔融后有一定温度时在其中加入金属溶剂并搅拌，使金属溶剂达到一定的含量既可倒炉，将铝水倒到静置炉内。

1.2.2 保温

静置炉内的液态铝并不是马上就进入下一道工序需要一点点流过去，因此在静置炉内保温。

1.2.3 除气

铝水从静置炉流出在除气箱内除气保温，继续流往下一工序。除气箱有两个腔体，一个是除气用一个是加热或保温。

1.2.4 过滤

过滤是在过滤箱内完成的，过滤箱腔中安装有过滤片，有来过滤，此工序的质量直接关系铸轧板的质量，过滤彻底则无夹渣，不彻底则会有质量问题。

1.2.5 铸轧

这个过程在两轧辊中完成，是浇注与轧制的连续进行，在60-70mm 之间完成浇注，待凝结后对刚凝固的金属进行轧制。

1.2.6 中间机组

这一过程主要以剪切为主，也有的机组配备有铣床，对边部进行铣削。

1.2. 7 卷取

将轧机前端生产的连续的铝板带卷取成卷。

铸轧工艺流程图见 图1.1

第三节 铸轧过程中的一些参数

1.3.1铸轧区长度

铸轧区是连续铸轧工艺的关键地方，铸轧区长度不仅影响其工艺参数，而且是对铸轧板质量起决定性作用。在铸轧区中，只经过几秒钟的时间就连续完成了铸造与轧制两个过程。当铸轧区长度偏小时，铸轧速度变慢，铸轧板的加工率小，其他工艺参数的调整范围也小。增大铸轧区长度，即可提高铸轧速度，又可增大加工率，提高铸轧板的组织性能，其他工艺参数的调整范围较大，从而担高劳动生产率。

1.3.2铸轧速度

在实际生产中，铸轧速度是指铸轧板的速度，铸轧过程中某一工艺参数发生变化时，必图 1.1 铸轧生产工艺流程图 1- 除气系统 2- 过滤系统 3- 液面控制 4- 铸咀 5- 铸轧机 6- 喷涂系统 7- 剪切机 8- 板卷 1

2 3 4 5 6

须改变其它工艺参数，以保持连续铸轧的稳定性，其中以铸轧速度与其他工艺参数之间的关系最为密切，而且在实际操作中，铸轧速度最便调整铸轧速度更是重要，调整铸轧速度，主要是使铸轧速度与液体金属在铸轧区的凝固速度成一定比例。

1.3.3铸轧辊的冷却强度

铝水冷却是由铸轧辊辊套的蓄热来保证的，当辊套与铝水接触后，辊套将铝中热量吸收，使铝水冷却，凝固，随即辊套温度升高，热量由辊套传递到循环冷却水中然后再由循环冷却水带走。因此，在单位时间内辊套的吸热能力和冷却水带走的热量对铸轧速度有很大的影响。影响铸轧辊的冷却强度的因素有：辊套的吸热和导热能力，辊套的材质和厚度等。影响冷却水在单位时间内带走热量的因素有：冷却水的水质，在铸轧冷却水的入口处水的温度，压力和流量。

1.3.4前箱温度

前箱温度又称浇注温度，在生产中经常用热电偶测前箱中液体金属温度来控制浇注温度。温度的稳定直接影响铸轧过程中结晶速度的恒定，因此，前箱温度要尽量减少波动保证稳定的前箱液面高度，才能保证生产出纵向厚差合格的铸轧板。

1.3.5前箱液面高度

前箱液面高度为铸轧区内结晶瞬间的液态金属提供流量和所需压力，从而保证了金属结晶的连续性，并且能获得致密的组织结构，对铸轧板的质量有好处。如液面偏低，就会使静压力减小供流量不足，满足不了铸轧速度的要求易出现热带。液面偏高时，铝液的静压力增大，结晶速度跟不上轧制速度，致使多于的液体从耳子的间隙中挤出把耳子一起冲出去，使得铝液大量流出造成生产中断。

第二章铸轧板质量的研究

第一节常见问题的研究

在连续铸轧生产中，因熔体质量差和工艺参数调整不当及其它一些原因，将会产生以下几种缺陷。下面将对这些缺陷生产原因加以分析，并探讨其解决办法。

2.1.1 热带

这种缺陷是液体金属铝在铸轧区内某局部地区只完成了结晶过程而没有受到铸轧辊的轧制作用，呈凝固状态被铸轧辊带出来。

（1）产生原因

a.由于前箱内液体金属温度偏高，在流入铸轧区时，温度分布不均匀，在局部温度过高处，液穴偏深，当液穴深度等于或超过铸轧区时，铸轧板表面在该处出现热带；

b.前箱液面偏低时，静压力小，使液体金属在铸轧区内局部地区供给不足，产生热带；

c.铸轧速度过快，使液体金属在铸轧区内局部地区尚未完全凝固就被铸轧辊带出来，形成热带；

d.石墨喷涂或火烤辊火焰调整不当；

e.供料嘴局部发生堵塞，造成该处铸轧区内液体金属供给不足；

f.铸轧辊套局部有组织缺陷，使该处有渗水现象，当水汽进入铸轧区内时，蒸发变成汽体，阻碍了液体金属供给的连续性，产生热带。

（2）消除方法

要仔细地观察产生的热带的形貌，判断其产生的原因，针对其产生的原因，调整相应的工艺参数，对前四个原因产生的热带，要调整石墨喷涂量或火烤辊火焰，降低铸轧速度，降低前箱熔体温度，提高前箱液面高度。对第四个原因产生的热带，则要提高前箱熔体温度，断板跑渣，并用薄钢条(或锯条)插入嘴腔内将堵塞物处理掉。第五个原因产生的热带，具有周期性，并始终出现铸轧辊的同一位置上，这时，只有停机换辊，重新立板生产。

2.1.2 裂纹(裂口)

铸轧板表面的裂口缺陷呈横向月牙形，现场称之为“马蹄形裂口”这种缺陷分布不规

则，连续出现。

（1）产生原因

产生裂口的主要原因，就是在铸轧区内进行铸造与轧制过程中，表面与中心处的温差比较大，表面层温度低不易变形，中心处温度高容易变形，从铸造区进入到变形区时，金属受轧制作用，表面金属与铸轧辊表面粘着，无滑动，板材中心部分金属相对于表面金属发生向后的滑动，这样，由于变形流动的不均匀，致使在液穴的凝固壳外层，受到拉应力的作用，在铸造区，当液穴较浅时，凝固层较坚厚，不易产生裂纹，而当液穴较深时，凝固层不紧固，当变形不均匀而产生的拉应力足够大时，在凝固层的薄弱处开裂，进而扩展，形成裂口。

当熔体过热，或熔体停炉时间长时，熔体内形核质点减少，在晶界处容易产生裂口。当铸轧速度较快或前箱温度较高、铸轧区较大、供料嘴唇部破损，使液穴较深时，在铸轧板表面易产生裂口。

（2）消除方法

a.使用Al-Ti-B晶粒细化剂，细化晶粒组织，改善加工性能；

b.在熔炼过程中避免熔体过热；

c.尽量缩短熔体停留、保温时间；

e.适当降低铸轧速度，降低前箱温度；

f.当供料嘴损坏时，及时更换供料嘴；

j.如果没有Al-Ti-B晶粒细化剂，在开始对嘴子时，要控制好铸轧区，不易过大。

2.1.3 气道子

这种缺陷可分为轻微和严重两种情况。在铸轧板的横断面上，轻微者出现微孔压合，不是连续结晶，严重者出现孔洞。

气道子是铸轧板生产板材、箔材危害较大的缺陷。

（1）产生原因

产生气道子的主要原因是熔体中氢含量过高，在结晶前沿，由于氢在固体铝中的溶解度很小，致使结晶前沿的熔体中含氢量更高，此时如果晶粒粗大，树枝状晶发展，形成补缩不好的空隙，或者其它夹杂物帮助氢气形核，熔体中的氢便在此处析出成为氢气泡。由于铸轧工艺是铸造和轧制相连续，受轧制作用，气体不易进入到固体中去，在生产过程中，气泡不断接受结晶时排出的过饱和的氢气而逐渐长大，长大到一定时，过饱和氢便源源不断地析出形成气道子。

（2）消除方法

a.加强精炼，降低熔体中的氢含量，使其在0.15ml/100gAl以下。并使用Al-Ti-B晶粒细化剂细化晶粒；

b.使用过滤装置，滤除铝液中的杂质，减少氢的形核质点；

c.切卷时跑渣放气。

2.1.4 粗大晶粒

粗大晶粒的铸轧板，其表面经过侵蚀即可看见花纹状组织，它严重影响板材的表面质量和内在质量。

（1）产生原因

a.在熔炼和静置保温时，金属熔体温度过高；

b.熔体在炉内停留保温时间过长；

c.铸轧辊冷却强度低，冷却水温度偏高，冷却水压力偏低。

（2）消除方法

a.使用Al-Ti-B晶粒细化剂；

b.在熔炼和静置保温过程中，防止熔体过热，并尽量缩短熔体保温时间，以保存熔中的大量的自发晶粒；

c.提高冷却强度，使铸轧区中的晶粒尚未长大即完成凝固过程。

2.1.5 粘辊

（1）产生原因

a.铸轧速度过快，前箱温度高；

b.冷却强度低；

c.清辊器工作状态较差；

e.石墨喷涂系统故障，或所用石墨配比不当，石墨乳失效；

f.火烤辊火焰调整不当，火焰形成的炭黑附着在辊面较少；

j.铸轧辊辊套局部堵塞。

（2）消除方法

a.降低铸轧速度或前箱温度；

b.提高冷却强度，增大冷却水的流量和压力，降低冷却水温度；

c.改善清辊器的工作状态；

e.保证石墨喷涂系统正常工作，按工艺要求配制石墨乳，使用良好的石墨乳液；

f.调整火烤辊火焰，使附着在辊面炭黑适当；

j.清洗铸轧辊内部冷却水通道，防止辊套局部结垢堵塞；

2.1.6 大裂边

（1）产生原因

a.铸轧区太大；

b.石墨喷涂量太大；

c.供料嘴边部有金属凝块，或耳子损坏。

e.环境温度偏低，耳子保温性能不好；

f.石墨耳子不对中或耳子磨损；

（2）消除方法

a.缩小铸轧区；

b.调整石墨喷涂；

c.提高前箱温度，提高铸轧速度或断板跑渣，用薄锯条将凝块带出；更换供料嘴。

e.改善耳子保温性能；

f.立板时确保耳子对中，生产时发现耳子磨损及时调整，必要时拔板重立；

2.1.7 错层

实际生产中，铸轧板常会出现错层现象，带有错层的铸轧板，因其两侧所受轧制力不同，铸轧板的机械性能会有所差异，从而导致最终产品性能变化，甚至产生废品。同时，带有错层的铸轧卷，因两侧加工变形量不同，铸轧卷两侧松紧程度不同，下工序轧制时会产生边部“起浪”现象，严重时，造成报废。

