铸造铝合金熔炼、浇注操作规程

有哪些

铸造铝合金熔炼、浇注操作规程

一、设备准备

1. 确保熔炼炉处于良好工作状态，无明显损坏或故障。

2. 检查气体保护系统，保证氩气供应充足且纯度符合标准。

3. 准备好合金原料，包括铝锭、合金元素及脱氧剂等。

二、熔炼过程

1. 将铝锭放入熔炼炉，控制升温速率，避免局部过热。

2. 当铝锭基本熔化后，加入合金元素，按比例精确投放。

3. 在熔炼过程中，定期搅拌，确保合金成分均匀。

4. 使用光谱分析仪检测熔液成分，确保符合产品要求。

三、脱氧与精炼

1. 加入脱氧剂，进行充分搅拌，去除熔液中的氧气。

2. 进行精炼处理，如浮渣去除，提高合金纯度。

四、保温与浇注

1. 保持熔液温度在适宜范围内，防止过冷或过热。

2. 准备好模具，预热至适当温度，降低冷却速度。

3. 浇注时控制流速，避免飞溅，确保液态金属平稳流入模具。

五、冷却与清理

1. 让铸件自然冷却至室温，切勿急冷。

2. 清理铸件表面的砂粒和氧化皮，检查质量。

目的和意义

铸造铝合金的熔炼与浇注是生产过程的关键步骤，直接影响产品质量和效率。通过规范的操作，可以确保合金成分的准确，减少杂质和气泡，提高铸件的机械性能和耐腐蚀性。良好的浇注工艺能减少废品率，降低生产成本，保障企业的经济效益。

注意事项

1. 操作人员需佩戴防护装备，避免烫伤和吸入有害气体。

2. 熔炼过程中应随时监控炉温，防止超温引发安全事故。

3. 严格遵守操作规程，不得擅自更改工艺参数。

4. 熔液处理后需迅速浇注，避免长时间暴露导致氧化。

5. 对于特殊形状的铸件，浇注时需特别注意填充方式，避免形成内部缺陷。

6. 铸件冷却后，应进行质量检查，不合格品应及时处理，防止流入下一道工序。

在执行此规程时，务必注重每个细节，以确保铸造过程的稳定性和产品的高质量。

铸造铝合金熔炼、浇注操作规程范文

1  铝合金的熔化

1.1 坩埚、锭模及熔炼工具的准备

1.1.1 石墨坩埚的准备：

1.1.1.1 根据熔化量的多少选用容量适当的坩埚；

1.1.1.2 新坩埚使用前，应由室温缓慢升温至900℃进行焙烧，以去除坩埚的水分并防止炸裂；

1.1.1.3 旧坩埚（注意同一个坩埚不能用于熔化不同牌号的合金）使用前应检查是否损坏，清除表面熔渣和其它脏物，装料前预热到250~300℃。

1.1.2 铁质坩埚一般采用球铁坩埚，也可用铸钢（或钢板焊接）坩埚。为提高坩埚使用寿命，其外表面可进行液体渗铝处理。

1.1.3 坩埚、锭模及熔炼工具，使用前应将残余的金属、氧化皮等杂物清除干净。

1.1.4 新坩埚及有锈蚀污物的旧坩埚，使用前应吹砂或用其它方法清除干净，并加热到700～800℃，保温2～4小时，以除去坩埚吸附的水分及其它化学物质。

1.1.5 铝镁系合金的熔炼工具，使用前应在光卤石等溶剂中洗涤干净。

1.1.6 坩埚、锭模、熔炼工具使用前应涂防护涂料。搪衬的保温坩埚重复使用时，可不涂防护涂料。

1.1.6.1 涂料成分可按表1中的规定：

表1  坩埚和工具用涂料

1.1.6.2 涂料的配制：涂料成分中的所有固体组元，配制前应磨碎，并经过100～140目过筛，然后混合均匀。使用时，先将水玻璃倒入80～100℃的热水中搅拌均匀，加入固体组元后再搅拌均匀，冷却后备用。配好后的涂料停放时间一般不超过8小时。

1.1.6.3 将坩埚、锭模、熔炼工具预热到180～250℃，涂以防腐涂料。

1.1.7 用于保温的碳素钢板焊接坩埚，其内表应用耐火材料搪衬。耐火材料可按表2中的规定：

表2  耐火材料成分配比

1.2 原材料

1.2.1 配制铝合金所用的金属材料应符合qb004《原材料技术条件及验收标准 >;标准》中的规定。

1.2.2 配制涂料、搪衬、精炼用剂所用的辅助材料也应符合qb004中的规定。

1.3 中间合金的配制：铝基中间合金的配制工艺及配料系数见表3及表4：

表3  常用中间合金的配制工艺参数

表4 常用中间合金的配料系数

1.3.1 铝铜中间合金熔炼工艺：

1.3.1.1 将配制好的炉料充分预热；

1.3.1.2将10~15%的铝及全部铜装炉，随着铜的熔化，分批将剩余铝锭加入熔炉，并充分搅拌，至全部熔化；

1.3.1.3 在700℃左右加入精炼剂（用量按各种精炼剂使用要求配加，如使用awj-3精炼剂，加入量为0.5~0.8%）进行除气精炼处理，扒渣后浇锭（锭厚≤25mm）。

