锶变质在消失模铝合金铸造生产中的应用.pdf

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1、!竺!!竺!!!塑!坐竺竺兰垫查瀚锶变质在消失模铝合金铸造生产中的应用侯俊波(宝鸡法士特铸造分公司，陕西宝鸡722409)摘要：介绍锶(Sr)变质在用于消失模铝合金铸件时铝液精炼工艺的选择，对Sr变质的潜伏期、Sr的加入量及变质衰退期进行了实验验证。通过严格控制原材料，采用惰性气体除气精炼，铝液符合铸件要求；生产中要根据自身的工艺摸索变质潜伏期及衰退期，变质衰退的铝液可以进行补充变质；砂型铸造为了获得良好变质效果，要想办法改善铸件冷却条件。变质效果好坏与凝固条件密切相关，同样的工艺在金属型比砂型铸造效果好很多。关键词：锶

2、变质；除气精炼；变质潜伏期；变质衰退中图分类号：TGl46．21；文献标识码：A；文章编号：1006—9658(2016)04—0073—03DOI：10．396眇j．1ssn．1006—9658．2016．04．Ol920世纪20年代及60年代发现，在A1．si合金中加入少量的Na盐(钠变质在实际生产中一般用Na盐以减缓变质速度)或sr(sr合金)，细化和改变了共晶硅或初生硅的形貌，从而显著提高了合金的力学性能，研究者对zll02合金(硅含量11％。13％，共晶成分为11．7％硅)，浇注前向合金熔体中加入NaF的变质剂

3、2％一3％进行变质处理，金相组织表明，使共晶体中粗大的针状的硅变成细小的球状或蠕虫状硅，同时增加初生d(A1)固溶体体积分数，合金力学性能提高明显，抗拉强度矿。达到180MPa，提高32％，伸长率能超过8％。，因此称其为变质处理，把钠、锶等叫做变质剂。后来发现磷、碲、锑及稀土也有变质作用，不过磷仅用于过共晶Al—Si合金，用来增加块状硅的数量，而锑变质经淬火时效后，组织发生显著变化，合金强韧性有明显提高。变质处理使得原本性能不佳的Al—Si系合金强度和延伸率有了很大的提高，大幅提高了该系合金在工业生产中的应用。我公司生产

4、的变速器壳体铸件合金牌号为zAlSi7Mg，合金代号zLlolA，属Al—si系合金。年收稿日期：2叭6—05一lO稿件编号：1605一1369作者简介：侯俊波(1984一)，男，工程师，主要从事铸造现场工艺控制工作．中国铸造装备与技术4／2016oFMT73需求量在10万件左右，铸件质量等级为1级，有较高的气密要求。铸件轮廓尺寸为600×500×350(mm)。壁厚最薄处8mm，最厚处48mm，铸件毛坯质量47蝇(图1)。采用消失模铸造工艺生产。l变质剂的选择钠变质的优点是变质效果稳定，缺点是变质效果保持时间短，产生大

5、量烟气，生产环境差，变质剂易吸潮，不好保管，腐蚀铁坩埚。锶变质的优点是变质效果可保持7。8小时或更久，处理后的合金重熔后五六次后仍然有变质效果，与钠变质互不干涉。缺点是变质有40min潜伏期，有增加吸气的倾向。我们经过多次试制，先后试用了钠盐、稀土及锶变质等。因钠盐烟气大，生产环境不好；稀土变质不够稳定；由于锶变质效果稳定且持续时间长，特别是作为中间合金时，加入量能精确控制，且保存方便，便于实际生产使用，最终选定锶变质工艺。蘩繁生产技术ProducllonTechniques2熔化精炼工艺熔化炉为燃气式反射炉，该炉充分利

6、用废气余热，热效率很高，熔化量2t／ll。其结构分为熔化室及保温室，熔化的铝液顺坡度流进保温室，此方式可保证铝液快速熔化但不过热氧化，降低烧损。保温室有单独的天然气喷嘴对铝液加热保温。各区温度都可单独调控。熔炼时，从熔化室即采取清渣除渣措施，减少因疏松氧化渣增加吸气的机会，铝液输送过程中，尽量保持密封状态，减少合金液接触大气的机会。由于水汽会与铝液发生反应：2Al+3H20=A1203+3H2t，所生成的氢气直接进入铝液，增加铝液含氢量。因此熔炼现场要保持干燥，防止水汽产生。另外，炉料也要保证足够干燥洁净，回炉料仅使用本

7、公司生产过程中产生的废壳体或浇注系统，以确保炉料纯净及成分稳定可靠。铝合金精炼时要辅以有效的除气措施。一般采用氯气或号隋性气体混合气体除气，氯气除气效果最好，但此种方法对设备有腐蚀，对人体有一定的危害，需要完善的保护措施，投人大，操作麻烦，一般生产采用较少。使用广泛的是惰性气体除气精炼，也可以随惰性气体再吹喷粉状精炼剂。惰性气体除气，一般使用氩气及氮气，氩气成本稍高，但除气效果更好。本公司采用氩气除气，从铝液进入前保温炉开始，这时已经把AlSrl0中间合金变质剂加入前炉内(加入量约为铝液质量的0．2％～0．4％)，开始变

8、质，同时启动系统的除气设备进行除气，再造渣、扒渣。本次精炼完成，约30～40nlin，锶变质的潜伏期刚好完毕，可以把铝液放至后保温炉，途中经过一道在线除气程序，随后铝液经过过滤箱，10仙m级别的渣可以被过滤掉。铝液达后炉时，变质已经完全生效，且经过除气除渣，铝液纯净度得到保证，铝液吸气倾向大幅降低。生产实践证明锶变质