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典型熔炼与浇注工艺

2011-08-19来源:压铸网
核心摘要:1.3.1 熔化工具及原料的准备新坩埚在使用前须经没有渗透及X射线检验,证明无渗漏及影响使用的缺陷后方可使用。旧坩埚应在清
1.3.1 熔化工具及原料的准备

新坩埚在使用前须经没有渗透及X射线检验,证明无渗漏及影响使用的缺陷后方可使用。旧坩埚应在清除熔渣及氧化皮后检查是否完好,如发现下述情况应予以报废;①坩埚外表有白色氧化皮或干燥熔剂(表明该处已经烧穿,渗漏)。②坩埚局部严重凹陷或壁厚减薄至原来的1/2。③锤击坩埚的声音嘶哑(表明有裂纹或过烧之处)。

清除锭模,预热至120~150℃,冷却至70~80℃,喷涂料(质量分数为:10%滑石粉、5%硼酸、2.4%水玻璃,余量为水),在预热至120~200℃待用。

主要金属原材料镁、铝、锌等最好采用一级品。稀土金属直接加入,锰和锆制成中间金属直接加入,铍以Al-Be中间合金或铍氟酸钠(NaBeF3)形式加入。

配料时对炉料应先吹砂,出去表面上的腐蚀物及熔剂、沙粒、氧化皮等,以防止它们与镁熔液反应和硅、铁、氢、氧化夹杂等进入熔液中。纯镁锭启封后应先除油和吹砂后才能用于配料。配料时(质量分数)新金属占20%40%,回炉料占80~60%

1.3.2 AZ91合金熔炼工艺

  1. 熔剂法:  将坩埚预热至暗红色(400~500℃),在坩埚内壁及底部均匀地撒谎桑一层粉状RJ-2(或RJ-1)熔剂。炉料预热至150℃以上,一次加入回炉料、镁锭、铝锭,并在炉料上撒一层RJ-2熔剂,装料时熔剂用量约占炉料重量的1%~2%。升温熔炼,当熔液温度高达700~720℃时,加入中间合金及锌锭。在装料及熔炼过程中,一旦烦心爱你熔液露出并燃烧,应立即补撒RJ-2熔剂。炉料全部熔化后,猛烈搅拌5~8min,以使成分均匀。接着浇注光谱试样,进行炉前分析。如果成分不合格,可加料调整,直至合格。

将熔液升温至730℃,出去熔渣,并撒上一层RJ-2熔剂保温,进行变质处理。即将占炉料总重量0.4%的菱镁矿(使用前破碎成φ10mm左右的小块)分作2~3包,用铝箔包好,分批装于钟罩内,缓慢压入熔液深度2/3处,并平稳地水平移动,使熔液沸腾,直至变制剂全部分解(时间约为6~12min);如采用C2Cl6和变质处理,加入量为炉料总重量的0.5%~0.8%,处理温度为740~760℃。

变质处理后,出去表面熔渣,撒以新的RJ-2熔剂,调整温度至710~730℃,进行精炼。搅拌熔液10~30min,使熔液自下而上翻滚,不断飞溅,并不断在熔液的波峰撒以精炼剂。精炼剂的用量视精炼结束后,清除合金液表面、坩埚壁、浇嘴及挡板上的熔渣,然后撒上RJ-2熔剂。

将熔液升温至755~770℃,保温静置20~60min,浇注断口试样,检查断口,以成致密,银白色为合格。否则,需重新变质和精炼。合格后将熔液调至浇注温度(通常为720~780℃),出炉浇注。精炼后升温静置的目的是减小熔液的密度和粘度,以加速熔渣的沉析,也使熔渣能有效充分的时间从镁熔液中沉淀下来,不致混入铸件中。过热对晶粒细化也有利,必要时间可过热至800~840℃,在快速冷却至浇注温度,以改善晶粒细化效果。

熔炼好的熔液静置结束后应在1h内浇注完,否则需要重新浇注试样,检查断口,检查合格方可继续浇注,不合格需重新变质、精炼。如断口检查重复两次不合格,该熔液只能浇锭,不能浇注铸件。整个熔炼过程(不包括精炼)熔剂消耗约占炉料总重量的3%~5%

2. 无熔剂熔炼(气体)法: 20世纪70年代初,无熔剂熔炼技术的开发与应用引起了人们的关注。其中保护气体(SF6、CO2)的应用对于镁合金熔炼技术的发展具有重要意义。无熔剂法的原材料及精炼工具准备基本上与熔剂精炼时相同,不同之处在于:①使用SF6、CO2等保护性气体,C2Cl6变质精炼,氩气补充吹洗,其技术要求如表4-4所示。②对熔炼工具清理干净,预热至200~300℃喷涂料。③配料时二、三级回炉料总重量的40%,其中三级回炉料不得大于20%

1-4  无熔剂熔炼用气体及C2Cl6的技术要求

名称

技术要求(质量分数)

SF6

水分≤30×10-4%;CF≤0.1%;酸度(以HF表示)≤5×10-4%;可水解氟化物(以HF表示)≤15×10-4%;生物试验合格

CO2

纯度≥99.9%

Ar

纯度≥99.9%

C2Cl6

工业一级

  首先将熔液坩埚预热至暗红,约500~600℃,装满经预热的炉料,装料顺序为:合金锭、镁锭、铝锭、回炉料、中间合金及锌等(如无法一次装完,可留部分锭料或小块回炉料待合金熔化后分批加入),盖上防护罩,通入防护气体,升温熔化(第一次送入SF6气体时间可取4~6min)。当熔液升温至700~720℃时,搅拌2~5min,以使成分均匀,之后清除炉渣,浇注光谱试样。当成分不合格时进行调整,直至合格。升温730~750℃并保温,其质量分数为0.1%C2Cl6自沉式变质精炼剂进行处理,其配方见表1-5.

1-5 自沉式精炼变质剂配方

编号

成分组成/g

C2Cl6

石墨

Zn

1

30

3

14~18

2

50

5

23~28

3

100

10

45~55

精炼变质处理后除渣,并在730~750℃用流量为1~2L/min的氩气补充精炼(吹洗)2~4min(吹头应插入熔液下部),通氩气量以液面有平缓的沸腾为宜。吹氩结束后,扒渣液面熔渣,升温至760~780℃,保温静置10~20min,浇注断口试样,如不合格,可重新精炼变质(用量娶下限),但一般不得超过3次。熔液调至浇注温度进行浇注,并应在静置结束后2小时内浇完。否则,应重新检查试样断口,不合格时需重新进行精炼变质处理。

  浇注前,从直浇道往大型铸型通入防护性气体2~3min,中小型铸型内为0.5~1min,并用石棉板盖上冒口。浇注时,往浇包内或液流处连续输送防护性气体进行保护,并允许撒硫磺和硼酸混合物,其比例可取11,以防止浇注过程中熔液燃烧。

注:本文来源于中国压铸网个人会员金学春分享课件镁合金熔炼原理与工艺》部份内容

 

(责任编辑:黎翠婷 )
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