CN102477508A - 防止zl205a合金熔炼过程中增铁的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防止ZL205A合金熔炼过程中增铁的方法，该方法包括涂料的选择和配制以及防护层的涂刷两大步骤，坩埚及熔炼工具的涂料为HGS-1型涂料和铝合金T-1涂料的复合涂料；防护层的涂刷过程包括如下步骤(1)去除坩埚及熔炼工具表面的氧化层：(2)将坩埚及熔炼工具在电阻炉中预热至120℃～150℃，开始涂刷防护层；(3)先涂两层HGS-1型涂料，厚度分别为1mm～2mm，第一层干透后再涂第二层；(4)第二层干透后，再涂一层铝合金T-1涂料，厚度为0.5mm～1.0mm。本发明实现了ZL205A铸造铝合金对有害元素铁的控制要求，其指标达到国标要求，合金经热处理，机械性能满足国标要求。

Description

防止ZL205A合金熔炼过程中增铁的方法

技术领域

本发明涉及一种防止铸造铝合金熔炼过程中增铁的方法，特别涉及一种防止ZL205A合金熔炼过程中增铁的方法。

背景技术

ZL205A属铝-铜-锰系高强度铸造铝合金，是目前铸造铝合金材料中抗拉强度最高的一种，材料经热处理T5状态后具有良好的综合力学性能。该合金铸件可用于制造承受大载荷的零件，已逐渐广泛应用在航天、航空、核工业等重要领域。

ZL205A合金采用高纯度铝作为原材料，故要求在熔炼过程中严格控制，防止由炉料、坩埚和熔炼工具带入有害杂质元素，铁作为合金中的最为有害元素在熔炼过程中应当极力控制。为了降低杂质铁的含量，实现该合金的优良性能，通常的做法是使用非铁熔炼工具，如石墨坩埚、钛合金工具等。但这些工具价格昂贵，且操作不便。通过对现有的普通铁质坩埚和熔炼工具进行表面防护，防止合金熔炼过程中增铁。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

为了解决合金熔炼过程中使用普通铁质坩埚和熔炼工具极易增铁的问题，本发明所要解决的技术问题在于提供一种防止ZL205A合金熔炼过程中增铁的方法。利用本发明，可满足ZL205A合金熔炼过程中对有害杂质元素铁的控制要求。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种防止ZL205A合金熔炼过程中增铁的方法，该方法包括如下步骤：

(一)涂料的选择和配制

坩埚及熔炼工具的涂料为HGS-1型涂料和铝合金T-1涂料的复合涂料。

HGS-1型涂料购于上海红光金属熔剂厂，由刚玉、二硫化钼等多种耐火材料组成。使用前，先将20％～25％HGS-1型涂料加水调匀。

铝合金T-1涂料的组分及其质量百分含量分别为：氧化锌5.8％、水玻璃4.8％、碳酸钙4.5％、氧化钛3.3％、余量为水，将水玻璃溶解于温度高于60℃的热水中，再把氧化锌和碳酸钙倒入前述水玻璃溶液中，搅拌均匀；

(二)防护层的涂刷

(1)去除坩埚及熔炼工具表面的氧化层；

(2)将坩埚及熔炼工具在电阻炉中预热至120℃～150℃，开始涂刷防护层；

(3)先涂两层HGS-1型涂料，厚度分别为1mm～2mm，第一层干透后再涂第二二层；

(4)第二层干透后，再涂一层铝合金T-1涂料，厚度为0.5mm～1.0mm。

本发明防止ZL205A合金熔炼过程中增铁的方法，由于采取上述工艺措施，实现了ZL205A合金熔炼过程中对有害杂质元素铁的控制要求，合金含铁量控制在0.10％以下，满足了ZL25A合金对有害杂质元素铁的控制要求，合金经热处理，机械性能满足国标要求。表1、表2为ZL205A的化学成分和机械性能；表3、表4为用刷了复合涂料的坩埚和熔炼工具熔炼的ZL205A合金的实测化学成分和机械性能。上述的HGS-1型涂料购于上海红光金属熔剂厂。

