壓鑄合金的冶煉知識

發佈時間： 06 / 10 2021 作者：網站編輯訪問：12161

壓鑄合金的冶煉知識

冶煉過程的理化現象

合金冶煉是壓鑄工藝的重要組成部分。熔煉過程不僅是獲得熔融金屬，更重要的是獲得符合要求的化學成分，這樣壓鑄才能獲得良好的晶體結構和氣體和夾雜物極少的金屬。

在熔煉過程中，金屬與氣體的相互作用以及熔融金屬與坩堝的相互作用，使成分發生變化，產生夾雜物和吸入。因此，制定正確的熔煉工藝規程並嚴格執行，是獲得優質鑄件的重要保證。

1、金屬與氣體的相互作用

在熔煉過程中，遇到的氣體有氫氣 (H2)、氧氣 (O2)、水蒸氣 (H2O)、氮氣 (N2)、CO2、CO 等。這些氣體要么溶解在熔融金屬中，要么與它們發生反應。影響。

2、氣體來源

氣體可從爐氣、爐襯、原料、熔劑、工具等進入合金液。

3.金屬與坩堝的相互作用

當熔煉溫度過高時，鐵坩堝與鋅液反應迅速，坩堝表面發生鐵氧化反應，生成Fe2O3等氧化物；此外，鐵元素還與鋅液反應形成FeZn13化合物（鋅渣），溶解在鋅液中。鐵坩堝的壁厚不斷減小，直至報廢。

熔化溫度控制

1.壓鑄溫度

壓鑄用鋅合金的熔點為382～386℃，適當的溫度控制是鋅合金成分控制的重要因素。為保證合金液充滿型腔的良好流動性，壓鑄機鋅鍋內的熔融金屬溫度為415～430℃。可取薄壁複雜零件壓鑄溫度上限；可以取厚壁和簡單零件的下限。中心熔煉爐內金屬液溫度為430～450℃。進入鵝頸管的熔融金屬溫度與鋅鍋內溫度基本一致。

通過控制鋅鍋內熔融鋅的溫度，可以精確控制澆注溫度，並實現：

① 熔融金屬為無氧化物的清潔液體；
②澆注溫度無波動。

溫度過高的危害：

①鋁、鎂元素的燃燒。
②金屬氧化速度加快，燒損增加，鋅渣增多。
③ 熱膨脹的影響會造成鎚頭卡死。
④更多的鐵在鑄鐵坩堝中熔入合金中，在高溫下加速了鋅與鐵的反應。形成鐵鋁金屬間化合物的硬顆粒，導致鎚頭和鵝頸過度磨損。
⑤油耗相應增加。

溫度過低：合金流動性差，不利於成型，影響壓鑄件的表面質量。

目前的壓鑄機熔爐或熔爐都裝有溫度測量和控制系統。在日常工作中，定期檢查主要是為了保證測溫儀器的準確性。便攜式溫度計（溫度計）用於定期測量和校正爐子的實際溫度。

經驗豐富的壓鑄工會用肉眼觀察熔體。如果刮後熔體不是太粘稠和清澈，則熔渣上升不快，說明溫度合適；如果熔體太粘，說明溫度低；出渣後液面出現一層白霜，出渣過快，說明溫度過高，應及時調整。

2.如何保持溫度穩定

①最好的方法之一：採用中央熔煉爐和壓鑄機熔爐作為保溫爐，避免鋅錠直接加入鋅鍋熔煉時溫度變化大。集中冶煉可以保證合金成分的穩定性。
② 次優方法：採用先進的金屬液自動加料系統，可保持穩定的加料速度、合金液溫度和鋅鍋液位。
③如果目前的生產條件是鋅鍋直接加料，建議一次加整塊合金錠，多次加小合金錠，減少加料引起的溫度變化。

3、鋅渣的產生與控制

合金從固態熔化成液態是一個複雜的物理化學過程。氣體與熔融金屬發生化學反應，氧氣反應最強，合金表面氧化產生一定量的浮渣。浮渣含有鐵、鋅和鋁的氧化物和金屬間化合物。從熔體表面刮下的熔渣通常含有約90%的鋅合金。隨著熔化溫度的升高，鋅渣形成的反應速率呈指數增加。

