鋁合金的熔煉與鑄造-鑄鋁廠家

1 配料及其計算

配料是熔體鑄的第一道工序。它的首要任務是控制成分和雜質含量使之符合要求，其次是根據對合金的加工和使用性能的要求，確定各種爐料品種及配料比；再次是正確地計算每爐的全部爐料量。合理地吊裝各種原輔材料，管理好各種金屬及廢料(舊料)。

鋁合金熔煉時，爐料大致分為三類，即：工業純金屬，或稱新料或新金屬；回爐的金屬或合金廢料，也稱舊料或返回料；以及中間合金或配制合金用的純金屬。正確地選擇配制合金的爐料，對于合金成分控制，鑄錠質量的保證，以及金屬原料的節約，都有重要的意義?？傊?，在保證性能合乎要求的前提下，允許利用各種廢料，節約新金屬和貴重金屬。換句話說，就是能用廢料應少用純金屬，能用低品位純金屬絕不用高品位的純金屬。做到廢料用盡，次料代替好料，好料精用，搭配適當，保證質量。

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1.1 工業純金屬--新料

鋁合金是在純金屬熔煉的基礎上，加上其它合金元素配制而成．因此，在配制合金以前，首先應依所需配制的合金成分的要求，選擇所需的純金屬之品位。

有色金屬的工業純金屬多來源于冶煉廠，如工業純鋁(稱原鋁)，工業純銅(稱紫銅或電解銅)，工業純鎂，以及金屬鎳等都是從電解工廠制得的。原鋁多鑄成15-20公斤的小錠(稱鋁錠)；鎂以錠狀供應，鎂錠的重量可分為2.5公斤和9公斤兩種；純銅和金屬鎳一般多以電解銅板和電解鎳板的形式供應；金屬鋅一般鑄成重40公斤左右的扁平鋅錠，而金屬錳和鉻分別以不同的粒度供應。這些所謂的純金屬中，雜質仍是不可避免的。例如，原鋁錠中仍含有Fe和Si兩種主要雜質。它們大多數是從煉鋁原料---鋁礦石中帶來的。這兩種雜質元素對鋁及其合金的性能有極大的影響，因而使用原鋁錠時，必須注意這些雜質的含量，根據所配制合金的要求正確地選用原鋁錠。鋁冶煉廠生產的原鋁新料，是按所含鐵和硅二種主要雜質元素的多少而定其品位的。純銅內所含雜質元素種類很多，所以一般工業純銅基本上是按照銅的含量多少而定其品位的。

總的來講，在選擇金屬品位時，為了保證質量，應盡量選擇雜質較少，純度較高的高品位的純金屬；但純度越高，生產越困難，成本也越高，因而應盡量避免使用過高純度的原料，以節約生產成本。因此正確地選用金屬原料的品位，在配料過程中是十分重要的。

鋁合金中常用的金屬原料有鋁錠，鎂錠，紫銅板、鋅錠和用于制作中間合金的電解鎳板，金屬錳，金屬鉻，結晶硅以及海棉鈦，海棉鋯等。

1.2 廢料--回爐料

1.2.1廢料的來源和使用原則

廢料，又稱回爐料，也叫舊料。按其來源不同，大致可分為本廠廢料及廠外廢料兩大類．

(1)本廠廢料

這部份廢料來源于熔鑄車間及各加工車間各工序所得的加工余料(一般稱幾何廢料)及不合格的報廢料(一般稱工藝廢料)。鋁合金成品率一般在60～80％左右，也就是說，將有20-40％的原料在加工過程中變成廢料。這部份廢料大致都有可能保持質量不受摻雜，是高質量的廢料，是熔煉鋁合金的重要原料之一。對本廠廢料要加以仔細分離、分級，并按合金歸類分組保管。只要管理得好，這些廢料一般都能保持良好的質量，不受摻雜，污染及混料，在工廠里稱為一級廢料或二級廢料。這部份廢料通常不需處理就可以直接入爐使用。只有從車床，刨床，鋸床等回爐的銑，鋸、刨邊碎屑料，常被油污或氧化，或含雜質過多，這些料質量低劣，通常稱之為三級廢料。這部份廢料不能直接入爐，事先要經過洗滌，干燥處理，再重熔復化，經化驗取得準確的成分后才能入爐使用．

