铝合金熔炼是生产优质铸棒的较重要工艺环节之一,若工艺控制不当,会在铸捧中产生夹渣、气孔,晶粒粗大,羽毛晶等多种铸造缺陷,因此必须严加控制。

6063铝合金的熔炼温度控制在750-760℃之间为佳,过低会增大夹渣的产生,过高会增大吸氢、氧化、氮化烧损。研究表明,铝液中氢气的溶解度在760℃以上急剧上升,当热减少吸氢的途径还有许多,如烘干溶炼炉和熔炼工具,防止使用熔剂受潮变质等。但熔炼温度是较敏感因素之一,过离的熔炼温度不但浪费能源,增加成本,而且是造成气孔,晶粒粗大,羽毛晶等缺陷的直接成因。

2.选用优良的熔剂和适当的精炼工艺

熔剂是铝合金熔炼中使用的重要辅助材料,目前市场上所售熔剂中主要成份为氯化物,氟化物,其中氯化物吸水性强,容易受潮,因此,熔剂的生产中必须烘干所用原料,彻底除去水份,包装要密封,运输、保管中要防止破损,还要注意生产日期,如保管日期过长,同样会发生吸潮现象,在6063铝合金的熔炼中,使用的除渣剂、精炼剂、覆盖剂等熔剂如果吸潮,都会使铝液产生不同程度的吸氢。

选择好的精炼剂,选择合适的精练工艺也是非常重要的,目前6063铝合金的精炼绝大多数采用喷粉精炼,这种精炼方法能使精炼剂与铝液充分接触,可使精炼剂发挥较大效能。虽然这个特点是显而易见的,但是精炼工艺也必须注意,否则得不到应有效果,喷粉精炼中所用氮气压力以小为好,能满足吹出粉剂为佳,精炼中如果使用的氮气不是高纯氯(99.99%N2),吹入铝液的氮气越多,氟气中的水份使铝液产生的氧化和吸氢越多。另外,氟气压力高,侣液产生的翻卷波浪大,增大产生氧化夹渣的可能性。如果精炼中使用的是高纯氮,精炼压力大,产生的气泡大,大气泡在铝液中的浮力大,气泡迅速上浮,在铝液中的停留时间短,除氢效果并不好,浪费氮气,增加成本。因此氮气应少用,精炼剂应多用,多用精炼剂只有好处,没有坏处。喷粉精炼的工艺要点是用尽可能少的气体,喷进铝液尽可能多的精炼剂。

3.晶粒细化

晶粒细化是铝合金熔铸中晕重要的工艺之一,也是解决气孔、晶粒粗大、光亮晶、羽毛晶、裂纹等铸造缺陷的较有效措施之一。在合金铸造中,均是非平衡结晶,所有的杂质元素(当然也包括合金元素)绝大部分集中分布在晶界,晶粒越小,晶界面积就越大,杂质元素(或合金元素)的均匀度就越高。对杂质元素而言,均匀度高,可减少它的有害作用,甚至将少量杂质元素的有害变为有益;对合金元素面言,均匀度高,可发挥合金元素更大的合金化艘能,达到充分利用资源的目的。

细化晶粒、增大晶界面积、增大元素均匀度的作用可通过下面的计算加以说明。

假设金属块1与2有同样的体积V,均由立方体晶粒构成,金属块1的晶粒边长为2a,2的边长为a,那么金属块1的晶界面积为:金属块2的晶界面积为:金属块2的晶界面积是金属块1的2倍。由此可见合金晶粒直径减小一倍,晶界面积就要增大—倍,晶界单位面积上的杂质元素将减少一倍。