4032合金中使用434复合板废料熔铸工艺研究

发表时间：[2013-03-30]　　作者：张浩然，李海仙，腾志贵，田野　　编辑录入：小钼　　点击数：790

4032合金中使用434复合板废料熔铸工艺研究

张浩然，李海仙，腾志贵，田野

(东北轻合金有限责任公司，黑龙江哈尔滨；150060)

摘要：由于4004重熔料中夹渣及氧化膜较多，而高硅合金生产时没有在线过滤，为了考察使用4004合金重熔料后是否会对4032合金棒材的质量造成负面影响，组织进行了“4032合金中使用434板”的研究。

关键词：4032合金；复合板废料；熔铸工艺

0 前言

随着复合材料市场的发展，434复合板的生产量也在逐年增加，但由于434复合板为4004(皮材)和3003(芯材)两种合金复合而成，且随着434复合板厚度的不同，包覆率也不同，所产生的废料成分比较复杂，其中Si、Mn、Mg元素的含量高低不一，造成了废料使用困难，引起了434复合板废料的积压。

为了缓解434复合板废料的积压，利用4004、3003合金熔点差对复合板废料进行分离试验，具体为将434复合板废料装入特制的金属框内，炉温在660℃保温2h后出炉(此时4004皮材基本熔化，但未达到3003芯材的熔点)，熔化后的4004合金液体放入到箱中，冷却后作为重熔料使用到含Si、Mg的合金中，4004合金重熔料的外形见图1。为了考察使用4004合金重熔料后是否会对4032合金棒材的质量造成负面影响，为此分厂组织进行了“4032合金中使用434复合板废料”的熔铸工艺研究。

1 试验方案

1．1 试验合金及规格

本次试验合金为4032合金，试验规格为φ482mm。

1．2 化学成分

4032合金成分符合表1规定。

1．3 试验内容

1．3．1 配料时的投料结果见表2

1．3．2 熔炼

4032合金均采用煤气炉供电炉液体料方式组织生产，熔炼温度为740～770℃，在熔炼温度范围内取样，炉前化学成分按表1要求控制。

1．3．3 铸造

4032合金铸造时采用箱式除气装置进行在线除气。铸造工艺参数见表3。

2 试验结果与分析

2．1 铸锭表面质量

采用上述两种工艺生产的4032合金铸锭没有拉裂、夹渣、裂纹等表面缺陷，且铸锭表面偏析瘤极小。投料结构的变化对4032合金铸锭的表面质量没有影响。

2．2 低倍检查

断口组织见图2，低倍检查未发现气孔、夹渣等冶金缺陷。说明即使投料结构不同，通过后续熔体净化等手段不会对铸锭质量产生影响，主要原因为以下几点：

2．2．1 熔剂净化

4032合金的生产过程中，在煤气炉熔化软化下榻时、浇包中、搅拌前、取样后均采用1号熔剂进行熔体覆盖，熔炼及铸造过程中使用1号熔剂进行熔体保护，铸造前采用钠盐变质处理，这些工序通过熔剂的浸润、隔离、转移—分离作用，一方面可以将熔体与炉气(空气)隔开，防止炉气(空气)和金属液体接接触，从而减弱了熔体与炉气(空气)作用的物理化学过程的强度。另一方面将非金属夹杂物捕集在熔盐中，并将其中混杂的金属液滴分离开来，起到了除渣的作用。

2．2．2 惰性气体净化

在熔体转注至静置炉前后，通过向熔体中吹入惰性气体氩气进行除气操作，铸造过程采用在线除气，并保证除气箱内气泡均匀、细小、弥散，这些操作不仅有效的起到了除气的作用^[1]，而且熔体中的夹渣由气泡捕捉，较大的夹渣与气泡碰撞被捕捉；较小的夹渣通过气泡径向截面捕捉，然后夹渣随气泡上升至表面形成浮渣，起到了除渣的作用。

2．3 化学成分分析

两种工艺生产的4032合金铸锭半径方向(从中心至边部)取样进行化学成分分析，各元素分析值见表4。