2010年铝电解技师培训.ppt

铝的基本性质 铝的基本性质和应用领域 铝及铝合金分类 铝合金：变形铝合金和铸造铝合金，两者的主要差别在于铸造铝合金中硅（共晶型元素，使流动性增强）的含量较高。 铸造铝合金：热处理强化型和非热处理强化型。牌号：Z+化学元素+数字，如ZAlSi7Mg，代号：ZL101 变形铝合金：不可热处理强化铝合金（纯铝1+++、Al-Mn3+++、Al-Si4+++ 、Al-Mg5+++共四个系列）和可热处理强化铝合金（Al-Cu2+++、Al-Mg-Si6+++、Al-Zn-Mg-Cu7+++、Al-Li8+++）。 熔铸的基本知识 物理性质： 铝固态时属面心立方的结晶体。常压下，晶体结构式稳定的。 晶体缺陷：点缺陷，线缺陷和面缺陷。 点缺陷包含：空位、自填系原子、代位原子和异类填系原子。 位错是晶体的线缺陷。 堆垛层错、孪晶界及晶粒间界属面缺陷。 熔铸的基本知识 密度 密度小于4.5g/cm3的叫轻金属。 铝的密度受添加元素的影响，主要决定于加入元素的密度（加入的元素密度小，则合金的密度小，Mg1.74g/cm3，2.329g/cm3 【先增加后减少硅】）以及铝的晶格常数的影响。 熔铸的基本知识 熔化温度 铝纯度越高，熔点则越高。铝合金则在一定范围进行熔化。 合金系统中溶媒元素的原子价越高，原子价相差较大，则固相线与液相线的坡度越陡，使得凝固的范围增大。加入4%的Mg，熔化温度范围是579-641℃，加入5%的Si，熔化温度为577-629 ℃，加入12%的Si，熔化温度范围为574-584 ℃。 熔铸的基本知识 热容及熔解潜热 热容和熔解潜热是决定金属在熔化时需要吸收的热量或在凝固时需要散发的热量。1mol热容称为金属的原子热容，Cn=c*m，0℃时，绝大多数金属的热容是24.2-25.9J/(℃*mol） 热容越高，流经浇铸系统时，激冷较少，用较低的浇铸温度也可以使金属完全充满型腔。 熔铸的基本知识 化学性质： 铝是比较活泼的金属，属两性金属，能跟酸和碱起反应，在具有氧化性的浓酸中比较稳定。氧化膜能被碱、盐酸、卤化物及碳酸盐等介质起反应。氧化膜能吸收水分，所以再加入降温锭（不能露天堆放）之前应先预热。 铝与耐火材料（主要成分SiO2）接触，生成氧化铝和硅，因此，新开炉铸损较大，做铝合金的铸损也较大。 900℃以上，镁砖与铝或铝合金不反应。 熔铸的基本知识 熔铸过程中，一般使用铁质工具，在精炼过程中容易造成铝液中的铁含量升高，约为0.01%-0.04%。 精炼时，采用的精炼剂大都是氟化物和氯化物的盐类组成。溶剂浓度较高的地方，容易与铝液发生发应，生成杂质金属和AlCl3，这是一种挥发性的物质，沸点178-183℃，若杂质金属影响铝及其合金的性质，则在选取精炼剂和覆盖剂时，应认真考虑其成分，还能与这些盐类的酸根反应。 铝杆和A356合金锭的成分不一样，可选择主要成分是SiCl4作为A356合金的添加剂，FeCl3作为铝杆的添加剂。 熔铸的基本知识 导电性能 纯铝中添加其他金属元素，均降低导电性能。 铝合金的电阻率随添加元素含量的增加而增加。增大速度从小到大的常见元素有：Na、Fe、B、Cu、Si∥Mg ∥ Ti、Mn、Li、V。加千分之几的B，可以与杂质金属反应生成不可熔解的化合物，氧化铝中含Li量高，也将大大增加电阻率。 若添加的元素能与铝形成金属间的化合物，则电阻率上升明显。硅过剩，过剩的硅以独立相存在，镁过剩，则形成金属间化合物（固溶体）。 A356中，硅（0.6-0.7%）和镁（0.3-0.4%）的总量不能超过2%，否则将导致电阻率明显上升。 熔铸的基本知识 其他性能 液体金属的热导率小于固体金属的热导率。熔点处，热导率最小。铝的纯度越小，则热导率越小。 铝的磁化率随温度的增加而降低，还与纯度有关。 在所有的金属强化方法中，细化晶粒强化（强冷和添加微量元素Be）是目前唯一可以做到提高抗拉强度，又改善塑性和韧性的方法。（实效强化：先高温热淬火再进行恒温冷却。、过剩相强化：利用过剩相来阻碍基体变形，如硅相） 熔铸的基本知识 工艺性能： 铝与氧的亲和力很大，可用作还原剂。液态铝很容易与空气中的氧形成致密的氧化膜覆盖于铝液表面。若这种氧化膜混入到铝液当中，将降低产品的质量，影响物化性能。 铝液容易吸收H2，是形成针孔的根源。容易与水反应。温度越低， H2的溶解度越小，所以应控制精炼温度，也减少添加剂的灼损。 Ti：细化铸造组织和焊缝组织，减少开裂倾向，若加入一定的B，效果更好。 熔铸的基本知识 铸损 1.烧损。金属的氧化、合金的种类、熔炼温度、保温时间、溶剂的性质和质量、炉气性质以及熔体表面的覆盖程度等等。添加镁砖将使得铸损增加。精炼温度高、保温时间长、熔体表面覆盖不充分，则金属的损耗增加。 机械损失。扒渣，刮渣。 分