冶金原理及工艺-铝合金熔炼工艺.ppt

*④氯盐精炼。常用的氯盐有氯化锌ZnCl2、氯化锰MnCl2、六氯乙烷C2C16、四氯化碳CC14、四氯化钛TiC14等。用氯盐精炼时，氯盐和铝液发生反应生成的AlCl3起精炼作用。氯盐精炼的优点是省去了一整套气体发生装置和输送管道；其次，AlCl3的毒性比氯气小得多。氯盐精炼工艺简述如下：a.氯化锌。氯化锌的熔点365oC，沸点732oC，与铝液发生下列反应：2Al十3ZnCl2=3Zn十2AlCl3精炼温度超过ZnC12的沸点732oC时，ZnCl2剧烈气化，气泡大，铝液剧烈翻滚引起飞溅，降低净化效果、因此，精炼温度应控制在730oC以下。b.六氯乙烷。六氯乙烷是白色结晶体，密度为2.091g/cm3，升华温度185.5oC。压入铝液后产生下列反应:C2Cl6→C2Cl4+Cl23Cl2+2Al=2AlCl33C2Cl6+2Al=3C2Cl4+2AlCl3反应产物C2Cl4的沸点为121oC，不溶于铝液。C2Cl4和AlCl3同时参与精炼，故净化效果为一般工厂所使用。为了防止松散的C2Cl6和铝液反应过于剧烈，应将其压制成块状使用。如掺入1/2~1/3的Na2SiF6压块，由于Na2SiF6具有化解Al2O3的作用，净化效果更好。有时掺入NaBF4压块，则同时还具有细化组织的效果。C2Cl6的缺点是造成空气污染，精炼温度越高，逸出的氯气也越多，再加上C2Cl4会形成呛人的气体，对人体、厂房、设备有害。表5.2.4不同氯盐精炼剂的精炼工艺及精炼效果*砂型铸造时，氯盐精炼剂的用量、精炼温度及精炼效果见表5.2.4。金属型铸造时用量可适当降低。⑤三气混合精炼。三种气体Cl2、CO、N2，配比为15:11:74，经混合后吹入铝液内，与铝液发生下列反应:Al2O3+3Cl2→2AlCl3+3/2O2(5.2.50)3/2O2+3CO→3CO2(5.2.51)在混合气中Cl2被稀释，有可能来得及全部参与反应，生成的AlCl3及N2起精炼作用，CO2和铝液继续发生反应，生成Al2O3和C，微量的C有可能细化晶粒。使用三气混合气的净化效果与使用C2Cl6相当，而精炼时间可缩短近一半，污染程度减轻。三气混合的缺点是需要配备一套较复杂的三气发生装置及输送管道。**⑥固体无毒精炼熔剂。用氯气、氯盐精炼的缺点是产生剌激性气体，恶化劳动条件，并且对厂房、仪器、设备都有严重的腐蚀作用。近年来，国内外推广无毒精炼熔剂已经取得了良好的结果，表5.2.5为几种无毒精炼熔剂的典型配方。表5.2.5几种无毒精炼熔剂的成分(2)熔剂法熔剂法的机理在于通过吸附、溶解铝液中的氧化夹杂及吸附其上的氢，上浮至液面进入熔渣中，达到除渣、除气的目的。净化效果好，尤其是熔炼Al-Mg类合金或重熔切削、碎料时，必须采用熔剂法。①对精炼用熔剂的要求a.不与铝液发生化学反应，也不相互溶解；b.熔点低于精炼温度，流动性好，容易在铝液表面形成连续的覆盖层，最好熔点高于浇注温度，便于扒渣清除；c.能吸附、溶解、破碎Al2O3夹杂；d.来源丰富，价格便宜。*图5.2.15熔剂在铝液表面自动铺展前后的示意图②熔剂的工艺性能工艺性能包括覆盖性能、分离性能、精炼性能，都决定于熔剂的表面性能。a.覆盖性能。覆盖性能即铺展性，指熔剂在铝液表面自动铺开，形成连续覆盖层的能力。图5.2.15为熔剂在铝液表面自动铺展前后的示意图。b.分离性能。分离性能指熔剂与铝液自动分离的性能，分离性能好，扒渣容易、熔剂不容易混入铝液内浇入铸件中，不会引起熔剂夹渣。图5.2.16为熔剂与铝液分离示意图。图5.2.16熔剂与铝液分离示意图图5.2.17熔剂吸附氧化夹杂物示意图c.精炼性能。精炼性能指熔剂吸附、溶解、破碎铝液内氧化夹杂物的能力，即除渣、除气净化能力。图5.2.17为熔剂吸附氧化夹杂物示意图。③熔剂工艺性能的综合分析综上所述，可将熔剂的工艺性能与表面性能之间的关系归纳于表5.2.6中。根据表5.2.6可作如下分析:a.σFG、σFI小，能同时获得良好的覆盖、分离及精炼性能，因此要选择对炉气、氧化夹杂物呈表面活性，即表面张力小的熔剂，并且越小越