Q/HN101-2002规定：铸轧板允许有局部错层，但错层不得超过15mm，头尾四圈错层不得超过30mm。

（1）产生原因

a.铸轧板两侧铸轧区不同；

b.卷取机与铸轧机不平行；

（2）消除方法

调整铸轧区：如铸轧板向操作侧偏，说明驱动侧铸轧区偏大，进驱动侧铸轧区或退操作侧铸轧区，反之亦然。

第二节铸轧板型对质量的影响及研究

在板带箔生产中，铸轧板型的好坏是影响产品质量的关键因素之一。影响铸轧板板型的因素很多，其中铸轧辊热装质量，铸轧辊磨削精度和铸轧生产中主要工艺参数的建立是影响铸轧板板型最关键因素。在实际生产中要想获得良好的铸轧板板型，只有从这几方面着手考虑。

目前，国内采用铸轧板作为生产铝箔，板带坯料的厂家有几十家。二十多年来的生产实践证明，采用连续铸轧工艺生产的铸轧板做铝箔坯料不仅在产能上可以满足生产要求，而且质量上也能保证铝箔居国内先进水平。但是随着铝加工业市场竞争的日益激烈，用户对最终产品质量的要求越来越高，铸轧板型对最终产品质量的影响越来越突出。为了提高产品质量，就需要对铸轧板型对质量的影响及控制方法进行深入的研究。

2.2.1板型术语，定义及其分类

纵向厚差：铸轧带材沿同一纵向长度测得的任意两点厚度的最大差值。

中凸度：带材任一横断面上，中心点厚度与两个边部厚度平均值的差值相对于中心厚度的百分比。按公式（1）计算：

中凸度={[H0-（H1+H2）/2]/H0}X100% 公式（1）

式中：Ｈ０－中心测量点的厚度，单位为毫米（ｍｍ）

边部测量点的厚度，即带材宽度方向上距两个侧边５０ｍｍ处的厚度，单位为毫米．中凸度偏差：在一个轧辊周长最大与最小中凸度的差值．

相对同板差：在带材任意横面上沿宽度方向，与中心对称两点的厚度差的绝对值与中心点厚度的比值（两边部测量点Ｈ１，Ｈ２除外）

铸轧板横截面的两边厚度差和两边与中心部位厚度差比较大时，对下道工序和板材的板型有很大的影响，控制办法要根据具体情况采用相应的措施。

两边厚差：带材任一横断面上沿宽度方向距离两边５０ｍｍ所测厚度的差值（以绝对值表示，即两边测量点Ｈ１，Ｈ２之差的绝对值）

上述几项指标是决定铸轧板型是否符合技术标准关键因素，它除与轧辊内部冷却效果和铸轧工艺的温度，速度及预应力等参数有关外，最重要的是与轧辊磨削参数及磨削精度有关．在铸轧时其他因素相同条件下，轧辊磨削精度（凸度，同心度，圆度）越高，铸轧出的板带卷板型越好

显性板型和隐性板型：就板型而言，可分为显性板型和隐性板型两种．显性板型是铸轧板的外部轮廓特征，能通过一般的测量器具来进行定量检测．它包括横向厚度差和纵向厚度差．隐性板形指位错密度，晶粒度，合金元素，组织状态在铝板宽度，长度和厚度方向的不均匀分布．这些不均匀分布在铝板内部主要表现为不均匀的内应力分布虽然短期内暂时不足以对铸轧板外形轮廓施加形变影响，但在后序生产轧制过程中，随着不均匀内应力的释放，就会显著的影响并改变铝板的外形轮廓，从而造成不良板形．

2.2.2板形的形貌特征

因为铸轧板是从轧辊辊缝中轧制出来的，所以，辊缝的大小和形状决定了铸轧板纵向和横向厚度变化．也可以说是轧辊辊型的真实表现，所以在实际生产中轧辊的磨削精度尤为重要．

横向板形（同板差）的特征曲线是生产过程中轧辊辊型的真实表现，它包括两边厚度差和横向凸度。在实际生产中影响铸轧板板型的因素有很多，如轧辊的磨削精度，辊芯水道的通畅及铸嘴内部结构分配的合理性等都会造成相同板凸度值下不同的横向板形特征曲线。理想的板形曲线应当是横向板型呈抛物线分布，厚度斜度不大于０.01mm/100mm。良好的横向板型是保证后工序板型质量的重要条件。图2.1出示了理想横向板形特征曲线。

图2.1 铸轧板理想板型曲线

纵向板型的指铸轧板的平直度，包括一周纵向厚度差和一卷纵向厚度板差，纵向板型除与轧辊在磨削过程中的跳动，圆度有很大关系外，还与设备能力（如轴承间隙，预载力等）有关，表现在铸轧板上有错台，塔形，锥形等，这些对后工序生产的影响是致命的，严重的不良板型会导致轧卡，断带，撕裂等，使冷轧或铝箔轧制操作无法正常进行。

2.2.3 板形质量对后续工序的影响

铸轧板沿纵向厚度是否均匀，横断面上厚度差是否合乎要求，均对铝箔轧制有很大影响。纵向或横向厚差变化大也引起板型变化，引起波浪缺陷甚至断带。一般来说，铸轧板中间凸度过大，轧制时会产生中间波浪；两边厚时产生两边波浪；两边厚差大时产生单边波浪；两肋厚时出现两肋波浪。这些都影响铝箔的质量，生产率和成品率。虽然目前先进冷轧机或铝箔轧机安装有AGC系统和AFC系统，但它们都不能自动地校正铸轧毛坯自身带来的原始板型缺陷。为保证铝箔的正常轧制，对铸轧板的外形尺寸应严格控制。通常要求沿纵向整卷厚度差波动不超过0.15mm。

连续铸轧生产中铸轧板板型质量对冷轧生产以及铝箔生产很重要，它直接影响到后工序的生产，良好的铸轧板型不仅能提高后工序的生产率，而且影响到最终产品的质量。因此，铸轧生产中不仅要对铸轧板厚度差，中凸度，纵向板差等进行随时有效的检测和调整，保证整卷板型厚度无明显波动；而且要严把铸轧辊磨削质量关，保证铸轧辊圆跳动，圆度，锥度，表面粗糙度，轧辊凸度，对称点差值等均须在工艺要求范围之内；各项工艺参数的稳定也是生产良好板型的基本保证。连续铸轧生产在提高铸轧板带外部质量（厚差和板凸度）同时，应保证铸轧板带的内在质量，切实抓好铝液除气，除氢，过滤及晶粒细化。连续铸轧生产的核心在于全面提高铝板带的内在质量和外部质量，为后工序提供优良的毛料。

总之，为获得良好的铸轧板外形尺寸，铸轧辊磨削应按要求进行，轧辊内冷却水道畅通，铸轧参数应平稳。

第三节通过轧辊对铸轧板板型控制方法

2.3.1铸轧辊热装质量

（1）要确保辊芯冷却水沟槽通水；

对新制作的辊芯要认真检查，不允许沟槽中有残留金属屑和通孔未钻透的情况，旧辊芯要逐一沟槽逐一孔清理。一旦发生不通畅势必造成板形变坏，最经常发生的是轧辊出现局部冷却效果不佳，常见原因是辊芯中局部水路因锈蚀或异物造成不畅或堵死，局部辊面温度偏高，使局部板面厚度明显减薄，从而使板带在轧制一周或任1m长度上纵向厚度差加大。严重时必须把套退下清理，再重新热装。

（2）要保证辊芯与辊套加工精度

铸轧过程中辊套与辊芯之间常常发生窜动现象，尤其对新热装轧辊使用初期和轧辊使用到最小直径时，其窜动量很大，当辊套沿辊芯圆周发生窜动后，如果辊芯与辊套加工精度不够，势必使铸轧板形变坏。

（3）选择适当的轧辊热装过盈量

轧辊热装过盈量偏大会造成辊套蹦裂，过盈量偏小会导致辊套窜动，严重时发生漏水而中止使用。上述现象当轧辊使用到最小直径时尤为明显。生产过程中辊套窜动会对板形产生不良影响，严重时会使板形急剧变坏。

2.3.2铸轧辊磨削

铸轧辊凸度的实际值通常采用理论指导实际，实际联系理论的方法，摸索出辊径变化，铸轧板宽度变化和合金变化对应的轧辊凸度。实际生产中，对新使用的轧辊必须测量其板形状况，以利于下一次磨削修正，所要修改的凸度值等于所记录到的板形与所需要的板形差。轧辊经过一定时间的使用，需要进行重新车削，以除去轧辊龟裂纹层及适量的厚度，保证轧辊尺寸满足要求；车削合格后，根据要求进行磨床磨削，在磨削控制中，通过磨床凸度轮装置的定位，实现不同轧辊凸度的测量，以辊身中心为基点，以100mm为间隔，分别在零度，九十度方向检测轧辊凸度曲线是否符合要求。

另外，由于轧制过程中轧辊的不均匀热膨胀，轧辊的不均匀磨损以及轧辊的弹性压扁和弹性弯曲，而使空载时的平直辊缝在轧制时变得不平直了，也致使铸轧板的横向板型和纵向板型产生偏差，为了补尝上述因素造成的辊缝形状的变化，需要预先将轧辊车磨成一定的原始凸度，赋予辊面以一定的原始状态，使轧辊受力和受热轧制时，仍能保持平直的辊缝。

在设计轧辊的辊型曲线（凸度）时，主要是考虑轧辊的不均匀热膨胀和轧辊弹性弯区（挠度）的影响。由于轧辊热膨胀所产生的热凸度，在一般情况下与轧辊弹性弯曲产生的挠度相反，故在辊型设计时，应按热凸度与挠度合成的结果定出车磨曲线。

2.3.3 铸轧辊原始辊型

在实际生产中，原始辊形的选定并不是或者不完全是依靠计算，而主要是依靠经验估计与对比。在大多数的情况下，一套行之有效的辊型制度都是经过一段时期的生产试轧，反复比较其实际效果之后才最终确定下来，并且随着生产条件的变化还要做适当的改变。检验原始辊型的合理与否应从产品质量，设备利用情况，操作的稳定性以及是否能有利于辊型控制

