6系鋁棒在熔鑄生產過程中硅、鎂元素的損耗分析

前言

熔鑄生產是鋁材加工的第一道工序，熔鑄產品的質量與擠壓型材的質量密切相關。擠壓型材的各項性能，除了工藝條件的影響外更需要靠合金成份的穩定及均勻性來保證。金屬材料的性能取決于它的組織和結構，組織與結構又是由化學成份、雜質含量、加工方法、熱處理工藝決定的，其中化學成份是決定材料性能的基本因素。在6系鋁合金中，Si和Mg是主要合金元素，鎂硅組成的Mg2Si（β）相是該系合金的主要強化相，這兩種合金元素，其中硅元素屬于相對難熔元素，合金化的彌散及吸收對熔煉溫度和攪拌的要求較高（金屬硅的熔點為1414℃，密度2.33 g/cm³），所以為了提高硅的吸收和彌散效果，在熔煉6系鋁合金時一般采用加中間硅（102合金）的形式進行合金化操作。鎂元素由于其熔點低密度輕（金屬鎂密度：1.738 g/cm³；金屬鎂熔點：650 ℃），屬于易燒損合金，而在熔煉6系列合金的過程中一般采用加高純鎂錠的方式進行合金化操作。該兩種合金元素在熔煉合金化過程中均存在一定的不穩定因素，因此，研究該系合金在熔鑄過程中硅鎂的變化，對精確控制6系合金中的硅鎂含量具有重要的意義。目前論述鋁合金熔煉過程中鎂燒損的文獻有一些介紹，但是論述6系列合金在熔鑄過程中硅鎂元素的量化損耗，介紹的文獻較少。本文在生產實踐的基礎上，總結了幾種不同硅鎂含量的6系列合金，在熔鑄生產各環節硅和鎂元素的損耗情況，并提出相應的控制方法。

1 試驗方法

1.1 工藝流程簡介：

采用以下工藝流程進行合金鋁棒的生產：投料→熔化→控溫→扒渣→合金化→精煉→加覆蓋劑→靜置→鑄造（深井熱頂鑄造）。合金化工序加入的硅為中間硅合金，加入的鎂為高純鎂錠。整個熔鑄生產過程中，重點驗證精煉、靜置和鑄造前、后期硅鎂含量的變化。

1.2 取樣要求：

1）取樣次序要求：每爐次分別在以下四個環節取樣：

①精煉前在爐內取樣作分析；
②精煉后在爐內取樣作分析；
③鑄造1米時在流槽處取樣作分析；
④鑄造8米時在流槽處取樣作分析。

2）爐內取樣要求：采用特制的樣勺在爐膛的中間勺取鋁液，倒入樣模制成試樣，要求每批次取兩塊試樣；取樣溫度控制在720-750℃。

3）流槽取樣要求：采用特制的樣勺在流槽勺取鋁液，倒入樣模制成試樣，要求每批次取兩塊試樣。

1.3 檢測手段：