铝及铝合金熔铸基础知识 一切从零开始 什么叫不简单，就是把别人认为简单的事情一次次做下去就是不简单； 什么叫不容易，把别人视为容易的事千百遍地做正确就叫不容易。 一、铝的基本知识 1、铝的工业史 1.1 铝在自然界中分布广泛，地壳中的铝含量占到7.73%，位居第三，仅次于氧和硅，在金属中位居第一。 1.2 铝的化学性质活性非常强，因此在自然界中铝均以化学态存在。 1.3 1886年，美国的霍尔和法国的埃鲁不约而同的发明了冰晶石熔盐电解法，从此，铝的工业化生产进入了突飞猛进的阶段。 一、铝的基本知识 1.4 铝从1886年冰晶石熔盐电解法问世后，在短短的一百多上年间，铝及铝合金得到了极其广泛的应用。工农业、航空、航天、国防工业乃至人们的的日常生活中，无不广泛的应用铝。 一、铝的基本知识 2、铝的物理和化学性质 2.1金属铝是银白色的，20℃时的密度2.699g/cm3 ，熔融状态密度为2.371g/cm3 2.2铝是较为活泼的金属，属于两性元素，能跟酸碱等起反应。所以铝制品应该避免在碱、盐酸、卤化物及碳酸盐等介质中使用。（在化验过程中） 2.3铝及铝合在常温下的空气中即可钝化，产生一层致密而坚固的氧化膜。所以铝及铝合金的耐腐蚀性很好。 一、铝的基本知识 3、铝的优良性能 3.1密度小 纯铝20℃时的密度约为2.699g/cm3 约为钢铁的35%。 3.2可强化 纯铝的强度虽然不高，但通过冷加工可以使其提高一倍以上，并通过添加Mg、Zn、Cu、Si、Li、 Sc等元素合金化，再经过热处理进一步强化，其强度可与合金钢媲美。 3.3易加工 铝可用任何一种铸造方法铸造，可轧成薄板和箔、拉成管材和细丝、挤压成各种型材。 一、铝的基本知识 3.4耐腐蚀 铝及铝合金表面易生产一层致密、牢固的氧化膜。这层膜只有卤素离子或碱离子激烈作用下才会遭到破坏。 3.5无低温脆性 铝在摄氏零度以下，随温度的下降，抗拉强度反而上升。 3.6导电导热性能好 铝的导电性能仅次于银、铜、金， 3.7反射性好 铝及铝合金的抛光表面对白光的反射率达80%以上。 3.8无磁性冲击不产生火花 主要作为电气设备的屏蔽材料，如仪表材料。 一、铝的基本知识 3.9有吸音性 用于室内装饰 3.10耐核辐射 对照射生成感应放射能衰减很快。 4杂质及合金元素对铝及铝合金性能的影响 4.1杂质对铝及铝合金性能的影响（见表一） 一、铝的基本知识 表一 一、铝的基本知识 4.2合金元素对铝及铝合金性能的影响 4.2.1 Mn中和了铁的有害影响，是提高合金耐热强度的主要元素，能提高合金的淬火时效强度和持久强度。添加量一般不超过1%。 4.2.2 Cu与铝形成固溶体，部分形成强化相CuAl2， 能改善合金的焊接性能。 4.2.3Mg和Si形成Mg2Si化合物，能弥散分布在铝基体中，显著提高合金的强度。 一、铝的基本知识 5、铝及铝合金的分类 5.1按合金的性能和用途分为 纯铝、抗腐蚀铝合金、可焊接铝合金、高强铝合金、超强铝合金、锻造铝合金、特殊铝合金。 5.2按热处理特点分类 热处理不可强化 Al-Mn系、Al-Mg系、工业纯铝 热处理可强化 除Al-Mn系、Al-Mg系、工业纯铝以外 5.3按主要合金元素分（表二） 一、铝的基本知识 表二 一、铝的基本知识 5.4国际上铝合金分类对照表 二、铝及铝合金熔炼的基本原理 1铝合金熔炼目的 1.1达到合适的浇注温度 熔炼的下道工序是铸造，铸造时要求将熔体的温度控制在一定的范围内，而熔铸的原材料一般是固体料（铝锭、切头、废棒、大块铝）和电解铝液（温度过高）达不到熔铸工艺控制要求。 1.2调整合金成分 在铝合金生产时，在熔炼时加入所需要的合金元素。降低有害杂质的浓度，达到所生产合金的化学成分。 1.3降低铝熔体中杂质的含量 无论是固体原料还是液体原料，都含有一定量的杂质（包括气体、非金属杂质和金属杂质），这些杂质存在严重危害到后续的加工和合金的性能。 二、铝及铝合金熔炼的基本原理 2、合金元素的溶解和蒸发 2.1合金元素的溶解 合金元素在熔融铝中的溶解是合金化的重要过程，合金元素通过溶解才能与基体金属或其它元素构成各种固体及化合物，形成单相或多相合金。扩散是物质从高浓度向低浓度区域移动的过程。 2.2合金元素的蒸发 金属的蒸发在熔炼过程中始终存在，金属的蒸发性，取决于其蒸发气压的大小。在相同熔炼条件下，一般蒸发气压高的元素易于挥发。可把常用名合金添加元素分为两组：Cu、Cr、Fe、Ni、Ti、Si、V、Zr等元素蒸气压比铝小，蒸发较慢Mn、Li、Mg、Zn、Na、Cd等元素蒸气压比铝大，较易蒸发，在熔炼的过程中损失较大。例如镁 二、铝及铝合金熔炼的基本原理 2.3铝熔体的氧化和烧损 熔炼过程中，金属以熔融或半熔融状态暴