与调整等方面来衡量。按经验确定原始辊型凸度的方法，一般都有是先参照国内外已有的同类或相似轧机的经验数据预选一个凸度值，再根据试轧效果逐次加以修订。至于理论计算，则多是参考性的。

（1）轧辊圆跳动

轧辊圆动主要影响铸轧板的纵向厚差。控制轧辊圆跳动，一是保证辊颈的圆跳动，二是保证轧辊身圆跳动。在轧辊制造过程中，是以基准面来进行修整的，基准面的精度直接影响轧辊圆跳动。轧辊制造厂家在轧辊制作过程有意的保留了基准面，就是为了应对使用过程中出现异常状况时，可以根据基准面将轧辊恢复正常。

轧辊使用一定时间后必须将轧辊表面的裂纹车掉，然后根据规定要求进行磨削，磨削后轧辊必须进行轴向和周向打表测量，测量其周向跳动值是否在规定范围内。具体指标为轧辊磨削后辊身跳动值必须不大于0.02mm。其它指标如同轴度，圆度和圆锥度要求不大于

0.02mm，轧辊两端直径差不大于0.4mm，配对轧辊直径不大于1mm。

（2）轧辊表面粗糙度

从微观来看，任何物体表面形貌都是粗糙不平的。两个物体相互接触时，实际接触仅发生在粗糙度峰尖处，真实接触面仅占名义面积的一部分。当热流通过两物体的接触界面时，由于接触不完全而导致热流线收束，交界面会产生明显的温度降，形成接触热阻，因而两面接触表面会出现温度不连续的现象。

一种固体与另一种液体相互接触时，真实接触面积不仅与固体表面粗糙形貌有关，还与液体和固体的表面张力有关。由于轧辊表面形貌不相一致以及表面张力的原因，铝液与轧辊表面发生的浸润程度也不一样，实际接触面积的不一样造成热量传递效能的不一样，从而影响热量的传递和扩散。在铸轧过程中，铝液由液体逐步变为固体时，同时存在液体与固体接触以及固体与固体接触的情况。因此铸轧辊表面粗糙度的均匀一致，粗糙形貌均匀一致，是板形和内部组织质量的重要保障。

对铸轧辊表面粗糙度的控制标准是粗糙度（Ra）控制在0.8~1.0微米，粗糙度（Ra）波动范围控制在0.001~0.002微米。

2.3.4铸轧辊冷却

连续铸轧过程中液态金属和凝固后的固态金属带坯在辊缝内冷却产生的热量绝大部分是通过铸轧辊辊壁传递给辊套内流动的冷却水，由冷却水带走的。辊套外表面化的温度分布均匀，是生产带材板形一致的重要保障。

冷却水选型不当，循环冷却方式不当，就容易在铸轧辊水道中产成腐蚀，结垢和粘泥，严重的造成水道阻塞。由于水垢，铁锈的导热性能很差，从而阻碍热交换，大大降低扩散效率。铸轧辊芯水道一旦生成铁锈或水垢，热阻就会升高，际热性降低。另外，由于垢下腐蚀的原因，轧辊辊芯与辊套之间容易形成较大的间隙，从而造成辊套打滑。这些都会造成板形特征曲线偏离理想状态。

冷却水循环方式主要有敞开式和密闭式二种，敞开式循环水系统相对密闭式循环水系统

来说肯有以下三方面的缺点：

（1）蒸发浓缩过程导致水垢加速形成。

（2）水在冷却塔内和空气充分接触，使水中的溶解氧得到补充，水中溶解氧是造成金属电化学腐蚀的主要原因。

（3）水在冷却塔内中蒸发，使循环水中含盐量逐渐增加，加上水中二氧化碳在塔中解析逸散，使水中碳酸在传热面上结垢析出的倾向增加。

综上所述，应该采用在密闭式循环水系中加入了化学药品的软化水来防止循环冷却水系统腐蚀，结垢和粘泥等问题的产生。水垢的控制方法：向循环水中投入阻垢剂，如木质素，聚磷酸钙，有机磷酸钙，聚丙烯酸等。水中藻类和细菌等微生物的生长会引起管路和堵塞或材料的方式，可用生物杀灭剂消灭微生物的生长，广泛采用盐酸或OSP-11杀菌剂。延缓腐蚀一般是通过添加缓蚀剂，常用的有亚硝酸盐，硼酸盐，磷酸盐及有机锌盐等。

第四节偏析的研究

2.4.1 表面偏析的介绍

在铸轧过程中，受工艺参数及工装条件的影响，熔体中的合金成分以化合物形式富集在铸轧板表面的晶界或枝晶之间。从而形成表面成分偏析。从我们现在生产的几种合金牌号来看，纯铝系列、8011、1100合金，主要是Fe,Si化合物在晶界或枝晶之间的富集。而3A21、HL01合金,除Fe,Si化合物外还有Mn的富集。

2.4.2 表面偏析的外观表现及分类

对于连续铸轧来说，虽然由于较高的凝固速度使枝晶网非常细密，但在沿着板厚方向并不是十分均匀的。从表面开始随着结晶深度的增加，次级枝晶间距增大，并在中心处达到最大。从表面到中心枝晶组织的逐步粗化还可以由金属间化合物的尺寸得到证明。在靠近中心处金属间化合物的尺寸几乎增加了一倍。由于带材的凝固是在一种横跨辊缝宽度的冷却速度梯度下进行的。这些偏析从带材的一边到另一边大体上呈对称分布。并且沿带材宽度大致分布在中心线上。因此在表面和中心之间出现差别是正常的。

偏析是铸轧板常见的缺陷。主要有中心线偏析,条状偏析和分散型偏析。

在不同铸轧条件下和不同合金中，在铸轧板中心面或中心面附近，沿铸轧方向延伸的、以富含溶质的条状形式形成的偏析,就是通常所谓的”中心线偏析”。这种偏析形式是铸轧合金的典型特征。并且在铸轧生产中常常出现。

对处于铸轧板正中心的平面进行检查，可以看出这些偏析条并不总是沿铸轧方向排列。事实上它们要比在纵截面和平面截面上所显示的长度更长一些。当偏析条不总是局限在中心线上而是与中心成一定角度向中心线周围地区分散排列时，就形成了所谓”条状偏析”

第三种偏析则完全不形成偏析条，而是形成许多的很细的等轴的含溶质物质的小块弥散在与中心线有一定距离的带内。因此被称之为分散型偏析。在大多数铸轧板中存在着两条与

中心线近似对称分布的弥散偏析带,但在一些铸轧板中都只在中心线的一侧有一条分散偏析带。这种不对称的分布也可能与其他因素有关系。例如当咀子小车平台垂直位置发生变化时,也会使中心线偏析偏离带板的中心面。

不同合金的偏析形态具有一些不同的特征,在8011合金的铸轧板中,可以看到条形的和分散形的两类偏析,条形偏析几乎都局限在带板的中心线上,其长度至少达几个毫米。特别是在大的铸咀开口度下铸轧的带板内。还经常可以看到两条或更多的偏析条在相邻的平面内平行的延伸。8011合金铸轧板中分散型的偏析也很严重,甚至在某些带板中两侧分散型偏析带会宽到可在带板中心线处相会合。

与8011合金相比较，1200合金的偏析则有很大的不同。在这种合金中偏析条的形成不局限在中心线上，而是散步在整个带板中心区域内。偏析条从中心到表面与铸轧方向成一定角度张开。呈V字形分布。该合金中偏析条都是平行于柱状晶成长方向排列分布的。

综上所述，铸轧板主要的偏析模式是形成条状偏析，这种条状偏析可以是处在中心线上的也可以是分散在中心线周围的。条状偏析是在非中心线上的分散偏析出现之前,在不同的铸轧条件下产生的。

2.4.3 偏析对产品质量的影响

铸轧板一旦出现偏析缺陷，虽经过下工序多次轧制加工及热处理，但偏析条纹依然存在，成品板材表面明显可见，将严重影响产品质量。此类偏析料只可用于生产表面无任何技术要求的产品或报废回炉。

偏析的存在会降低铝箔的强度、延伸率及表面质量。严重的偏析在冷轧时会出现裂纹，因此存在偏析缺陷的铸轧板是不能用于生产表面质量要求较高的产品以及需要进行电化处理的板材。

2.4.4 偏析产生的原因及防止方法

（1）中心线偏析

产生原因：

a 铸轧速度过快和熔体过热，液穴深度加深，中心线偏析增加；

b冷却强度低，板坯与辊面热交换率低，导致凝固时间长，中心线偏析增加；

c合金结晶范围广，板厚增加，中心线偏析增加；

d嘴腔前沿开口偏小，易产生中心线偏析。

防止方法:

a防止熔体过热，适当降低铸轧速度；

b提高冷却强度，增加循环水流量和压力，定期清理辊芯，确保水道通畅；

c选择适当的咀腔前沿开口度，根据板厚选择工艺条件。据有关资料介绍，每一铸轧板厚度都存在一个不产生偏析的极限速度，不出现偏析的板厚随铸轧速度的提高而减薄。（2）条状偏析

产生原因：

在铸轧过程中，金属的凝固结晶完全在铸轧区内完成。开始时，熔融铝液与水冷的轧辊

辊套接触形成较薄的凝壳。随着熔体的不断凝固，凝壳开始收缩和瞬间脱离辊面，使此时的热传导系数下降，而此时金属由于结晶而释放大量的结晶潜热，较薄的凝壳产生重熔。熔融金属的溶质和杂质元素沿晶界或枝晶界析出，富集于铸轧板表面形成表面偏析。

a铸轧速度过高，熔体过热，导致铸轧区内液穴加深，凝壳变薄，易发生重熔析出，形成表面偏析。

b轧供料咀在安装时咀辊间隙过小或对中不好，造成咀辊的磨擦。咀腔前沿厚度发生变化，影响传热的均匀性，板面易形成点状偏析。若供料咀使用过程中局部损坏，咀腔局部堵塞，铸轧条件造成破坏易形成带状偏析。

c供料咀前沿开口过大，易出现表面偏析。

d轧辊材质不均或辊芯局部堵塞，必然使局部发生较薄凝壳，液穴区拉长，易出现重熔,共晶熔体从板中心部向表面枝晶间渗透。

e对于结晶区间较大的合金，如8011合金，其表面偏析较重。

消除方法：

a适当降低铸轧速度，避免熔体过热；

b适当调整铸轧区及板厚，使变形区增大，板辊接触更紧密，减少重熔析出；

c安装供料咀时，要保证咀辊间隙性，咀唇前沿的对中性，铸咀磨削后要保证辊面的清洁和咀腔的通畅。合理的咀腔厚度和垫片分布，确保结晶前沿的温度分布；

d及时清洗轧辊沟槽，保持冷却水的通畅和足够的冷却强度。

（3）分散型偏析

分散型偏析是条状偏析和中心线偏析之间的一个过度形式的偏析。是由于板带中心带的树枝状晶间的液体移动所致，其偏析条与中心线成一定角度向中心线周围地区分散排列。随着铸轧速度的提高，铸轧板会出现从粗大中心线偏析到分散性偏析和表面偏析的变化。

