熔鋁石墨坩堝一般問題解釋

時間：2013-08-29作者：大城縣津大坩堝廠瀏覽：497

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，其中坩堝爐應用比較廣泛，因為它設備簡單，投資少，操作技術容易掌握，很適合中小型企業(yè)的使用。 
坩堝爐分為焦炭坩堝爐，燃油和燃氣坩堝爐。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　坩堝的分類和要求 
2.1坩堝的分類 
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、焦油或瀝清等原料靜壓成形）。 
2.2 坩堝材料要求 
坩堝材料要求應滿足下列要求： 
①耐火度高； 
②有足夠的強度； 
③與所熔金屬不起化學反應； 
④有良好的導熱性； 
⑤高溫下化學穩(wěn)定性好； 
⑥膨脹系數(shù)??；能承受溫度急劇變化而不致至變形和破裂； 
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坩堝雖然價格較貴，但是使用壽命長，因此近年來其應用也越來越廣泛。 
在鋁合金中鐵是有害雜質(zhì)，通常來自爐料、坩堝及熔煉工具，它熔于鋁熔體中，影響了熔體質(zhì)量。在熔煉過程中，鐵質(zhì)坩堝及工具中的鐵元素會不斷溶入鋁熔體中、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)過處理的鐵質(zhì)坩堝及工具。 ②熔煉高強鋁合金或熔點較高的鋁合金，則選用石墨質(zhì)坩堝和工具。 ③當熔煉爐料量不太大，坩堝不需吊起澆注時，常選用石墨坩堝。 
3.2坩堝的選用實例 
3.2.1熔煉鋁一硅類合金 
鐵對A1-Si類合金危害很大。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α（Al）晶粒，較大地削弱了基體強度，損害了合金的機械性能（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類合金時較好選用石墨質(zhì)坩堝或SiC坩堝。 
3.2.2 熔煉鋁－銅類合金 
這類合金對鐵特別敏感。且合金的熔點較高，故較好不用鐵質(zhì)坩堝而用石墨坩堝。 
3.2.3　熔煉鋁－鎂類合金 
硅、鐵對這類合金的機械性能影響較大，如用石墨質(zhì)坩堝或粘土坩堝時，其中的SiＯ２與合金液將會發(fā)生下列反應： ３SiＯ２＋４Ａl３Ｓi+2Al2O3 (1) 
SiＯ２+2Mg→Si+2MgO (2) 反應中得到硅元素隨后進入熔液，大大提高了合金液中的硅含量，而這類合金中的硅含量上限為0.3%，故熔煉Ａl-Mg類合金只能采用鑄鐵或鑄鋼坩堝。但坩堝在使用前**經(jīng)過必要的處理。 
3.2.4　熔煉鋁－鋅類合金 
對這類合金進行熔煉，可用經(jīng)過處理的鐵質(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：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，對鐵質(zhì)坩堝和工具進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）、粘結劑（水玻璃、硅溶膠等)、調(diào)合劑（水）組成。對工件進行涂覆就是將填充劑和粘結劑混合后，均勻地涂在工件表面，這種涂層致密，在加熱時填充劑發(fā)生分解得到的硬殼層都能使涂層起到保護工件的目的。例如當用白堊粉作填充劑時，白堊粉在高溫時發(fā)生分解反應： CaCO3 --加熱--------→CaO+CO2 ↑ 〉500℃ MgCO3 --加熱--------→ MgO+CO2 ↑ 〉300℃ 　反應產(chǎn)物ＣaO和MgO致密地粘在工具表面，起到了良好的保護作用。 


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