Плавка и разлив алюминиевого сплава являются основными этапами производства литья из расплавленного алюминия. Строгий контроль всего процесса плавки и разлива играет важную роль в предотвращении дефектов литья из расплавленного алюминия. Поскольку расплавленный алюминий обладает высокой склонностью к поглощению водорода, его окислительная способность высока. Для получения высококачественных отливок необходимо соблюдать меры предосторожности в ходе процессов плавки и литья расплавленного алюминия.
Контроль сырья
Для получения высококачественного алюминиевого расплава в первую очередь необходимо отбирать сырье надлежащего качества. Сырье должно подвергаться научно обоснованному управлению и надлежащей обработке. В противном случае это серьезно повлияет на качество сплава. Перед использованием шихту следует подвергнуть пескоструйной обработке для удаления поверхностной ржавчины, смазки и других загрязнений. Всю шихту необходимо предварительно нагреть перед загрузкой в печь, чтобы удалить влагу, прилипшую к поверхности, и сократить время плавки до более чем 3 часов.
Подготовка деталей, отлитых методом «горячей верхней формы»
Новые тигли, а также старые тигли, которые долгое время не использовались, перед применением следует подвергнуть пескоструйной обработке и нагревать до 700–800 градусов в течение 2–4 часов. Для удаления воды и горючих веществ, прилипших к внутренней стенке тигля, после его охлаждения до температуры ниже 300 градусов тщательно очистите внутреннюю стенку тигля и нанесите краску, когда температура будет не ниже 200 градусов.
Детали, отлитые горячим способом Перед использованием их следует предварительно нагреть, нанести защитное покрытие при температуре 150–200 градусов и тщательно высушить. После использования необходимо тщательно удалить оксиды и фториды, осевшие на поверхности.
Регулирование температуры плавления
Температура плавки слишком низкая, что не способствует растворению легирующих элементов и выделению газов и включений. Кроме того, из-за недостаточного нагрева литникового канала невозможно обеспечить надлежащую компенсацию в отливках из расплавленного алюминия. Чрезмерно высокая температура плавки не только приводит к потере энергии, но и имеет более серьезные последствия: чем выше температура, тем больше поглощение водорода, тем крупнее кристаллические зерна и тем сильнее окисление алюминия.
Время плавления
Для уменьшения окисления и поглощения примесей в расплаве алюминия время пребывания расплава в печи следует максимально сократить, а процесс плавки должен быть быстрым. Время от начала плавки до завершения разливки не должно превышать 4 часа для литья в песчаные формы, 6 часов для литья в формы из металла и 8 часов для литья под давлением.
Перекачка расплавленного алюминия
Хотя плотность твердого оксида алюминия схожа с плотностью расплавленного алюминия, после попадания в расплав ему требуется достаточно много времени, чтобы опуститься на дно тигля. Пленка оксида алюминия, образующаяся после окисления расплава алюминия, плотна только со стороны, соприкасающейся с расплавом, а со стороны, соприкасающейся с воздухом, она рыхлая и имеет большое количество мелких отверстий диаметром 60–100 А. Она обладает большой площадью поверхности и сильной адсорбцией. Она легко адсорбирует водяной пар и имеет тенденцию всплывать наверх.
Поэтому разница между удельным весом этой оксидной пленки и расплавом алюминия невелика, и она смешивается с расплавом; скорость всплытия очень низкая, что затрудняет её удаление из расплава, а образование пор в отливках из расплавленного алюминия приводит к чрезмерному смешиванию. Поэтому ключевым моментом при перекачке расплава алюминия является сведение к минимуму перемешивания расплава и минимизация его контакта с воздухом.
Разливка расплавленного алюминия
При использовании наклонного тигля для переливания расплава, чтобы избежать смешивания расплава с воздухом, ковш следует расположить как можно ближе к соплу печи и наклонить под углом. Следует обеспечить стекание расплава по боковой стенке ковша, чтобы он не ударялся непосредственно о дно ковша, что приводит к перемешиванию и разбрызгиванию.