1.3.2 铝锰中间合金熔炼工艺：

1.3.2.1 将配制好的炉料充分预热；

1.3.2.2 在石墨坩埚内将75%左右的铝锭熔化，并过热到900~1000℃；

1.3.2.3 分批加入锰，每加入一批后，以石墨棒充分搅拌，待熔化后，加入下一批，最后加入余下的铝；

1.3.2.4 熔化完后，在850℃左右加入精炼剂（用量按要求进行配加，如awj-3精炼剂加入量为0.5~0.8%）除气精炼处理后静置5~10分钟浇锭。为防止锰的偏析，浇锭前要充分搅拌，并应尽快浇注完毕（锭厚≤25mm）。

1.4 铝合金的配制

配制铝合金采用金属锭、中间合金及回炉料，也可使用各种牌号的预制合金锭。

1.4.1 装料前必须去除炉料表面上的锈迹、泥砂等污物。

1.4.2 回炉料分为三级：

表5  回炉料的分级、应用及最大回用量

注：（1）当铸件有特殊要求时（如针孔度等），回炉料的用量应酌情减少，如气缸铸件应低于40%；

（2）当各级回炉料搭配使用时，回炉料的总量≤80%，其中，三级回炉料≤10%，二级回炉料≤50%。

（3）回炉料应按牌号分开堆放，成分不清的需经重熔后分析成分方可用于配料。

1.4.3 炉料计算：

1.4.3.1 元素含量计算法，按表6举例说明：

表6  炉料的计算程序实例（一）

1.4.3.2 炉料配比系数法：按表7举说明：

表7  炉料的计算程序实例

注：zl107的计算程序与此相同，计算过程略。zl104和zl107的配料系数列于下表：

表8  常用铝合金的炉料配制系数

注：上表中所列各种炉料必须符合qb004-2003《原材料技术条件及验收标准》的相应规定，否则，不能使用本表系数。此外，实际配料时，应逐一填写配料原始记录，以便复查核实。

表9    铝合金熔炼时元素的烧损量

1.4.4 炉料加入先后原则：

1.4.4.1 当用铝锭和中间合金熔化时，首先装入铝锭，然后加入中间合金；

1.4.4.2 当用预制合金锭进行熔炼时，首先装入预制合金锭，然后补加所需的铝和中间合金；

1.4.4.3 当炉料为回炉料和铝锭组成时，首先加入炉料中最多的那一部分；

1.4.4.4 当熔炉容量足以同时装入几种炉料时，则应首先装入熔点相近的成分；

1.4.4.5 容易烧损和低熔点的炉料，如镁和锌，应在最后加入；

1.4.4.6 在连续熔化时坩埚内应剩余一部分铝液以加速下一炉的熔化；

1.4.4.7 采用覆盖剂时，应在炉料开始熔化时就加入熔剂。

1.4.5 炉料全部熔化后，进行搅拌使成分均匀，然后调温到除气工艺所需的温度。

1.5 合金的除气或精炼处理

1.5.1 除气剂准备：

1.5.1.1 使用六氯乙烷时，应将其压成圆饼（ф66×40，比重1.8g/cm3）,每块重约200g,存放干燥器内备用。

1.5.1.2 使用六氯乙烷加载体时，载体材料（氟硅酸钠或二氧化钛）应进行脱水处理；氟硅酸钠于200～250℃烘烤12～24小时，二氧化钛于300～400℃烘烤3～4小时，然后按表10中的比例混合后压成圆饼放在干燥箱内备用。

1.5.2 除气处理：用钟罩将除气剂压入距坩埚底100mm，沿坩埚直径1/3处（距坩埚壁）的圆周匀速移动，为不使铝液大量喷溅，除气剂可分2～3次加入。除气结束后静置、除渣。

1.5.3 除气效果检验：分炉前和炉后检验

1.5.3.1 炉前检验：用勺取约半勺合金液，用干净铁片刮去表面氧化物和渣，露出镜面样液面，冷却后如有气泡析出，则除气效果差，反之则效果好。

1.5.3.2 炉后检验，试样经腐蚀后看到针孔的大小和多少。

1.5.4 除气剂的工艺参数见表10：

表中规定的精炼剂用量仅作为计算每炉使用量的依据，不作为工艺参数控制。当出现操作不当造成额外损耗、炉料含杂质（如渣、泥砂等）过多等原因，导致炉前检验除气效果差时，应考虑增加使用量，直到炉前检验合格为止。