表1ZL205A的化学成分(GB/T1173-1995)

表2ZL205A的机械性能(GB/T1173-1995)

合金牌号	热处理	抗拉强度(MPa)	延伸率(％)	硬度(HBS)
					ZL205A	T5	440	7	100

表3实测ZL205A的化学成分

表4实测ZL205A的机械性能(T5)

序号	抗拉强度(MPa)	延伸率(％)	硬度(HBS)
				1	475	7	110
2	485	7.5	121
				3	485	9	124

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

由表1可知，ZL205A合金要求杂质元素铁的含量在0.15％以下。该合金采用高纯度铝作为原材料，故在熔炼过程中要严格控制由坩埚和熔炼工具带入的杂质元素铁。

本发明以下实施例通过对坩埚和熔炼工具的表面防护，达到合金对杂质元素铁的控制，采取如下的工艺步骤：

步骤一、涂料的选择，涂料的配制

1.1涂料选择：铝合金涂料T-1，由于其涂附性能不够好，易堆积，在烘干过程中堆积部位和涂层较厚部位容易开裂脱落，从而难以达到将铁含量控制在很小范围内的目的。HGS-1型涂料的涂附性能较强，烘干后能形成一层致密的涂料层附着在坩埚表面。考虑到该涂料涂层较薄，而ZL205A合金由于中间合金较多导致其熔炼时间相对较长，长期与高温熔体接触可能会影响到涂料的保护性能，最终确定了坩埚及熔炼工具的涂料为HGS-1型涂料和铝合金T-1涂料的复合涂料。

1.2铝合金T-1涂料

铝合金T-1涂料成分如表5所示

表5T-1涂料成分

成分	氧化锌	水玻璃	碳酸钙	氧化钛	热水
						质量百分含量(％)	5.8	4.8	4.5	3.3	余量

1.3配制涂料时，按比例分别称取铝合金T-1涂料的各组分，将水玻璃溶解于温度高于60℃的热水中，把氧化锌和碳酸钙倒入水玻璃溶液中，搅拌均匀；HGS-1型涂料，使用前将20％～25％涂料加水调匀。

步骤二、防护层的涂刷

1.1坩埚及熔炼工具在使用前必须除掉残余的氧化层，再涂防护涂料；

1.2将坩埚及熔炼工具在电阻炉中预热，预热至120℃～150℃，开始涂刷防护层；

1.3先涂两层HGS-1型涂料，厚度分别为1mm～2mm，第一层干透后再涂第二层；

1.4第二层干透后，涂一层T-1涂料，厚度为0.5mm～1.0mm。

下面结合上述实施例具体说明实施本发明的注意事项。

(一)坩埚及熔炼工具在使用前须在450℃～550℃进行预热，并预热到300℃～400℃，烘烤时间不少于1.5h，经涂料后的坩埚使用时间一般不超过24小时；

(二)熔炼工具涂料必须每炉进行一次。

上述的HGS-1型涂料购于上海红光金属熔剂厂。

Claims (1)

1.一种防止ZL205A合金熔炼过程中增铁的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(一)涂料的选择和配制

坩埚及熔炼工具的涂料为HGS-1型涂料和铝合金T-1涂料的复合涂料。

HGS-1型涂料由刚玉、二硫化钼等多种耐火材料组成，使用前先20％～25％HGS-1型涂料加水调匀。

铝合金T-1涂料的组分及其质量百分含量分别为：氧化锌5.8％、水玻璃4.8％、碳酸钙4.5％、氧化钛3.3％、余量为水。涂料配制时，将水玻璃溶解于温度高于60℃的热水中，再把氧化锌和碳酸钙倒入前述水玻璃溶液中，搅拌均匀.

(二)防护层的涂刷

(1)去除坩埚及熔炼工具表面的氧化层；

(2)将坩埚及熔炼工具在电阻炉中预热至120℃～150℃，开始涂刷防护层；

(3)先涂两层HGS-1型涂料，厚度分别为1mm～2mm，第一层干透后再涂第二层；

(4)第二层干透后，再涂一层铝合金T-1涂料，厚度为0.5mm～1.0mm。