铝合金件金属型铸造工艺附设备

铝合金件金属型铸造工艺及设备 发布时间：2010-03-05 09:34:04 阅读：27次 1．概述 铝合金件金属型铸造方法由于其生产率高、劳动环境清洁、铸件表面光洁和内部组织致密等优点而被广泛应用。尤其是汽车发动机部件，日、美、英、德和意等工业发达国家很多采用金属型重力浇注方法生产汽车发动机铝缸体、铝缸盖和铝活塞。近几年，我国许多厂家也引进先进金属型设备或自制设备生产汽车发动机缸盖、进气管和活塞等铝铸件。金属型铸铝技术也广泛应用于航空、航天、高压电器、电力机械以及仪器仪表等行业。铝合金件金属型铸造与其他一些铸造方法（压铸、低压铸造和砂型铸造等）相比主要具有如下几方面的优势： 1）几何尺寸和金相组织等综合质量好。 2）较低压及高压铸造工艺灵活，可生产较复杂铸件。 3）更有利于大批量生产，实现高度自动化和简化维修；在同等生产规模下，与高、低压铸造相比，铸造设备和金属型等工装的一次性投资更低。 2．铝合金件金属型铸造工艺技术 （1）铝合金件金属型铸造工艺设计金属型铸造工艺设计关键是铸件浇注位置的确定、浇冒系统的设计和模具工作温度的控制和调节。 l）铸件浇注位置。它直接关系到金属型型芯和分型面的数量、金属液导入位置、排气的通畅程度以及金属型结构的复杂程度等，从而决定金属型加工和操作的难易程度以及铸件冷却温度分布，进而影响铸件的生产效率，尺寸精度等内、外质量。因此，铸件浇注位置是铸造工艺设计首先考虑的重要环节。 2）浇冒系统。铸件浇冒系统设计决定铸件内、外质量。浇冒系统应具有撇渣、排气和补缩功能，同时应保证铸件合理的凝固、冷却温度场。正确、合理的浇冒系统除凭经验估算外，附算机数值模拟可直观地预测铸件凝固过程温度场，显示铸件可能产生缩松（孔）的危险部位，从而指导工艺设计，并通过调整浇冒系统结构和尺寸、金属型结构、控制冷却速度或调整涂料层厚度等手段调节温度场、消除铸造缺陷，如采用底注式浇注的汽车发动机铝缸盖的毛坯，尽管采取在上部设置几乎超过铸件重量的大冒口和底部强制通水冷却的工艺措施也难以调整合理的顺序凝固的温度场，难以消除底部内浇口周围过热而造成的缩松缺陷。某厂引进法国Sifa公司铝合金金属型铸造机正是采用这种浇冒系统，生产工艺不稳定。百分之百的缸盖需浸渗，对于缩松严重的缸盖即使浸渗也满足不了耐压要求；而从冒口直接注入铝液，铝液经过陶瓷过滤器净化后进人型腔，保证了铸件合理的冷却梯度，即自下而上的顺序凝固方式，消除了缩松缺陷，缸盖成品率

铝合金铸轧技术

第一章总则 ￠820ⅹ1600倾斜式双驱动轧机试车大纲适用于机列的空负荷式运转以及带负荷式生产空负荷式运转目的在于对新安装的设备在设计制造和安装方面的性能和质量作一次全面的检查和考验使设备操作手能更好的了解设备的性能确保设备的运转安全可靠使之达到预定指标带负荷试生产目的在于使设备在带负荷的条件下对设备的设计安装和综合性能进行一次综合考验使设备操作手能更好的了解设备的性能满足生产工艺的要求 第二章 一试运转前的准备工作 1 试车前所有参加人员必须对￠820ⅹ1600倾斜式双驱动轧机操作维护说明 书以及有关的机械电气液压图纸和铸轧工艺操作规程进行熟悉了解铸轧机构造和各部分的性能掌握操作程序和方法 2 确认机械液压电气部分安装全部完成无任何漏装现象 3 检查各齿轮箱液压系统油箱以及各执行件是否进行了加油 4 检查操作台各个操作手柄按钮是否搬动灵活控制部位是否正确控制度 是可靠 5 检查冷却系统的水压0.4—0.6Mpa 水温10——32° 6 检查供压缩空气的风压0.3-0.6mpa 7 检查电源是否已经通电 8 检查各部分装配零部件是否完好无损各连接部件是否紧固各种计量仪器 是否经过简练合格 二空负荷单体运转 铸轧机的空负荷试车步骤应遵循先单机后联机先无负荷后有负荷先辅机后主机的原则 1主机传动 要求达到轧辊升降速度平稳两辊的线速度要一致正反转切换顺利无明 显异常噪音电机冷却风机风量以及风向正常运转时间为4小时电机转 速为基速 2轧辊上下移动畅通无卡阻现象单侧压力调节方便无明显漏油保持时间为30分钟此次数为2次 3换辊系统 要求轧辊移动到位无卡组现象主传动座于轧辊付锁正常次数2次4火焰喷涂 上下喷枪运行平稳单双动可调速工作时间为连续运转30分钟次数2次5导出辊 运转灵活无卡组现象 6液压平动剪 剪刃向上移动到位自动复位正常平移灵活无卡组 7导板 导板抬起不得超过卷取机钳口落下不得触及地面连续动作5次8推料板

铝合金铸造技术篇

国兴金属制品有限公司教育训练教材 铝合金铸造技术篇 一、前言： 铝合金为目前使用极为广泛的一种金属。在铸造上而言，不论重力铸造，砂模铸造、压铸精密铸造┄等各种铸造方法均可见到大量的铝合金铸件，由于这些方法铸造，其原因乃在于铝合金具有质量轻、机械质优良、耐腐蚀、美观以及机械加工容易等优点。因而不仅大量使用于一般生活用品，例如：运输工具、通信器材、运动器材料、家庭五金┄等商业用途上，亦大量使用于航空太空载具及武器系统等军事装备。 铝合金铸造技术的发展时间，已有数十年历史，由于机械设计及加工观念的改变与要求以及机械设计的日趋复杂，加上新的合金不断的被发展出来，部份的铸造用铝合金机械强度甚至超过一些锻造用铝合金，如A201、A206等，因而铸造的重要性再度被肯定,在铸造一般生活用品时,铝合金的铸造并非一困难工作，但要铸造高品质的铸件时，则铝合金的铸造就非想象中的容易。 影响铸件品质的要素有八点，例如：铸造方案的设计，材料的选择以及铝水的品 质等，其中铝水的品质，则系熔炼的工作。 二、熔炼设备 熔炉: 铝合金熔炼用的炉子，以热源区分，可分为两个主要的种类：燃料及电力。 在使用燃料的熔炉中，则又分为油炉及瓦斯两种。 而电力炉则可区分为反应炉及电阻炉。 在选择炉子时，值得考虑的因素甚多，例如：熔解量的多寡；能源的价格；原始设备的成本，安装的价格，设备维护的难易，厂房设施配合；以及产品的种类。就一般铝合金铸造的：由于铝件的重量有限，为求操作上的方便，以及成本的考虑，绝大部份均系采用坩锅炉（目前已大量改用连续炉）。 以不同加热方式的炉子而言，使用油炉或气炉，或可降低成本。但是，不论油炉或电炉，均有机会增加铝水中的氢气量。一般而言，在使用油炉时，所使用的燃油中带含有10-20%的水气，对气炉而言，例如瓦斯不包含空气之中，因温度而含的水分，而仅计算燃烧所产生水蒸气，至少在消耗气体量的两倍以上。而不论使用燃油或瓦斯气体为热源时，燃烧后产生的水气，必然是包围着熔解炉。因此，可想而知的是氢气 的来源必然可观。 三、铝汤处理之目的： 在铝汤有由原材料在熔解过程中发生的氢气或氧化物等非金属介在物之外，尚含钠碱

废铝熔炼铝锭的工艺操作规范

再生铝熔炼工艺特点? 再生铝是以回收来的废铝零件或生产铝制品过程中的边角料以及废铝线等为主要原材料，经熔炼配制生产出来的符合各类标准要求的铝锭。这种铝锭采用回收废铝，而有较低的生产成本，而且它是自然资源的再利用，具有很强的生命力，特别是在当前科技迅猛发展，人民生活质量不断改善的今天，产品更新换代频率加快，废旧产品的回收及综合利用已成为人类持续发展的重要课题，再生铝生产也就是在这样的形式下应运而生并具有极好的前景。? 由于再生铝的原材料主要是废杂铝料，废杂铝中有废铝铸件（以Al-Si合金为主）、废铝锻件（Al-Mg-Mn、Al-Cu-Mn等合金）、型材（Al-Mn、Al-Mg等合金）废电缆线（以纯铝为主）等各种各样料，有时甚至混杂入一些非铝合金的废零件（如Zn、Pb合金等），这就给再生铝的配制带来了极大的不便。如何把这种多种成分复杂的原材料配制成成分合格的再生铝锭是再生铝生产的核心问题，因此，再生铝生产流程的第一环节就是废杂铝的分选归类工序。分选得越细，归类得越准确，再生铝的化学成分控制就越容易实现。? 废铝零件往往有不少镶嵌件，这些镶嵌件都是些以钢或铜合金为主的非铝件，在熔炼过程中不及时地扒出，就会导致再生铝成分中增加一些不需要的成分（如Fe、Cu等）因此，在再生铝熔炼初期，即废杂铝刚刚熔化时就必须有一道扒镶嵌件的工序（俗称扒铁工序）。把废杂铝零件中的镶嵌件扒出，扒得越及时、 越干净，再生铝的化学成分就越容易控制。扒铁时熔液温度不宜过高，温度的升高会使镶嵌件中的Fe、Cu元素溶入铝液。?

