熔鋁石墨坩堝一般問(wèn)題解釋

時(shí)間：2013-08-29作者：大城縣津大坩堝廠瀏覽：493

熔鋁坩堝的選用及處理 

前言 

鋁和鋁合金熔煉爐按加熱方式分為火焰爐、電阻爐和感應(yīng)爐[1].按使用型式可分為反射爐、豎爐和坩堝爐三種，其中坩堝爐應(yīng)用比較廣泛，因?yàn)樗O(shè)備簡(jiǎn)單，投資少，操作技術(shù)容易掌握，很適合中小型企業(yè)的使用。 
坩堝爐分為焦炭坩堝爐，燃油和燃?xì)廑釄鍫t。坩堝爐中坩堝的選用直接影響鋁合金熔體的質(zhì)量及生產(chǎn)率。因此，本文著重介紹坩堝的選用原則和處理方法。 
2　坩堝的分類(lèi)和要求 
2.1坩堝的分類(lèi) 
熔煉鋁合金常用的坩堝有鑄鐵坩堝（常用RTSi -5.5、RQTSi-5.5牌號(hào)的耐熱鑄制造）、鋼制坩堝（鑄鋼坩堝和鋼板焊制的坩堝）、石墨坩堝（２０～６０％石墨和耐火粘土、耐火熟料等材料制成）、耐火粘土坩堝、不銹鋼坩堝（2Cr25Ni20Si12）以及SiC坩堝（由SiC、金屬硅、焦油或?yàn)r清等原料靜壓成形）。 
2.2 坩堝材料要求 
坩堝材料要求應(yīng)滿(mǎn)足下列要求： 
①耐火度高； 
②有足夠的強(qiáng)度； 
③與所熔金屬不起化學(xué)反應(yīng)； 
④有良好的導(dǎo)熱性； 
⑤高溫下化學(xué)穩(wěn)定性好； 
⑥膨脹系數(shù)?。荒艹惺軠囟燃眲∽兓恢轮磷冃魏推屏?； 
⑦致密性好。 
３坩堝的選用 
熔煉鋁合金常用電阻坩堝爐，所用的坩堝為鑄鐵坩堝，也可用鑄鋼及鋼板焊制的坩堝和石墨坩堝。SiC坩堝雖然價(jià)格較貴，但是使用壽命長(zhǎng)，因此近年來(lái)其應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。 
在鋁合金中鐵是有害雜質(zhì)，通常來(lái)自爐料、坩堝及熔煉工具，它熔于鋁熔體中，影響了熔體質(zhì)量。在熔煉過(guò)程中，鐵質(zhì)坩堝及工具中的鐵元素會(huì)不斷溶入鋁熔體中、污染鋁熔體。因此，坩堝的選用及處理十分重要。 
3.1坩堝的選用原則 
①熔煉普通鋁合金，可選用經(jīng)過(guò)處理的鐵質(zhì)坩堝及工具。 ②熔煉高強(qiáng)鋁合金或熔點(diǎn)較高的鋁合金，則選用石墨質(zhì)坩堝和工具。 ③當(dāng)熔煉爐料量不太大，坩堝不需吊起澆注時(shí)，常選用石墨坩堝。 
3.2坩堝的選用實(shí)例 
3.2.1熔煉鋁一硅類(lèi)合金 
鐵對(duì)A1-Si類(lèi)合金危害很大。因鐵在A1-Si系合金中通常形成粗大針狀的硬脆β相化合物（A19Fe2Si2）,它能穿過(guò)α（Al）晶粒，較大地削弱了基體強(qiáng)度，損害了合金的機(jī)械性能（尤其是塑性）。此外，β相化合物的電極電位高，與α相間的電位差大，易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，因而鐵的溶入也降低了合金的耐蝕性。因此熔煉Ａl-Si類(lèi)合金時(shí)較好選用石墨質(zhì)坩堝或SiC坩堝。 
3.2.2 熔煉鋁－銅類(lèi)合金 
這類(lèi)合金對(duì)鐵特別敏感。且合金的熔點(diǎn)較高，故較好不用鐵質(zhì)坩堝而用石墨坩堝。 
3.2.3　熔煉鋁－鎂類(lèi)合金 
硅、鐵對(duì)這類(lèi)合金的機(jī)械性能影響較大，如用石墨質(zhì)坩堝或粘土坩堝時(shí)，其中的SiＯ２與合金液將會(huì)發(fā)生下列反應(yīng)： ３SiＯ２＋４Ａl３Ｓi+2Al2O3 (1) 
SiＯ２+2Mg→Si+2MgO (2) 反應(yīng)中得到硅元素隨后進(jìn)入熔液，大大提高了合金液中的硅含量，而這類(lèi)合金中的硅含量上限為0.3%，故熔煉Ａl-Mg類(lèi)合金只能采用鑄鐵或鑄鋼坩堝。但坩堝在使用前**經(jīng)過(guò)必要的處理。 
3.2.4　熔煉鋁－鋅類(lèi)合金 
對(duì)這類(lèi)合金進(jìn)行熔煉，可用經(jīng)過(guò)處理的鐵質(zhì)坩堝，也可用石墨坩堝，視工藝要求而定。 
４　鐵質(zhì)坩堝的處理 
處理鐵質(zhì)坩堝的目的有兩個(gè)：其一是防止鐵溶入鋁熔體中，污染鋁熔體；其二是提高鐵質(zhì)坩堝的使用壽命。 在鋁合金熔煉生產(chǎn)中，對(duì)鐵質(zhì)坩堝和工具進(jìn)行處理的主要方法有噴刷涂料法、滲鋁法和襯碳法，其中前兩種方法應(yīng)用較廣。 
4.1　噴刷涂料法 
4.1.1　涂料的工作原理 
生產(chǎn)中使用的涂料一般由填充劑（白堊粉、滑石粉、氧化鋁等）、粘結(jié)劑（水玻璃、硅溶膠等)、調(diào)合劑（水）組成。對(duì)工件進(jìn)行涂覆就是將填充劑和粘結(jié)劑混合后，均勻地涂在工件表面，這種涂層致密，在加熱時(shí)填充劑發(fā)生分解得到的硬殼層都能使涂層起到保護(hù)工件的目的。例如當(dāng)用白堊粉作填充劑時(shí)，白堊粉在高溫時(shí)發(fā)生分解反應(yīng)： CaCO3 --加熱--------→CaO+CO2 ↑ 〉500℃ MgCO3 --加熱--------→ MgO+CO2 ↑ 〉300℃ 　反應(yīng)產(chǎn)物ＣaO和MgO致密地粘在工具表面，起到了良好的保護(hù)作用。 


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