在使用廢料時，要求入爐的廢料不得混合金，混級，應清潔無油泥污染。如果混料，則寧愿將少量的低成分合金(低合金)混于高成分合金(高合金)，不可使少量的高成分合金混于低成分合金。例如，純鋁混入LF21合金中，則用于LF21合金爐料中；防銹鋁(LF2--LF21)各合金廢料分別混于LY12合金中；則可用于LY12合金爐料中；LD6合金廢料混于LD2合金中，則可用于LD5合金爐料中；LD7、LD8，LD9合金廢料互混在一起，則可酌量用于LD8合金或LD9合金中。有的合金廢料互混在一起，則不能用于生產，如LD10合金料混入LC4合金中，則必須挑選后，經檢查確定無混料時，方能分別用于該合金爐料中。還有一些合金廢料互混后，又難于挑選，不易檢查分辨的，應重熔復化，取得準確的成分后方可作為爐料。另外， 某些廢料，雖未混料，但放置時間過長，嚴重腐蝕，或油泥污染嚴重的，也應回爐重熔復化。總的來講，所有牌號不明，成分含量不清，腐蝕污染嚴重的一級和二級廢料和車，刨、銑、鋸碎屑都不能直接入爐，屬于工廠里規定的三級廢料范圍，應重熔復化。

(2) 廠外廢料

源于用制造工廠或市場上回收的廢料，大都摻雜混合，其質量多不可靠，甚至無準確的化學成分，最好不直接入爐使用。如確實保證不摻雜其它金屬者，方可按本廠廢料分級歸類使用。必須注意，這些廠外回收廢料，往往含有一般化驗方法難于檢查出來的有害雜質元素，其含量即使僅萬分之一，甚至十萬分之一，也會嚴重影響產品質量及工藝性能。因此，凡制造高質量的產品，最好不使用這些廠外回收廢料。

那些化學成分不明，或不符合標準的雜料，有時被稱為化學廢料，工廠里也稱之為號外料．也應當進行復化重熔，明確其化學成分后，才能適量入爐．

1.2.2 廢料的分級和歸類管理

鋁合金廢料的分離，分級，按合金系統門類保管的要求是十分嚴格的。因為鋁合金一經混雜入爐，就無法使之除去，除非加入大量純金屬予以沖淡。因此管理好廢料,正確的使用廢料對保證產品質量，降低消耗，節約金屬極為重要。某些鋁合金的成分含差異很大,如果一種合金廢料混入另一種合金，即使數量不多，也會造成廢料無法使用。例如，超硬鋁中含Zn量都很高，而其它系列鋁合金中要求含Zn量卻很低，如果有5-10％的超硬鋁合金廢料混入LY12合金爐料中，就會使爐料全部報廢。又如Al-Cu-Mg-Fe-Ni系鍛造鋁合金中含Ni量都在1.0％以上，而其它鋁合金中一般要求含Ni量低于0.1％，當有百之幾的高Ni廢料混入其它合金爐料中，同樣會造成全爐報廢。如果各合金廢料互混在一起，廢料中同時含有較多量的Si，Zn、Ni等元素。那么此廢料很難用于任何一種鋁合金鑄錠生產中,即使用量少也可能形成雜質元素的惡性循環，影響產品的機械性能及加工性能。其結就只好積壓大批廢料而使用較多的新金屬，浪費金屬材料。因此對本廠廢料要分合金或按合金系統嚴格管理。所有一、二級廢料必須分合金裝架打捆，三級廢料應按合金系統歸類裝箱,所有廢料都必須合理分組歸類堆放，而且要有明顯的標牌或標示。

在鋁合金鑄錠生產中，某些制品由于用途不同，要求其雜質含量和鑄錠的內部質量也不相同、因而對爐料的幾何尺寸和表面清潔度的要求也不一樣。例如，制作大梁、型材，和鍛件的合金鑄錠，要求其雜質含量較低，非金屬夾雜物愈少愈好，其爐料一般不用碎片及薄板和油泥較多的廢料。因而，各種合金廢料除不混料外，還必須按照工藝規程的規定,根據廢料的外形尺寸和表面清潔度而分級裝架和堆碼。鋁合金廢料一般分四級，一二級廢料可直接入爐熔制成品合金鑄錠，某些特殊制品不得使用二級廢料；三、四級廢料須經干燥，重熔復化，分析化學成分后才能使用。

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