各地收集来的废杂铝料由于各种原因其表面不免有污垢，有些还严重锈蚀，这些污垢和锈蚀表面在熔化时会进入熔池中形成渣相及氧化夹杂，严重损坏再生铝的冶金质量。清除这些渣相及氧化夹杂也是再生铝熔炼工艺中重要的工序之一。采用多级净化，即先进行一次粗净化，调整成分后进行二级稀土精变，再吹惰性气体进一步强化精炼效果，可有效的去除铝熔液中的夹杂。? 废铝料表面的油污及吸附的水分，使铝熔液中含有大量气体，不有效的去除这些气体就使冶金质量大大下降，强化再生铝生产中的除气环节以降低再生铝的含气量是获得高质量再生铝的重要措施。? 再生铝原材料组成? 1、废杂铝来源? 目前我国再生铝厂利用的废杂铝主要来源于两方面，一是从国外进口的废杂铝，二是国内产生的废杂铝。? 进口废杂铝? 最近几年国内大量从国外进口废杂铝。就进口废杂铝的成分而言，除少数分 类清晰外大多数是混杂的。一般可以分为以下几大类：? ①单一品种的废铝? 此类废铝一般都是某一类废零部件，如内燃机的活塞，汽车减速机壳、汽车轮毂、汽车前后保险栓。铝门窗等。这些废铝在进口时已经分类清晰，品种单一，且都是批量进口，因此是优质的再生铝原料。?

铝合金车轮低压铸造工艺

铝合金车轮低压铸造工艺 目录 铝合金车轮低压铸造工艺 1 低压铸造工艺 1.1 低压铸造原理 1.2 低铸汽车铝合金轮的工艺特点 1.3 汽车铝轮低压铸造工艺设计 1.4 汽车铝轮低压铸造模具设计 1.5 铝轮低压铸造工艺过程 1. 模具检查 2. 模具喷砂 3. 模具的准备 4. 模具涂料 5. 涂料性能和配比 6. 涂料的选择 7. 模具的预热和喷涂 1.6 开机前的准备工作 1. 保温炉的准备 2. 陶瓷升液管的准备 3. 设备和工艺工装的准备

1.7 铝车轮低压铸造液面加压规范 1. 加压规范的几种类型 2. 铝车轮低压铸造加压规范的设定 3. 设计铝轮低铸加压曲线的步骤 4. 铝轮低铸工艺曲线实例 1.8 铸件缺陷分析，原因及解决办法 1. 疏松（缩松）的形成与防止 2. 缩孔的形成与防止 3. 气孔的形成与防止 4. 针孔的形成与防止 5. 轮毂的变形原因及防止 6. 漏气的产生原因及防止 7. 冷隔（冷接，对接），欠铸（浇不足，轮廓不清）的形成与防止 8. 凹（缩凹，缩陷）的形成与防止 铝合金车轮低压铸造工艺 铝合金车轮制造技术是多种多样的，而铝车轮的铸造工艺，目前主要有两种：一种是金属型重力铸造，一种是低压铸造。我们主要是做汽车铝合金车轮，制造工艺采用的 是低压铸造。我们教材面向的对象主要是我们公司的员工，所以对工艺技术的介绍是有针对性的，介绍的方法也是不一样的。 1 低压铸造工艺 1.1 低压铸造原理 低压铸造是将铸型放在一个密闭的炉子上面，型腔的下面用一个管(叫升液管)和炉膛里的金属液相通。如果在炉膛中金属液面上加入带压力的空气，金属液会从升液管中

铝合金热轧工艺

铝及铝合金热轧工艺 热轧坯料主要采用的是半连续、连续两种生产方式生产铝锭，现代化的热连轧大部分都是采用半连续铸造的生产方式生产铸锭，可生产出来的铸锭重量重，铸锭的尺寸、表面、化学成分和内部质量较高 一铸锭的制备和质量要求。 （1）铸锭的选择应考虑到客户的质量需求和自身设备能力和工艺水平。（举例子）（2）铸锭的厚度选择的依据：成品厚度和变形率 （3）铸锭宽度选择的依据：成品的宽度和合金的切边量 （4）铸锭长度的选择依据：热轧卷的卷径 二铸锭的断面形状： （1）圆弧形 （2）梯形 （3）V字形 （4）长方形 三铸锭切头尾的目的 四热轧前铸锭头尾的处理方式 （1）表面要求不高的产品可以对铸锭浇铸口和底部不做任何处理 （2）对表面要求高的产品必须将头尾铸造缺陷部分全部切除 五、热轧前铸锭的表面处理 1、铣面 铸锭铣面量的确定原则：产品的用途、合金特点。铸造技术，目前国内带侧面铣的的铣削量大面一般8-15mm.小面8-10 mm. 铣床的特点：干铣和湿铣 2铣面后的表面质量要求 （1）铸锭小面弯曲不易过大 （2）铣刀痕的控制，刀痕深度不得大于0.15MM （3）表面无粘铝现象 （4）无磕碰或存放时间过长

六、铸锭的加热 （1）天然气加热炉的基本特点，加热速度快、温度均匀、 （2）加热制度：均热温度，加热温度和炉内气氛 （3）加热温度必须满足热轧温度的要求，保证合金塑性高，变形抗力低 （4）装炉要求：先宽后窄，先一次后二次，先低温后高温，先小吨位后大吨位 七热轧工艺 （1）轧制方式和特点：纵轧、横轧、斜轧 （2）影响轧制的几个重要因素：轧制过程包括粗轧和精轧，在轧制过程中主要是轧辊，轧件和乳液三者之间的作用过程 （3）轧辊几个常用的术语 A：辊型 B：轧辊硬度 C表面粗糙度 D轧辊的基本结构 E轧辊的加工精度::尺寸精度、轧辊径向跳动、辊身两端直径差、配对辊 径差，表面状况。 八热轧制度设计 （1）热轧速度的确定 A开始轧制阶段，铸锭短且厚，绝对压下量大，咬入困难，一般为了咬入采用低速轧制 B 中间轧制阶段为了控制终轧温度和提高生产效率，一般都采用高速轧制 C 最后轧制阶段，因为带材变得薄而长，轧制过程温度降得太快，但是也 要控制表面所以要根据现场情况合理选择轧制速度。 热轧压下制度 热轧压下制度的确定主要包括热轧总加工率和道次加工率的确定（2）总加工率的确定原则 铝及铝合金板带材的热轧总加工率可达到90%以上，总加工率愈大，材 料的组织越均匀，性能越好， A合金材料的性质。纯铝以及软合金，其高温塑性范围较宽，热脆性小、 变形抗力低，因而其总加工率越大，硬合金则相反。 （3）满足最终产品表面质量和性能的要求 供给冷轧的坯料，热轧总加工率应留足冷变形量，以利于控制产品性能 和获得良好的冷轧表面质量；铝及铝合金热轧制品的总加工率应大于 80%。 （4）轧机能力及设备条件 轧机最大工作开口度和最小轧制厚度并差越大，铸锭越厚，热轧总加工 率越大，但铸锭厚度受轧机开口度和辊道长度的限制。铸锭尺寸及质量， 铸锭厚且质量好，加热均匀，热轧总加工率相应增加。 道次加工率的确定原则 制定道次加工率应考虑合金的高温性能、咬入条件、产品质量要求及设备能力。不同轧制阶段加工率确定原则是： （1）开始轧制阶段，道次加工率比较小，一般为2%~10%，因为前几道次主

6063铝合金熔炼生产工艺手册

6063铝合金熔炼生产工艺手册 本文由全球铝业网 (https://www.wendangku.net/doc/1b3317353.html,) 编辑，转载请注明出处，十分感谢！ 一．Al-Mg-Si系合金的基本特点： 6063铝合金的化学成份在GB/T5237-93标准中为0．2-0．6％的硅、0．45-0．9％的镁、铁的最高限量为0.35％，其余杂质元素(Cu、Mn、Zr、Cr等)均小于0．1％。这个成份范围很宽，它还有很大选择余地。 6063铝合金是属铝-镁-硅系列可热处理强化型铝合金，在AL-Mg-Si组成的三元系中，没有三元化合物，只有两个二元化合物Mg2Si和 Mg2Al3，以α(Al)-Mg2Si伪二元截面为分界，构成两个三元系，α(Al)-Mg2Si-(Si)和α(Al)-Mg2Si-Mg2Al3，如图一、田二所示：在Al-Mg-Si系合金中，主要强化相是Mg2Si，合金在淬火时，固溶于基体中的Mg2Si 越多，时效后的合金强度就越高，反之，则越低，如图2所示，在α(Al)-Mg2Si伪二元相图上，共晶温度为595℃，Mg2Si的最大溶解度是1．85％，在 500℃时为1.05％，由此可见，温度对Mg2Si在Al中的固溶度影响很大，淬火温度越高，时效后的强度越高，反之，淬火温度越低，时效后的强度就越低。有些铝型材厂生产的型材化学成份合格，强度却达不到要求，原因就是铝捧加热温度不够或外热内冷，造成型材淬火温度太低所致。 在Al-Mg-Si合金系列中，强化相Mg2Si的镁硅重量比为1．73，如果合金中有过剩的镁(即Mg：Si＞1.73)，镁会降低Mg2Si在铝中的固溶度，从而降低Mg2Si在合金中的强化效果。如果合金中存在过剩的硅，即Mg：Si＜1．73，则硅对Mg2Si在铝中的固溶度没有影响，由此可见，要得到较高强度的合金，必须Mg：Si＜1．73。 二．合金成份的选择 1．合金元素含量的选择 6063合金成份有一个很宽的范围，具体成份除了要考虑机械性能、加工性能外，还要考虑表面处理性能，即型材如何进行表面处理和要得到什么样的表面。例如，要生产磨砂料，Mg/Si应小一些为好，一般选择在Mg/Si=1-1．3范围，这是因为有较多相对过剩的Si，有利于型材得到砂状表面；若生产光亮材、着色材和电泳涂漆材，Mg/Si在1．5-1．7范围为好，这是因为有较少过剩硅，型材抗蚀性好，容易得到光亮的表面。 另外，铝型材的挤压温度一般选在480℃左右，因此，合金元素镁硅总量应在1．0％左右，因为在500℃时，Mg2Si在铝中的固溶度只有1．05％，过高的合金元素含量会导致在淬火时Mg2Si不能全部溶入基体，有较多的末溶解Mg2Si相，这些Mg2Si相对合金的强度没有多少作用，反而会影响型材表面处理性能，给型材的氧化、着色(或涂漆)造成麻烦。 2．杂质元素的影响