精炼温度（精炼处理时铝液的温度）的选择也应根据条件（如环境、设备因素等）的变化作随机调整，以最终炉前检验的效果来验证，应作为工艺参数控制并予以记录。

表10  常用精炼（除气）工艺参数

注：除气剂以六氯烷及六氯烷加载体的效果最好。当采用其它精炼剂时，应按其产品使用说明书要求进行验证合格，出具操作工艺后，方可使用。

1.6 合金的变质和孕育处理：

1.6.1变质处理是为了细化铝硅合金中的共晶硅，孕育处理是为了细化铝合金中的初生相。

1.6.2 常用钠盐变质剂按表11的成分要求混合均匀，装入料盘摊平，厚度不超过50㎜，于300～400℃烘烤3～5小时，然后破碎。30～40目过筛，放入干燥器内备用。

1.6.3 变质剂的准备、用量、处理时间等作为操作处理时的参考，以最终炉前检验的效果来合理选择，不作为工艺参数控制和记录，精炼剂的处理温度和效果应予以验证和记录。

表11  常用变质剂使用工艺参数

1.6.3 合金经变质后,调整到浇注温度进行浇注。

1.7 采用其它变质剂时，应按其使用说明书要求进行验证合格后方可使用。

1.8 常用铝合金熔炼工艺举例如下表：

表12  常用铝合金熔炼工艺举例

2  铝合金的浇注

2.1 浇注前的准备工作：

2.1.1 工具的准备：所有工具应经过清理、预热、涂料，使用前应再次预热。

2.1.2 检查开模机构各部分是否完好，各运动部分应加油润滑。如导轨、导杆、螺杆、螺母、轴承等。保证开型、合型灵活。

2.1.3 金属型的预热：金属型预热前应仔细清除原来的涂料，去除部位为型腔、铁芯和分型面。浇冒口和冒口颈可不去除。

2.1.3.1 预热时要不断移动喷枪，使型腔受热均匀。严禁将喷枪搁置不动，使局部严重过热。

2.1.3.2 需要温度高的地方，如冒口部位，要多加热，使该部分温度高于型腔温度。

2.1.3.3 必要时，要预热金属型的背面，使金属型变形小。

2.1.4 金属型的涂料：

2.1.4.1 涂料成分配比：根据金属型的特点，按表13选取涂料：

表13  金属型涂料成分配比

2.1.4.2 涂料的配制：涂料中的所有固体组元，配制前应磨碎，并经过100～140目过筛（经检合格，未成团的组元可直接用于配制），然后混合均匀。使用时，先将水玻璃倒入80～100℃的热水中搅拌均匀，加入固体组元后再搅拌均匀，冷却后备用。配好的涂料停放时间一般不超过8小时。

2.1.4.3 涂料操作：

1）涂料可以用喷刷，要求均匀、表面光洁；

2）为利于补缩，远离冒口的部位涂薄些，而靠近冒口处涂厚些。必要时在产生缩孔的部位将涂料去除掉；

3）冒口用涂膏刮上一层2～3㎜厚的涂料，以提高冒口的补缩能力。

2.1.5 除去分型面及各配合面的涂料。

2.1.6 对大金属型，在涂料后还需再次预热。

2.1.7 下好泥芯，吹净型腔，并合严金属型。

2.2 浇注操作：

2.2.1 金属型合严后，应尽快浇注，避免其降温。

2.2.2 浇包自坩埚中舀取金属液时，先用包底拨开液面上的氧化皮或熔剂层，缓慢地用包口舀取合金液。在浇包接近金属型浇口时，应用热铁片或干木块将包嘴处的氧化皮或渣拨开，让干净的金属液进入浇口杯。

2.2.3 浇注温度的高低，要根据具体情况来决定，总的原则是保证铸件成型的前提下，浇注温度越低越好。常用铝合金浇注温度见表12。

2.2.4 浇注时，开始瞬间应略慢，防止金属液溢出浇口杯和严重冲击型腔，紧接着应加快浇注速度，使浇口杯充满，做到平稳而不中断液流。

2.2.5 浇注快慢尚须视不同金属型而变化，操作者应积累经验，以便做到不冷隔、排气顺畅及不冲坏型芯。

2.2.6 浇包中的合金液应正好为铸件所需用量，如有剩余，应浇入锭模中，禁止将剩余金属液返回坩埚中。

2.2.7 浇注完毕，根据不同铸件，即时开模，做到不因开模过早损坏铸件，也不因过迟而产生脱模困难。

2.2.8 取出铸件后，观察铸件是否合格，若有缺陷，应采取措施解决，直至合格为止。

2.3 浇注安全：

2.3.1 工作场地应平坦、整洁，道路畅通，场地上不得有积水，车间应有良好的通风措施。

2.3.2 搬运金属型、浇注和取出铸件都应细心操作，防止碰伤和烫伤。

2.3.3 浇包中铝液不宜太满。

2.3.4 金属液溢出型外时，应放干砂，以防爆炸伤人。

3  相关文件

3.1  qb004-2003《原材料技术条件及验收标准》

4  相关记录

4.1 《炉料配制原始记录表》2010-002-01

4.2 《熔炼、浇注原始记录表》2010-002-02