　　当金属熔化成分调整完毕后，接下来就是铝液的精炼工序。压铸铝锭精炼的目的是经过采取除气、除杂措施后获得高清洁度的、低含气量的合金液。精炼有下列几种方法：加入氯化物（ZnCl2、MnCl2、AlCl3、C2Cl6、TiCl4等）；通气法（通入N2、Cl2或N2和Cl2混合物）；真空处理法；添加无毒精炼剂法；超声波处理。按其原理来说，精炼工序有两方面的功能：对溶解态的氢，主要依靠扩散作用使氢脱离铝液；对氧化物夹杂，主要通过加入熔剂或气泡等介质表面的吸附作用来去除。

　　（一）除气

　　求购压铸铝锭厂家都是采用浮游法来除气，其原理是在铝液中通入某种不含氢的气体产生气泡，利用这些气泡在上浮过程中将溶解的氢带出铝液，逸入大气。为了得到较好的精炼效果，应使导入气体的铁管尽量压入熔池深处，铁管下端距离坩锅底部100mm～150mm，以使气泡上浮的行程加长，同时又不至于把沉于铝液底部的夹杂物搅起。

　　通入气体时应使铁管在铝液内缓慢地横向移动，以使熔池各处均有气泡通过。尽量采用较低地通气压力和速度，因为这样形成的气泡较小，扩大了气泡的表面积，且由于气泡小，上浮速度也慢，因而能去除较多的夹杂和气体。

　　同时，为保证良好的精炼效果，精炼温度的选择应适当，温度过高则生成的气泡较大而很快上浮，使精炼效果变差。温度过低时铝液的粘度较大，不利于铝液中的气体充分排出，同样也会降低精炼效果。

　　求购压铸铝锭厂家用超声波处理铝液也能有效地除气。它的原理是通过向铝液中通入弹性波，在铝液内引起“空穴”现象，这样就破坏了铝液结构的连续性，产生了无数显微真空穴，溶于铝液中的氢就迅速地逸入这些空穴中成为气泡核心，继续长大后呈气泡状逸出铝液，从而达到精炼效果。

　　（二）除杂

　　对于非金属夹杂，使用气体精炼方法能够有效去除，对于要求较高的材料还可以在浇注过程中采用过滤网的方法或使熔体通过熔融熔剂层进行机械过滤等来去除。

　　对于金属杂质，一般的处理方法是化有害因素为有利因素。即通过合金化方法将其变为有益的第二相，以利于材料性能的发挥。如果一定要去除的，多数情况下是利用不同元素沸点差异进行高温低压选择性蒸馏，来达到除去金属杂质的目的。

　　由含铝废料熔炼成的压铸铝锭往往含有超标的金属元素，应尽量将其除去。求购压铸铝锭厂家可以采用选择性氧化，可将与氧亲和力比铝与氧亲和力大的各种金属杂质从熔体中除去。例如，镁、锌、钙、锆等元素，通过搅拌熔体而加快这些杂质元素的氧化，这些金属氧化物不溶于铝液中而进入渣中，这样就可以通过撇渣而将其从铝熔体中去除。

　　求购压铸铝锭厂家还可以利用溶解度的差异的方法来除去合金中的金属杂质。例如将被杂质污染的压铸铝锭与能很好溶解铝而不溶解杂质的金属共熔，然后用过滤的方法分离出压铸铝锭液体，再用真空蒸馏法将加入的金属除去。通常用加入镁、锌、汞来除去铝中的铁、硅和其他杂质，然后用真空蒸馏法脱除这些加入的金属。

　　例如将被杂质污染的压铸铝锭与30%的镁共熔后，在近于共晶温度下将合金静置一段时间，滤去含铁和硅的初析出晶相，再在850℃下真空脱镁，此时蒸气压高的杂质如锌、铅等也与镁一起脱除，除镁后的纯净压铸铝锭即可铸锭。

　　为了进一步提高压铸铝锭液质量，或者某些牌号压铸铝锭要求严格控制含氢量及夹杂物时，可采用联合精炼法，即同时使用两种精炼方法。比如氯盐-过滤联合精炼，吹氩-熔剂联合精炼等方法都能获得比单一精炼更好的效果。

　　（三）组织控制与变质处理

　　1、亚共晶和共晶型压铸铝锭的变质处理

　　压铸铝锭共晶体中的硅相在自发生长条件下会长成片状，甚至出现粗大的多角形板状硅相，这些形态的硅相将严重的割裂Al基体，在Si相的尖端和棱角处引起应力集中，合金容易沿晶粒的边界处，或者板状Si本身开裂而形成裂纹，使合金变脆，机械性能特别是延伸率显著降低，切削加工功能也不好。为了改变硅的存在状态，提高合金的力学性能，长期以来一直采用变质处理技术。

　　2、变质元素

　　对共晶硅有变质效果的元素有：钠（Na），锶（Sr），硫（S），镧（La），铈（Ce），锑（Sb），碲（Te）等。目前研究主要集中在钠，锶，稀土等几种变质剂上。

　　（四）变质剂的选择

　　目前压铸铝锭铸造生产中应用最广的是钠盐变质剂，由钠和钾的卤素盐类组成。这类变质剂使用可靠，效果稳定。变质剂的组成中，NaF能起变质作用。与铝液接触后发生如下反应：3NaF+Al→AlF3+3Na，反应生成的钠进入铝液中，即起变质作用。由于NaF熔点高（992℃），为了降低变质温度，以减少高温下铝液的吸气和氧化，在变质剂中加入NaCl、KCl。加入一定量的NaCl、KCl组成的三元变质剂，其熔点在800℃以下，在一般变质温度下，处于熔融状态，有利于变质的进行，提高变质速度和效果。