铝合金铸造工艺

课题名称：铝合金铸造工艺 学生姓名：何炬 学号：1102721433 专业：机械设计制造及其自动化 班级：机设1109 指导老师：汪华方

铝合金铸造工艺 摘要：铝合金铸造工艺在我国有着十分广泛的应用：多功能铝合金制造机，铝合金重力 浇注模具，铝合金水冷板，铝合金制造工艺CAD/CAE技术等。 关键词：铝合金铸造工艺；铝合金水冷板；铝合金制造工艺CAD/CAE技术。 铸造铝合金为传统的金属材料，由于其密度小、比强度高等特点，广泛地应用于航空、航天、汽车、机械等各行业。随着现代工业及铸造新技术的发展，对铸造铝合金需求量越来越大[1]。 铸造铝合金的研究一直备受关注，由于铝合金的熔点相对较低，故许多学者以其为对象研究铸造过程的机理。同时，为全面发挥铝合金潜力，在铝合金熔炼工艺及铸造工艺上的研究较多。此外，许多特种铸造铝合金也相继研制出。 多功能铝合金铸造机 铸造机可实现金属型重力铸造，金属型低压铸造、砂犁低压铸造和铝合金熔化功能。该机主要结构包括：主机，熔化保温炉、液压系统，电气控制系统，液面加压系统等[2]。 (1)主机为龙门式结构，所有合型部件安装在静摸板上。水平方向有左，右．后三向抽芯，左右抽芯连板尺寸较大(等同于J339型重力铸造机模板)，在重力浇铸时作为合型机构使用。龙门架上装有动模板和反顶出杆。金属犁低压铸造时作为水平分型机构使用，重力铸造时可作为上抽芯使用。整套合型系统可在机架油缸驱动下沿竖直方向移动．以便低压铸造时保温炉的进出。 (2)熔化保温炉采用了坩埚炉，内置不锈钢坩埚，最大容铝量为500kg。加热方式为辐射式阻带加热，额定功率90kw，在满功率t作状态下化铝时间仅需2—3小时。炉体下部装有4个行走轮，在液压缸驱动F可沿水平轨道移动。坩埚卜．配一圆形金属盖板，上面预留一个升液管口和多道T犁槽。当铝锭熔化完毕后．盖上盖板，插入无保温套的升液管，便形成了一个砂璎低压铸造平台。而插入带保温套的升液管。将炉子移入主机F方，即呵配合合型系统进行金属犁低压铸造。 (3)电气控制系统和液面加压系统控制整套设备的动作及低压浇铸，同时检测设备备部分的位置及连锁情况。工作状态可选择“重力”或“低压”，操作方式分为“点动”，“手动”，“半自动”。“点动”操作时，按下按钮，设备相应部件产生动作，松开按钮，动作停lE；“手动”操作时。按一下按钮，设备相应部件完成一步动作；“半自动”操作时．按下。自动启动”按钮，设备按设定好的程序完成所有动作。 铝合金水冷板 铝合金水冷板是用于某大型计算机上的散热零件，其铝合金基座内穿插导热性极好的铜管，通入冷却水进行冷却。设计要求铸件组织致密，无气孔、缩孔、疏松等铸造缺陷，确保铜管与铝基体紧密接触，无间隙，从而获得最佳的散热效果；为了满足装配要求，需确保管子的直线度及两铜管间距；铸件经,射线探伤，应符合类铸件标准。在铸造水冷板的过程中，我们经历了铜管在浇注过程中的弯曲、熔化、未熔合、气孔等挫折，几经分析研究，不断修改工艺，终于制成了满足铸件技术要求的合格铸件[3]。 铝合金制造工艺CAD/CAE技术 铝合金铸件的质量与铸造因素、合金加热温度、浇冒1=1系统、浇El形状等有关Ⅲ。铝合金铸造工艺设计是铝合金铸造生产的基本组成部分和关键环节。长期以来。主要靠工艺设计人员的经验、习惯进行，难以做到最佳工艺设计．也无法准确、动态地进行分析、预示和控制。铸造工艺CAD辅助设计者完成工艺设计和所有绘图工作，方便、快捷、准确地代

铝合金铸造工艺

铝合金铸造工艺 一、铸造概论 铝合金铸造的种类如下： 由于铝合金各组元不同，从而表现出合金的物理、化学性能均有所不同，结晶过程也不尽相同。故必须针对铝合金特性，合理选择铸造方法，才能防止或在许可范围内减少铸造缺陷的产生，从而优化铸件。 1、铝合金铸造工艺性能 铝合金铸造工艺性能，通常理解为在充满铸型、结晶和冷却过程中表现最为突出的那些性能的综合。流动性、收缩性、气密性、铸造应力、吸气性。铝合金这些特性取决于合金的成分，但也与铸造因素、合金加热温度、铸型的复杂程度、浇冒口系统、浇口形状等有关。 (1)流动性 流动性是指合金液体充填铸型的能力。流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件。在铝合金中共晶合金的流动性最好。 影响流动性的因素很多，主要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒，但外在的根本因素为浇注温度及浇注压力(俗称浇注压头)的高低。 (2)收缩性 收缩性是铸造铝合金的主要特征之一。一般讲，合金从液体浇注到凝固，直至冷 到室温，共分为三个阶段，分别为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。合金的收缩性 对铸件质量有决定性的影响，它影响着铸件的缩孔大小、应力的产生、裂纹的形成及尺寸的变化。通常铸件收缩又分为体收缩和线收缩，在实际生产中一般应用线收缩来衡量合金的收缩性。

铝合金收缩大小，通常以百分数来表示，称为收缩率。 ①体收缩 体收缩包括液体收缩与凝固收缩。 铸造合金液从浇注到凝固，在最后凝固的地方会出现宏观或显微收缩，这种因收缩引起的宏观缩孔肉眼可见，并分为集中缩孔和分散性缩孔。集中缩孔的孔径大而集中，并分布在铸件顶部或截面厚大的热节处。分散性缩孔形貌分散而细小，大部分分布在铸件轴心和热节部位。显微缩孔肉眼难以看到，显微缩孔大部分分布在晶界下或树枝晶的枝晶间。 缩孔和疏松是铸件的主要缺陷之一，产生的原因是液态收缩大于固态收缩。生产中发现，铸造铝合金凝固范围越小，越易形成集中缩孔，凝固范围越宽，越易形成分散性缩孔，因此，在设计中必须使铸造铝合金符合顺序凝固原则，即铸件在液态到凝固期间的体收缩应得到合金液的补充，是缩孔和疏松集中在铸件外部冒口中。对易产生分散疏松的铝合金铸件，冒口设置数量比集中缩孔要多，并在易产生疏松处设置冷铁，加大局部冷却速度，使其同时或快速凝固。 ②线收缩 线收缩大小将直接影响铸件的质量。线收缩越大，铝铸件产生裂纹与应力的趋向也越大；冷却后铸件尺寸及形状变化也越大。 对于不同的铸造铝合金有不同的铸造收缩率，即使同一合金，铸件不同，收缩率也不同，在同一铸件上，其长、宽、高的收缩率也不同。应根据具体情况而定。 (3)热裂性 铝铸件热裂纹的产生，主要是由于铸件收缩应力超过了金属晶粒间的结合力，大多沿晶界产生从裂纹断口观察可见裂纹处金属往往被氧化，失去金属光泽。裂纹沿晶界延伸，形状呈锯齿形，表面较宽，内部较窄，有的则穿透整个铸件的端面。

铝合金的熔炼、铸锭与固溶处理

铝合金的熔炼、铸锭与固溶处理

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铝合金的熔炼、铸锭与固溶处理 一、实验目的: 掌握铝合金熔炼的基本原理，并应用在熔炼的实践中。熔炼是使金属合金化的一种方法,它是采用加热的方式改变金属物态,使基体金属和合金组元按要求的配比熔制成成分均匀的熔体，并使其满足内部纯洁度、铸造温度和其他特定条件的一种工艺过程。熔体的质量对铝材的加工性能和最终使用性能产生决定性的影响，如果熔体质量先天不足，将给制品的使用带来潜在的危险。因此,熔炼又是对加工制品的质量起支配作用的一道关键工序。而铸造是一种使液态金属冷凝成型的方法,它是将符合铸造的液态金属通过一系列浇注工具浇入到具有一定形状的铸模(结晶器)中，使液态金属在重力场或外力场（如电磁力、离心力、振动惯性力、压力等)的作用下充满铸模型腔，冷却并凝固成具有铸模型腔形状的铸锭或铸件的工艺过程。铝合金的铸锭法有很多,根据铸锭相对铸模(结晶器)的位置和运动特征,可将铝合金的铸锭方法分类如下: 二、实验内容： 铝铜合金熔炼基本工艺流程

三、实验要求 严格控制熔化工艺参数和规程 1. 熔炼温度 ?熔炼温度愈高,合金化程度愈完全,但熔体氧化、吸氢倾向愈大,铸锭形成粗晶组织和裂纹的倾向性愈大。通常,铝合金的熔炼温度都控制在合金液相线温度以上５0~10０℃的范围内。从图1的Aｌ-Cｕ相图可知，Aｌ-５%Cu的液相线温度大致为660～670℃,因此，它的熔炼温度应定在7１0(７2０)℃～76０（770）℃之间。浇注温度为７３０℃左右。

铝合金铸造工艺简介

铝合金铸造工艺简介 一、铸造概论 在铸造合金中，铸造铝合金的应用最为广泛，是其他合金所无法比拟的，铝合金铸造的种类如下： 由于铝合金各组元不同，从而表现出合金的物理、化学性能均有所不同，结晶过程也不尽相同。故必须针对铝合金特性，合理选择铸造方法，才能防止或在许可范围内减少铸造缺陷的产生，从而优化铸件。 1、铝合金铸造工艺性能 铝合金铸造工艺性能，通常理解为在充满铸型、结晶和冷却过程中表现最为突出的那些性能的综合。流动性、收缩性、气密性、铸造应力、吸气性。铝合金这些特性取决于合金的成分，但也与铸造因素、合金加热温度、铸型的复杂程度、浇冒口系统、浇口形状等有关。 (1) 流动性 流动性是指合金液体充填铸型的能力。流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件。在铝合金中共晶合金的流动性最好。 影响流动性的因素很多，主要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒，但外在的根本因素为浇注温度及浇注压力（俗称浇注压头）的高低。 实际生产中，在合金已确定的情况下，除了强化熔炼工艺（精炼与除渣）外，还必须改善铸型工艺性（砂模透气性、金属型模具排气及温度），并在不影响铸件质量的前提下提高浇注温度，保证合金的流动性。 (2) 收缩性 收缩性是铸造铝合金的主要特征之一。一般讲，合金从液体浇注到凝固，直至冷到室温，共分为三个阶段，分别为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。合金的收缩性对铸件质量有决定性的影响，它影响着铸件的缩孔大小、应力的产生、裂纹的形成及尺寸的变化。通常铸件收缩又分为体收缩和线收缩，在实际生产中一般应用线收缩来衡量合金的收缩性。 铝合金收缩大小，通常以百分数来表示，称为收缩率。 ①体收缩 体收缩包括液体收缩与凝固收缩。 铸造合金液从浇注到凝固，在最后凝固的地方会出现宏观或显微收缩，这种因收缩引起的宏观缩孔肉眼可见，并分为集中缩孔和分散性缩孔。集中缩孔的孔径大而集中，并分布在

