有色冶金基礎(chǔ)知識

1、有色冶金基礎(chǔ)知識 1鑄造鋁合金 （1）鋁合金的性能及應(yīng)用 鑄造鋁合金的密度比鑄鐵和鑄鋼小，而比強(qiáng)度則較高。因此在承受同樣載荷條件下采用鋁合金鑄件，可以減輕結(jié)構(gòu)的重量，故在航空工業(yè)及動力機(jī)械和運輸機(jī)械制造中，鋁合金鑄件得到廣泛的應(yīng)用。 鋁合金有良好的表面光澤，在大氣及淡水中具有良好的耐腐蝕性，故在民用器皿制造中，具有廣泛的用途。純鋁在硝酸及醋酸等氧化性酸類介質(zhì)中具有良好的耐蝕性，因而鋁鑄件在化學(xué)工業(yè)中也有一定的用途。純鋁及鋁合金有良好的導(dǎo)熱性能，放在化工生產(chǎn)中使用的熱交換裝置，以及動力機(jī)械上要求具有良好導(dǎo)熱性能的零件，如內(nèi)燃機(jī)的汽缸蓋和活塞等，也適于用鋁合金來制造。 鋁合金具有良好的鑄造性能。由

2、于熔點較低（純鋁熔點為660.230c，鋁合金的澆注溫度一般約在730750oc左右），故能廣泛采用金屬型及壓力鑄造等鑄造方法，以提高鑄件的內(nèi)在質(zhì)量，尺寸精度和表面光潔程度以及生產(chǎn)效率。鋁合金由于凝固潛熱大，在重量相同條件下，鋁液的凝固過程時間延續(xù)比鑄鋼和鑄鐵長得多，放流動性良好，有利于鑄造薄壁和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件。 （2）鑄法鋁合會的分類、牌號 鋁合金按照加工方法的不同分為兩大類，即壓力加工鋁合金和鑄造鋁合金（分別以yl和zl表示）。在鑄造鋁合金中又依主要加入的合金元素的不同而分為四個系列，即鑄造鋁硅合金、造鋁銅合金、鑄造鋁鎂合金和鑄造鉛鋅合金（分別以zl1x x，zl2 x x，zl3 x x

3、和zl4 x x表示），在每個系列中又按照化學(xué)成分及性能的不同而分為若干牌號。表3中列出了鑄造鋁合金國家標(biāo)準(zhǔn)所包括的幾種鋁合金的牌號。 表3鑄造鋁合金的牌號 見表 2鑄造銅合金 鑄造銅合金是工業(yè)上廣泛應(yīng)用的一種鑄造合金材料。銅基合金因具有良好的對淡水、海水及某些化學(xué)溶液的耐蝕性能而大量用于造船及化學(xué)工業(yè)。銅基合金又由于具有良好的導(dǎo)熱性及耐磨性，故也常用于制造各種機(jī)器上承受重負(fù)荷及高速運轉(zhuǎn)軸的滑動軸瓦軸套等。 鑄造銅合金分為兩大類，即黃銅與青銅。黃銅是以鋅為主加合金元素的銅合金。在鑄造黃銅中又因加入其它合金元素而形成錳黃銅、鋁黃銅、硅黃銅、鉛黃銅等。在銅合金中不以鋅為主加元素的統(tǒng)稱為青銅，如錫青

4、銅、鋁青銅、鉛青銅、鈹青銅等。在國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定鑄造銅合金共有9種，計29個牌號。 3其他有色合金 除了鑄鋁合金和鑄銅合金以外，還有很多種鑄造有色合金。其中比較常用的是鑄造鎂合金、鑄造鈦合金和鑄造鋅合金。鎂合金和鈦合金由于具有高的比強(qiáng)度，故多用于航空工業(yè)。其中鈦合金還對多種腐蝕性介質(zhì)具有很強(qiáng)的耐蝕性，故也用于制造石油化工設(shè)備上經(jīng)受腐蝕作用的鑄件。鋅合金具有比較高的強(qiáng)度和優(yōu)良的鑄造性能，故廣泛用于制造薄壁的和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件。 在鑄造方法上，銅合金及其它有色合金除了采用砂型鑄造外，還廣泛采用金屬型鑄造、離心鑄造、低壓鑄造以及石墨型鑄造等多種特種鑄造方法。 在銅合金鑄造中，采用金屬型鑄造方法，以加速合

5、金的凝固，對提高鑄件質(zhì)量，減少鑄造缺陷，具有重要的作用。金屬型鑄造可細(xì)分晶粒（特別對于鋁青銅和錳黃銅），減少氣孔，提高合金的機(jī)械性能和氣密性（對錫青銅特別重要），在鉛青銅等高含鉛量銅合金中，采用金屬型（以及水冷金屬型）鑄造，能防止銅成分的偏析。又由于銅合金鑄件中，筒形零件（軸承、襯套）等較多，故采用離心鑄造方法較多。此外，大型鑄銅件（如大型船用螺旋槳）還可采用低壓鑄造方法，以提高合金的致密度，并減少鑄件在澆注過程中產(chǎn)生的夾雜物。某些銅合金（如鉛黃銅）還可采用壓力鑄造方法。 鎂合金由于鑄造性能較差，特別是容易產(chǎn)生熱裂，故大部分鎂合金鑄件仍是采用砂型鑄造，僅小部分形狀簡單的鑄件，可用金屬型鑄造。壓

6、力鑄造方法在鎂合金鑄造中用得很少。 鋅合金具良好的鑄造性能，充填鑄型能力強(qiáng)，且不產(chǎn)生熱裂，故特別適宜于采用金屬型和壓力鑄造。在大量生產(chǎn)中常用壓力鑄造方法生產(chǎn)薄壁和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鋅合金鑄件。 鈦合金由于化學(xué)活潑性極強(qiáng)，在鑄造過程中鈦液與大多數(shù)鑄型材料（包括各種型砂及鋼鐵）都發(fā)生相互作用，致使鑄件被沾污，故只能用特殊的鑄型材料（如氧化釷或石墨）來鑄造。 4鑄造有色合金的熔煉 熔煉工藝對有色合金鑄件的性能和缺陷有很大影響。多數(shù)有色合金易產(chǎn)生氣孔和夾雜，尤其是鈦合金、鋁合金、鎂合金和某些銅合金。一般的熔煉工藝流程是： 1）根據(jù)鑄件技術(shù)要求所規(guī)定的合金牌號，可查出合金的化學(xué)成分范圍，從中選定化學(xué)成分； 2）根據(jù)元素的燒損率和成分要求，進(jìn)行配料計算，得出各種爐料的加入量，并選擇爐料。若爐料受到污染，則需要進(jìn)行處理，保證所有的爐料清潔、無銹，并在投料前進(jìn)行預(yù)熱； 3）檢查和準(zhǔn)備化用具，涂刷涂料，并預(yù)熱，防止氣體、夾雜物和有害元素的污染； 4）加料。一般加料順序為：回爐料、中間合金和金屬料，低熔點易氧化的金屬料，如鎂，在爐料熔化之后加入； 5）為了減少合金液的吸氣和氧化的污染，應(yīng)盡快熔化，防止過熱，根據(jù)需要，有的合金液須加覆蓋劑保護(hù)