　　此外，呈熔融状态的变质剂容易在液面形成一层连续的覆盖层，提高了变质剂的覆盖作用。为此，NaCl、KCl又称为助熔剂。有的变质剂中加入一定量的冰晶石（Na3AlF6），这种变质剂具有变质、精炼、覆盖作用，一般称为“通用变质剂”。浇注重要铸件或对铝液的冶金质量要求较高时常采用此变质剂。

　　在生产中，变质工序一般多在精炼之后、浇注之前进行。变质温度应稍高于浇注温度，而变质剂的熔点最好介于变质温度和浇注温度之间，这样使变质剂在变质时处于液态，并且变质后即可进行浇注，免得停放时间长造成变质失效。此外，在变质处理完毕后，变质后的熔渣已经变为很稠的固体，便于扒去，不致把残留的熔剂浇入铸型中，形成熔剂夹渣。

　　求购压铸铝锭厂家选择变质剂时，一般根据所要求的浇注温度来确定变质剂的熔点和变质温度，接着就可以按照所选的变质剂熔点选择合适的变质剂成分。

　　（五）变质工艺因素的影响

　　变质工艺因素主要为：变质温度、变质时间、变质剂种类及用量。

　　1.变质温度。温度高些，对变质反应进行有利，钠的回收率高，变质速度快，效果好。但变质温度不能过高，过高会急剧增加铝液的氧化和吸气，并使铝液中铁杂质增加，降低坩埚的使用寿命。一般来说，变质温度应选择在稍高于浇注温度为宜。这样避免了变质温度过高，可以减少变质后调整温度的时间，有利于提高变质效果和铝液的冶金质量。

　　2.变质时间。变质温度越高以及铝液和变质剂接触的状况越好，则所需的变质时间就越短。变质时间应按具体情况，在实验的基础上确定。变质时间太短，则变质反应进行不完全；变质时间过长，会增加变质剂的烧损，增加合金的吸气和氧化。变质时间由两部分组成：变质剂覆盖时间一般为10～15分钟，压入时间一般为2～3分钟。

　　3.变质剂种类及用量。应根据合金的种类、铸造工艺及对组织控制的具体要求，来选择合适的变质剂种类及用量。选择无毒、无污染并有长效变质效果的变质剂是目前压铸铝锭熔炼工艺的发展方向。

　　在生产实践中，应考虑到变质剂反应可能进行不完全，所以变质剂用量不能过少，否则变质效果不好。但变质剂用量也不宜过多，过多会产生过变质现象。因此，变质剂用量一般规定为占炉料重量的1%～3%。在生产中，通常加入2%就可以保证良好的变质效果。对于金属型铸造的铸件，变质剂用量可适当减少。求购压铸铝锭厂家采用通用变质剂时，除了考虑变质效果外，还要考虑对这种变质剂的覆盖、精炼能力的要求，通常其变质剂用量为铝液重量的2%～3%。

　　（六）变质处理的炉前检验

　　浇注试样，冷却后敲开，根据断口形状判断变质效果。若变质不足，则晶粒粗大，断口呈灰暗色，并有发亮光的硅晶粒可见；若变质正常，则晶粒较细，断口呈白色丝绒状，没有硅晶粒亮点；若变质过度，则晶粒粗大，断口呈现蓝灰色，有硅的亮晶点。

　　（七）过共晶压铸铝锭变质处理

　　过共晶压铸铝锭由于含硅量多，使合金的热膨胀系数降低，耐磨性提高，适用于内燃机活塞等耐磨零件。过共晶压铸铝锭组织中存在板状初晶硅和针状共晶硅。初晶硅作为硬质点可提高合金的耐磨性，但因为它硬而脆，对合金机械性能不利，并使合金的切削加工性能变坏，因此，过共晶压铸铝锭中的共晶硅和初晶硅都要进行变质处理。

　　长期以来，初晶硅的细化得到了深入的研究。求购压铸铝锭厂家采用超声波振动结晶法，急冷法，过热熔化，低温铸造等都能取得一定效果。但是效果最稳定，在工业上最有使用价值的还是加入变质剂。

　　目前，实际用于生产的变质剂是磷单质。赤磷使用最早，当加入量为合金重量的0.5%时，即可使初晶硅细化。但由于磷的燃点低（240℃），运输不安全，变质时，磷会激烈燃烧，产生大量烟雾，污染空气，同时也使铝液吸收更多的气体，所以磷多与其他化合物混合使用。现在工业上比较常用的方法是以Cu-P中间合金形式加入。中间合金含磷量一般为8%～10%，加入量在0.5%～0.8%之间。

　　关于磷对压铸铝锭变质的机理，一般认为是磷在合金液中与Al形成大量高熔点的AlP质点，AlP与硅相的晶体结构相似，晶格常数相近，AlP属闪锌矿型结构，晶格常数a=5.451，熔点为1060℃，硅晶体的晶格常数a=5.428，AlP与硅的最小原子间距离也十分相近，硅为2.44，AlP为2.56，AlP可作为初生硅的非自发核心，从而细化初生硅。

本文出自：http://lsflv.zz91.com/news37006.htm

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