浅析连续铸轧法生产铝带坯的现状

浅析连续铸轧法生产铝带坯的现状 发表时间：2018-09-10T09:40:01.563Z 来源：《基层建设》2018年第21期作者：曾宪林[导读] 摘要：本篇文章主要分析了我国运用连续铸轧技术（Continuous Casting Rolling Technology）生产铝带坯的现状以及运用连续铸轧技术生产铝及铝合金带坯的优势与弊端。 广西南南铝箔有限责任公司广西南宁市 530031 摘要：本篇文章主要分析了我国运用连续铸轧技术（Continuous Casting Rolling Technology）生产铝带坯的现状以及运用连续铸轧技术生产铝及铝合金带坯的优势与弊端。连续铸轧技术生产铝带坯在我国飞速的发展并成为重要的生产铝板带材坯料（Aluminum Sheet Strip Blank）的方式。目前我国的连续铸轧工艺在铝合金生产中已经达到能自动化。铝加工业的不断发展让连续铸轧的设备也更加先进。详细的探讨了传统的连续铸轧技术在现代的实际生产中所存在的问题及详细的分析了如何解决这些技术上问题。 关键词：连续铸轧;铝带坯;生产现状 高性能的铝制材料被广泛应用于各行各业之中，比如像航空航天行业、食品包装行业、交通运输行业、建筑装饰行业以及机械设备制造行业等等,伴随着我国计算机科学的迅猛发展，我国的科技技术也发生了日新月异的变化,同时铝带坯被应用的范围也更加的广泛。生产铝带坯的方法有热轧（Hot-rolling）以及铸轧（Cast Rolling）。运用热轧法生产出的铝带坯产品具有良好的深加工性能,铝及铝合金板带都可以运用热轧法来进行生产,运用多机架热连轧工艺（Frame Hot Continuous Rolling Process）是热轧法生产铝带坯方式中的具有最先进水平的技术,然而运用多机架热连轧技术生产铝带坯是需要投入大量资金。 1了解连续铸轧的基本含义 传统的双辊式连续铸轧（Traditional Double Roll Continuous Casting Rolling）与其他铸轧方法的区别就是铝熔体经由供料嘴在铸轧辊的一边进入铸轧区,进入铸轧区后马上接触两根在转动且已经被水冷却的铸轧辊,液态状态的铝熔体会在两个辊缝之间进行凝固,凝固态的铝熔体在铸轧区中受到轧制变形形成铝带坯。传统的双辊式连续铸轧的设备因为其本身的性质与受到我国传统技术的局限仅仅可以生产出铝合金的1系、3系、8系、5系中的部分合金以及6系中的部分合金。目前我国现代的连续铸轧工艺已经完全可以替代传统的运用铸锭热轧工艺进而生产出的铝带坯。 2运用连续铸轧技术生产铝带坯的基本内容把热轧法供坯与铸轧法供坯做对比，连续铸轧法的优点有需要投入的资金比较少、连续铸轧技术的设备规模小、连续铸轧技术的设备便于安装维修。铝带坯的生产周期较短、生产的工艺流程简单且能源消耗较低,所以生产铝带坯的成本就比较低。 热轧法供坯与连续铸轧法供坯的基本对比指标表 运用连续铸轧法生产的最大优势就是比热轧法成本低，现代铝加工行业日益激烈,这较低的价格就可以在市场之中占据重要地位,所以要合理的运用连续铸轧法进行生产，并要发挥出在连续铸轧法上最大的成本优势运用到生产铝箔坯料以及建筑装饰用材上。连续铸轧法在从投料进行到产出周期上也具有着很大的优势，缩短产品的交货周期能让公司取得信任并提高客户的满意程度,还能让用户能更好的进行反馈,方便能遵照订单量再进行生产,可以有效的减少企业占用流动资金，让企业保持正常的运营。运用连续铸轧法也存在着一些弊端就像是在进行铝带坯连续铸轧的时候铝熔体的冷却速度很快,运用连续铸轧法生产出来的铝板带具有向异性,而且产品的深加工性能远远不及热轧法,比较适合用于生产食品包装用铝箔或者是散热片产品等等。传统的连续铸轧技术操作流程比较短且消耗能源较低,但是在同一条的连续铸轧生产线和铸造生产线上需要一样的工作人员却在产品产量上低出许多,所以造成了在进行连续铸轧生产产品的过程中工作人员的人力成本实际上是远远比铸造生产要高出许多的。在进行铝合金连续铸轧技术中需要同时进行结晶以及轧制，但是因为结晶区间较短和对参数的匹配要求高,所以就要求运用于连续铸轧生产的熔体中有高的质量和外形尺寸,还有高要求的轧辊表面质量。在进行铝合金连续铸轧技术中一部分的铸轧机不具备自动化或是自动化能力不足,在进行人工操作时要严格要求设备操作人员的技能，要不然就会影响到产品的质量。国内许多的企业已经开始大规模的建立生产线装备数十台乃至上百台设备,在对企业的管理与运转上来说是一项极大的挑战。在运用传统的连续双辊铸轧上不能通过使用优化工艺产出在固液温差上差距较大的合金,但是有的企业一直在坚持进行试验以及实践但最后产出的产品质量都是无法达到规定要求的。在进行连续铸轧的过程中要严格的要求前箱液位高度以及机列震动,就是当在生产性能高的合金过程中细微的周期波动就会非常容易出现横纹，若尽管控制住没有出现横纹的话也会由于重力的作用让溶质都集合在铸轧的下板面,会导致成品的下板面出现非常明显的色差。因为在进行连续铸轧技术生产的过程流速较低而且产量比较小，所以过滤方式的选择板式过滤最合适，然而在进行安装以及更换板式过滤的过程中如果发生操作不当的话就会非常容易出现夹渣,这也是加大了产品生产运行的监控以及工艺过程管理的难度。在进行连续铸轧生产的过程中会严格要求铝合金熔体的质量,要不然的话在铸嘴唇口处就会非常容易发生堵塞进而出现晶粒不均匀或者是条纹这样的缺陷。 我们要积极努力的改进我国传统的铝带坯连续铸轧技术,让连续铸轧技术能具有可以生产所有系列铝合金的能力。还要深入的进行研究铝合金连续铸轧的快速凝固方面的理论,进行完善传统的浇铸模式和提高浇铸速度并提高生产线效率。建立具有完善工艺的铸轧生产线就能保障在铸轧生产中自动化的平稳完成运行,避免因为操作人员的因素影响铸轧过程,保障连续铸轧的顺利进行，积极完善连续铸轧铝带坯的质量,解决在连续铸轧工艺中出现的缺陷。 3结束语 随着我国科学技术的发展,经过多年的努力连续铸轧技术在我国已经得到非常迅速的推广和大范围的普及。我国现代的铝合金业发展方向是流程短、自动化、节约能源以及质量好。高性能的铝制材料被广泛应用于各行各业之中,我国市场对高性能的铝制材料需求很大。所以我国为了进一步加强连续铸轧技术研究人员要一直坚持不懈的学习和掌握国外最先进的技术，并要在开发以及制造上做出贡献，这也是为了更好的发展和巩固我国的连续铸轧技术。

铝合金铸件的铸造工艺分析

铝合金铸件的铸造工艺分析 摘要：随着我国汽车工业的迅猛发展，一方面对汽车用压铸件的需求量日益提升；另一方面为了应对环境污染以及资源紧张的发展现状，对汽车用压铸件的质 量要求及应用范围提出了更高的要求。本文从高压铸造的角度探讨铝合金铸件几 种关键的高圧鋳造工艺。 关键词：铝合金铸件；铸造工艺 压力铸造是近代金属加工工艺中发展较快的一种少无切削的特种铸造方法， 具有生产效率高、经济指标优良、铸件尺寸精度高和互换性好等特点，在制造业，尤其是规模化产业得到了广泛应用和迅速发展。压力铸造是铝、镁和锌等轻金属 的主要成形方法，适用于生产大型复杂薄壁壳体零件。压铸件已成为汽车、运动 器材、电子和航空航天等领域产品的重要组成部分，其中汽车行业是压铸技术应 用的主要领域，占到70%以上。随着汽车、摩托车、内燃机、电子通信、仪器仪表、家用电器、五金等行业的快速发展，压铸件的功能和应用领域不断扩大，从 而促进了压铸技术不断发展，压铸件品质不断提高。本文针对铝合金高压压铸技 术进行分析探讨。 1高性能压铸合金技术 对于新型高强韧压铸铝合金的开发，主要包括两个方面:一是针对现有传统压 铸铝合金的合金成分或添加合金元素进行优化设计;二是开发新型压铸铝合金系。而新型压铸铝合金一般要求其满足以下几点:①适用于壁厚为2-v4 mm复杂结构 压铸件的生产;②铸态下的抗拉强度和屈服强度分别可以达到300 MPa和150 MPa，且具有15%的伸长率;③具有良好的耐腐蚀性能;④可以通过工业上对变形 铝合金常用的高温喷漆过程对合金进行一定的强化;⑤可进行热处理强化处理;⑥ 可回收利用且环境友好。当前常用的高强韧压铸铝合金有Silafont-36, Magsimal-59, Aural-2及ADC-3等牌号，均为国外开发，其共同特点是Fe含量均比普通压 铸铝合金更低;另外其他杂质元素如Zn,Ti等均进行了严格控制。 对于新型压铸镁合金的开发，主要包含三个方面:超轻高强度压铸镁合金;抗高温蠕变压铸镁合金;耐蚀压铸镁合金。超轻高强度压铸镁合金的研究主要集中在 Mg-Li系合金，Li元素可提高合金的韧性，而强度则下降，通过添加第三元素， 经热处理后，合金的强度得到大幅度提高。抗高温蠕变压铸镁合金的研究主要集 中在添加合金元素，其有三方面作用:一是细晶强化，合金元素的添加有利于形成高熔点形核质点达到异质形核细化晶粒的效果;二是析出相强化并钉扎晶界，组织晶界滑移;三是固溶强化，Y等元素固液界面前沿形成强的溶质过冷层，抑制了初 生相生长而细化晶粒。而耐蚀压铸镁合金的研究同样集中在添加合金元素上，同 时还应与提高力学性能和抗高温蠕变性能相结合，以开发耐腐蚀热稳定优良的压 铸镁合金系列为目的，加强对压铸镁合金添加合金元素的研究;开展压铸镁合金后期处理的研究，例如对镁合金表面进行涂层、强化处理，阻止氧化反应和介质腐蚀。 目前国内对这部分压铸合金的规模化回收处理通常是采用直接加入火焰炉或 感应炉内重熔的方式，此种回收处理工艺所带来的主要问题是金属烧损大、重熔 能耗高、环境污染较重、人工劳动强度大、作业条件恶劣等。 2高真空压铸技术 当前，真空压铸以抽除型腔内气体的形式为主流，将真空阀装在模具上，其 最大的优点在于模具的设计和结构基本上与常规压铸相同，在分型面、推杆配合