一般情況下，原鋅合金錠的出渣量小於1%，在0.3～0.5%範圍內；而重熔噴嘴和廢工件的出渣量通常在2-5%之間。

鋅渣用量的控制

①嚴格控制熔化溫度，溫度越高，鋅渣越多。
②盡量避免鋅鍋中合金液的攪拌，任何攪拌方式都會使更多的合金液與空氣中的氧原子接觸，從而形成更多的浮渣。
③ 出渣不要太頻繁。當熔化的合金暴露在空氣中時，它會氧化並形成浮渣。在爐面上保留一層薄薄的浮渣，有助於鍋內的液體不被進一步氧化。
④排渣時，用多孔（Ф6mm）圓盤狀扒渣耙輕輕刮下浮渣，盡量避免合金液的攪動，將刮下的渣撈起。輕輕敲擊，使熔融金屬流回鋅鍋。

鋅渣的處理

① 賣回原料供應商或特殊加工廠，因為自行加工成本可能更高。
②壓鑄廠自行處理。需要單獨的爐子，鋅渣重熔溫度在420～440℃範圍內。同時添加助焊劑。冶煉100公斤爐渣，需加入0.5～1.5公斤助熔劑，先將其均勻分佈在金屬表面，然後用攪拌器將其混合均勻（約2～4分鐘）。保持5分鐘後，表面會產生一層更像污垢的層，所以把它刮掉。
③噴嘴料、廢件重熔噴嘴料、廢料、垃圾位置、報廢工件等，不應直接放入壓鑄機的鋅鍋中重熔。原因是這些水口材料在壓鑄成型過程中表面被氧化，氧化鋅的含量遠高於原合金錠。當這些噴嘴材料在鋅鍋中重熔時，由於氧化鋅在高溫條件下呈粘稠狀態，當從鋅鍋中取出時，會帶走大量的合金成分。重熔噴嘴材料和其他材料的目的是有效地將氧化鋅從液態合金中分離出來。熔煉時必須加入一些溶劑，鑄成錠後使用。

4.電鍍廢料的重熔

電鍍廢料應與非電鍍廢料分開冶煉，因為電鍍廢料中的銅、鎳、鉻等金屬不溶於鋅，會以硬顆粒形式存在於鋅合金中，會給拋光和加工帶來困難。

電鍍廢料重熔過程中，注意將鍍層材料與鋅合金分離。先將電鍍廢料放入盛有鋅合金熔體的坩堝中。此時，不要攪拌熔體或添加助焊劑。使用具有高熔點的塗層材料。它不會熔化到合金中，但會在第一段時間內漂浮在熔體表面。待完全融化後，讓坩堝靜置15-20分鐘，看表面有無浮渣，將浮渣刮乾淨。在這個過程之後，我們將看到是否需要添加精煉劑。

五、冶煉操作注意事項

1、坩堝：使用前必須清洗乾淨，去除表面的油、銹、渣和氧化物。為防止鑄鐵坩堝中的鐵元素溶解在合金中，應將坩堝預熱至150～200℃，在工作表面噴一層油漆，再加熱至200～300℃完全去除油漆中的水。
2、工具：在使用冶煉工具前，應清除表面污垢，與金屬接觸的部分必須預熱並塗漆。工具一定不能沾濕，否則會引起熔體飛濺和爆炸。
3、合金材料：冶煉前清理並預熱，去除表面吸附的水分。為了控制合金成分，建議使用2/3的新料和1/3的回收料。
4. 熔化溫度不得超過 450°C。
5、及時清理鋅鍋液面上的浮渣，及時補充鋅料，保持熔體液面正常高度（坩堝表面不少於30mm），因為浮渣太多，液位過低容易使料渣進入鵝頸缸，拉緊鋼韁、鎚頭和缸體，造成鎚頭、鵝頸和鎚頭廢料卡死。
6、熔體上的浮渣用刮渣器輕輕攪動，堆積起來清除。

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