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        ZL104鋁合金的鑄造工藝規(guī)程分析

        2011-08-15 00:52:53馬留柱黃曉峰
        科技傳播 2011年17期
        關(guān)鍵詞:北京科技大學(xué)坩堝水玻璃

        馬留柱,黃曉峰

        銅川礦務(wù)局液力聯(lián)軸器制造廠,陜西銅川 727000

        ZL104鋁合金最長用的是液力偶合器行業(yè)、汽車行業(yè),偶合的葉輪外殼,汽車的缸蓋、缸體、飛輪等的制造就要采用ZL104鋁合金,原因是在于ZL104鋁合金卓越的品質(zhì),這一品質(zhì)也是在鑄造過程中精心準(zhǔn)備、精煉出來的。在其他的行業(yè)中,ZL104鋁合金也有十分廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用十分廣泛,是由于其獨特的品性,而ZL104鋁合金的性能又與熔化、化學(xué)成分、變質(zhì)處理、精煉工藝等密不可分。

        1 ZL104鋁合金的鑄造工藝流程

        ZL104鋁合金的鑄造工藝方法不止一種,本文選取了一種鑄造工藝流程進(jìn)行闡述,主要為:熔煉準(zhǔn)備坩堝預(yù)熱→同爐料30%(硅+純鋁)+(合金)720℃~740℃攪拌→加錳(待錳熔化后攪拌)去渣→鐘罩壓鎂(攪拌)去渣→精煉壓入六氯乙烷去氣去渣→加變質(zhì)劑(靜置10min左右)攪拌去渣→調(diào)溫→680℃~760℃℃澆注。在這個工藝流程中,主要化學(xué)成分為0.17%~0.3%的鎂,8%~10.5%的硅,0.2%~0.5%的錳,其余的都是鋁的含量。還有雜質(zhì)含量鐵不高于0.9%,砂不高于0.6%,銅不高于0.3%,錫不高于0.1%,鋅不高于0.3%,鈦不高于0.5%。ZL104鋁合金的性能要求抗拉強度在鑄態(tài)時在150MPa及其以上,時效后在200MPa及其以上。硬度鑄態(tài)在50HBS及其以上,時效后在70HBS及其以上。

        2 原材料的準(zhǔn)備和要求

        2.1 金屬材料的準(zhǔn)備和要求

        鋁錠快在150mm×150mm左右,含鋁在99.5%以上。硅各塊度Φ25mm~30mm,含鐵不超過0.5%,含硅在99.8%以上。細(xì)片狀的電解錳,錳含量在99%以上,鐵含量不超過1%。鎂塊度50mm×50mm×20mm,含鎂在99.8%以上。

        2.2 化學(xué)材料的準(zhǔn)備與要求

        一等品的冰晶石粉,成分99.8%以上的氯化鉀(KCL)和六氯乙烷(C2CL6)。成分在97.5%以上的氟化鈉(NaF)和氯化鈉(NaCL)。

        2.3 回爐料的準(zhǔn)備與要求

        廢棄的鑄件以及澆冒口回爐使用必須分清楚牌號,并清除水份、粘砂、油質(zhì)、氧化物等,具備化學(xué)成份檢驗單,分類儲放。

        2.4 硅鋁中間合金的準(zhǔn)備與要求

        以100kg計算80%的鋁和20%的硅為配料,合成熔點為680℃。把4/5的鋁錠在地坑爐中熔化,然后升溫至850℃~950℃。然后分批加入結(jié)晶硅,壓入鋁液,直至硅冷卻熔化,反復(fù)攪拌,加入余下的鋁降溫,用去水的六氯乙烷合金精煉處理,去渣鑄錠。

        2.5 錳鋁中間合金的準(zhǔn)備與要求

        以100kg計算90%的鋁和10%的錳為配料,熔點為780℃。將4/5的鋁熔化在地坑爐中,升溫至950℃~1 000℃,分批加入豌豆大的錳,壓入鋁液熔化后攪拌,加入余下的鋁降溫,用去水的六氯乙烷去氣精煉,去渣鑄成。

        2.6 水玻璃涂料的準(zhǔn)備與要求

        用噴槍在工具以及坩堝內(nèi)壁噴上一層涂料,然后加熱至120℃~200℃。噴涂工具配15%的CaCO3加3%的水玻璃加82%的水。噴涂坩堝配90%的CaCO3加10%的水玻璃。金屬型腔配23%的ZnO加2%的水玻璃加75%的水。金屬型澆冒口配20%的ZnO加65%的石棉粉加15%的水玻璃。

        3 合金熔化工藝

        以0.4%的鎂,10%硅,0.5%錳,余下為100kg計算的鋁為配料。熔煉中首先要鏟除坩堝內(nèi)壁的殘渣,然后在內(nèi)壁涂上涂料進(jìn)行預(yù)熱,熔化工具也要在去除氧化物的基礎(chǔ)上,涂上涂料預(yù)熱至200℃~250℃。需要注意的是加入不超過30%的回爐料,硅鋁熔化后要進(jìn)行充分的攪拌,不讓錳沉淀,在鋁表面熔化后進(jìn)行充分的攪拌。一切的加熱原材料和工具都需要經(jīng)過預(yù)熱處理,在加入變質(zhì)劑的之后,如果溫度偏低,可以延長靜置時間直至變質(zhì)劑成分熔化。

        4 討論

        鑄造工藝決定著ZL104鋁合金的質(zhì)量,我們在ZL104鋁合金的實際鑄造過程中,應(yīng)該嚴(yán)格遵循合金成份、變質(zhì)處理、爐溫控制、去氣、精煉等基本環(huán)節(jié)的技術(shù)工藝規(guī)程,通過嚴(yán)格的控制和精心的操作,才能得到優(yōu)質(zhì)的ZL104鋁合金材料。當(dāng)然,本文僅僅只是粗略的對ZL104鋁合金原材料準(zhǔn)備及要求,以及實際熔化中的大體要求作了簡要說明,實際鑄造過程中還有許多細(xì)小的注意事項,需要實際操作中做到細(xì)心、嚴(yán)謹(jǐn),更加努力的探索其具體每一個細(xì)小環(huán)節(jié)的鑄造工藝,更加嚴(yán)格的控制工藝流程,才能獲得優(yōu)質(zhì)的ZL104鋁合金材料以滿足生產(chǎn)的需要。

        [1]劉倩.ZL104鋁合金的鑄造工藝規(guī)程[J].湖南工程學(xué)院學(xué)報,2006(3):38-40.

        [2]薛蕾,黃一雄,盧鵬輝,陳靜,林鑫,黃衛(wèi)東.激光成形修復(fù)ZL104合金的組織與性能研究[J].中國表面工程,2010(1):362-364.

        [3]劉慧敏,程軍勝,崔華,楊濱,張濟(jì)山.溫度對噴射成形7075+TiC鋁合金觸變成形的影響[J].北京科技大學(xué)學(xué)報,2006(4):371-373.

        [4]劉慧敏,呼努斯圖,崔華,楊濱,張濟(jì)山.原位顆粒含量對固態(tài)7075鋁合金組織的影響[J].北京科技大學(xué)學(xué)報,2006(1):247-249.

        [5] 劉慧敏,王洪斌,楊濱,何建平,張濟(jì)山.原位TiC顆粒對噴射成形鋁合金組織的影響[J].北京科技大學(xué)學(xué)報,2003(4):322-326.

        [6]張旺峰,陳瑜眉,滕新春,朱金華.亞穩(wěn)態(tài)材料的變形失穩(wěn)及應(yīng)力平臺[J].兵器材料科學(xué)與工程,2000(3):165-173.

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