铝合金熔炼工艺流程和操作工艺

铝合金熔炼工艺流程和操作工艺(一) 装料 熔炼时，装入炉料的顺序和方法不仅关系到熔炼的时间、金属的烧损、热能消耗，还会影响到金属熔体的质量和炉子的使用寿命。装料的原则有： 1、装炉料顺序应合理。正确的装料要根据所加入炉料性质与状态而定，而且还应考虑到最快的熔化速度，最少的烧损以及准确的化学成分控制。 装料时，先装小块或薄片废料，铝锭和大块料装在中间，最后装中间合金。熔点易氧化的中间合金装在中下层。所装入的炉料应当在熔池中均匀分布，防止偏重。 小块或薄板料装在熔池下层，这样可减少烧损，同时还可以保护炉体免受大块料的直接冲击而损坏。中间合金有的熔点高，如AL-NI和AL-MN合金的熔点为750-800℃，装在上层，由于炉内上部温度高容易熔化，也有充分的时间扩散；使中间合金分布均匀，则有利于熔体的成分控制。 炉料装平，各处熔化速度相差不多这样可以防止偏重时造成的局部金属过热。 炉料应进量一次入炉，二次或多次加料会增加非金属夹杂物及含气量。 2、对于质量要求高的产品（包括锻件、模锻件、空心大梁和大梁型材等）的炉料除上述的装料要求外，在装料前必须向熔池内撒20-30kg粉状熔剂，在装炉过程中对炉料要分层撒粉状熔剂，这样可提高炉体的纯洁度，也可以减少损耗。 3、电炉装料时，应注意炉料最高点距电阻丝的距离不得少于100mm，否则容易引起短路。 熔化 炉料装完后即可升温。熔化是从固态转变为液态的过程。这一过程的好坏，对产品质量有决定性的影响。 A、覆盖 熔化过程中随着炉料温度的升高，特别是当炉料开始熔化后，金属外层表面所覆盖的氧化膜很容易破裂，将逐渐失去保护作用。气体在这时候很容易侵入，造成内部金属的进一步氧化。并且已熔化的液体或液流要向炉底流动，当液滴或液流进入底部汇集起来时，其表面的氧化膜就会混入熔体中。所以为了防止金属进一步氧化和减少进入熔体的氧化膜，在炉料软化下塌时，应适当向金属表面撒上一层粉状熔剂覆盖，其用量见表。这样也可以减少熔化过程中的金属吸气。 覆盖剂种类及用量 炉型及制品电气熔炼煤气炉熔炼 覆盖剂用量普通制品特殊制品普通制品特殊制品 （占投量） /% 0.4-0.5 0.5-0.6 1-2 2-4 覆盖剂种类粉状熔剂 Kcl：Nacl按1：1混合 B、加铜、加锌 当炉料熔化一部分后，即可向液体中均匀加入锌锭或铜板，以熔池中的熔体刚好能淹没住锌锭和铜板为宜。 这时应强调的是，铜板的熔点为1083℃，在铝合金熔炼温度范围内，铜是溶解在铝合金熔体中。因此，铜板如果加得过早，熔体未能将其盖住，这样将增加铜板的烧损；反之如果加得过晚，铜板来不及溶解和扩散，将延长熔化时间，影响合金的化学成分控制。 电炉熔炼时，应尽量避免更换电阻丝带，以防脏物落入熔体中，污染金属。 C、搅动熔体 熔化过程中应注意防止熔体过热，特别是天然气炉（或煤气炉）熔炼时炉膛温度高达1200℃，在这样高的温度下容易产生局部过热。为此当炉料熔化之后，应适当搅动熔体，以使熔池里各处温度均匀一致，同时也利于加速熔化.

铝带坯连续铸轧技术新发展——四辊式连续铸轧机

技术开发　 铝带坯连续铸轧技术新发展 ——○四○辊○式○连○续○铸○轧○机 50年代初,由美国亨特公司研制的双辊式铝连续铸轧技术投入工业应用。由于该技术具有带坯生产流程短,投资少(仅为热轧法的1 3),节能(能耗仅为传统热轧法的40%)等突出特点,因此,一直受到世界各国的重视。特别是70年代的能源危机使该技术更倍受青睐。目前世界上铝连续铸轧设备发展到230多台套,它已成为铝板带箔材生产的重要供坯方法。 我国从70年代初研制成功铝连续铸轧技术以来,也有了很大的发展。目前,我国铝连续铸轧机发展到48台套(包括引进),其供带坯量已占我国铝板带箔材产量的一半左右,已成为我国铝板带箔材生产的主要供坯方法。但由于该技术的单机产能低,铸轧材料的品种少(目前主要铸轧纯铝)以及存在一定的产品质量问题,影响该技术与传统的热轧开坯技术的竞争。因此,世界各国都在致力于该技术的新发展或突破。最近英国的戴维(D aV y)公司研制开发的四辊式铝簿带坯快速连续铸轧技术,就是这些新突破的例证之一。 这台四辊连续铸轧机于1996年末安装在卢森堡的Eu rofo il厂。这台铸轧机的设计是在经过牛津大学的研究试验并结合瑞典的格兰斯(Granges)公司的F in spong厂的连续铸轧机的发展经验基础上提出的。他们的研究和经验认为,随着铝的连续铸轧带坯加宽和变薄,连续铸轧的材料向合金方向发展和铸轧速度增加,铸轧机的单位受载力可达1. 25～1.35t mm带宽。这样高的单位载荷带来如下问题: 1.为了铸轧出合格带坯,铸轧辊的辊径要超过1200mm,铸轧辊的总装重量达40t。这将给铸轧机的安装和起动带来不便,同时使制造费和装运费提高。铸轧辊属于消费件,这样大的消费件,会给生产成本带来影响。 2.高的单位载荷会使铸轧辊的挠曲和压扁增加,结果造成铸轧带坯的板型变坏和带坯的厚度偏差增大。为了解决这一问题,往往要给铸轧辊磨成一定的凸度,但是,一定凸度只能适应生产一定的正常板型的带坯。因此,这就使铸轧机的铸轧范围变窄和适应性差。 3.用增大铸轧辊辊凸度办法可以补偿高载荷带来的影响,但这又很难保证铸轧机起动时所需要的辊缝平行均匀的形状,因此,给铸轧机起动带来困难。 戴维公司针对上述问题研究试验认为,采用四辊连续式铸轧机有利于解决这些问题。首先,高单位载荷带来的影响由大直径的支撑辊来承担,这样就可以减小铸轧辊(工作辊)的辊径和重量,从而可以消除大的铸轧辊的重量所带来的影响,降低铸轧辊以及其轴承的生产成本。 — 1 3 — 1997年第10期世界有色金属技术开发

铝合金半固态锻造工艺研究

轻金属半固态模锻工艺研究 1、前言 20世纪70年代初，美国麻省理工学院研究人员发现，金属材料在凝固过程中施 加强烈的搅拌，可以打破传统的枝晶凝固模式，形成近球状的组织，从而得到一 种液态金属母液中均匀悬浮着一定球状或类球状初生固相的固—液混合浆料，即半固 态浆料，这种浆料具有良好的流变性和触变性，采用这种既非液态又非完全固态 的金属浆料跟常规加工方法如压铸、挤压、模锻等结合实现成形加工的方法称为 半固态金属加工(Semi-Solid Metal Processing，简称SSM)。从理论上讲，凡具有 两相区的合金及其复合材料均可以实现半固态成形加工。该方法之所以能够发展成 为一种先进的成形加工技术，完全基于半固态金属材料所具有的特殊流变学性能， 即触变性：当半固态金属坯料所受的剪切力不大时，坯料具有很高的粘度近似固态，可以方便地放置和搬运；而当受到较大剪切变形时，坯料便表现出较小的粘度可以 像液态一样随意流动成形。但是采用具有枝晶状初生相组织的固—液混合体成形加工时，由于枝晶状组织的相互搭结、缠绕，变形阻力大，流动性很差，固液相极易分离，产生严重的热裂与宏观偏析。因此，半固态金属成形具有多方面的优点：相对于 普通液态成形（如压力铸造或挤压铸造，）由于半固态浆料中已有一半左右的固相存 在而且温度低于液态金属近100℃，因此可以消除常规铸件固有的皮下气孔和疏松等 缺陷，而且模具寿命成倍提高；相对于常规固态成形（如模锻或挤压），由于半固态 浆料具有很好的流动性，因此变形抗力极低，可以一次加工成形复杂的零件，减少 了成形道次、模具投入及后续机加工量，而力学性能则与固态锻造相当。正是半固态金属锻造技术具有高效、优质、节能和近终成形等突出优点，可以满足现代汽车 制造业对有色合金铸件高致密度、高强度、高可靠性、高生产率和低成本等要求，因此倍受汽车制造厂商以及零部件配套生产厂商的重视。 半固态金属锻造与半固态金属触变压铸实质上并无明显差别，其主要不同 之处在于前者是用半固态金属在锻造设备上加工成形。锻造半固态金属可以在 较低的压力下进行，这使得一些传统锻造无法成形的形状复杂构件可以在半固 态金属锻造方法来生产，其锻造设备可分为立式和卧式压力机两种。半固态锻 造是将加热到半固态的坯料，在锻模中进行以压缩变形为主的模锻以获得所需