QJ 1182A-2005 铸造铝合金熔炼.pdf
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1、Q.J 中华人民共和国航天行业标准FL 0180 铸造铝合金熔炼Smelting of aluminium casting alloys 2005一04-11发布国防科学技术工业委员会发布QJ 1182A一-2005代替QJ门82一19872005一07-01实施060508000092 目。昌本标准代替Q1门82一1987铸造铝合金熔炼规范。本标准与Q11182-1987相比有以下变化:a) 增加了ZL205A合金熔炼工艺:b) 增加了高纯度氮气、氧气精炼除气工艺:c) 增加了中间合金的检验要求;d) 删除了以硝酸锅加石墨为主要组元的除气剂的除气工艺:e) 删除晨光二号CGRT-2变质工艺。
2、本标准由中国航天科技集团公司提出。本标准由中国航天标准化研究所归口。本标准起草单位:中国航天科技集团公司第一研究院二一一厂。本标准主要起草人:张建兵、吴光然、邬京利、肖文丰、田堂振。本标准于1987年5月首次发布,本次为第一次修订。Q11182A一-2005QJ 1182A一-2005铸造铝合金熔炼1 范围本标准规定了铸造铝合金熔炼用设备与熔炼工具、材料的准备、中间合金的配制与检验、工作合金的配制、合金的除气处理与精炼处理、工作合金的变质处理与孕育处理、合金质量的炉前控制及技术安全等要求。本标准适用于航天产品用铸造铝合金的熔炼。其他产品用铸造铝合金的熔炼可参照使用。2 规范性引用文件下列文件中
3、的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包含勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GB/T 467 阴极铜GB/T 470 铮链GB/丁门96重熔用铝绽GB 2524 海绵铁GB 2774 金属锤GB 2881 工业硅GB 32门金属锚GB/T 3494 氧化铮GB/丁3499重熔用镇链GB/T 4153 混合稀土金属GB/T 4209 工业硅酸纳GB/T 4291 冰晶石GB/T 4293 氟化铀GB/T 4842 纯氧气GB 54
4、61 食用盐GB/丁6516电解镰GB/T 7118 工业氯化锦GB/丁8644重熔用精铝链GB/T 8733 铸造铝合金链GB 8735 铝中间合金链GB/T 8979 纯氮气GB 15342 滑石粉HB 5371 铝基中间合金链QJ 169 铝合金铸件技术条件QJ I 182A-2005 YB/T 051 电解金属锺YB厅521氟化钙YS 72 铺链HG/T 3252 工业氟硅酸铀HG/T 3261 工业六氯乙烧3 熔炼设备与熔炼工具3.1 熔炼设备的选用合金一般应在电阻增揭炉或感应炉中熔炼。铝模系合金不宜在感应炉中熔炼。3.2 增塌、熔炼工具的准备3.2.1 增塌一般应采用铸铁增塌或铸钢
5、(钢板焊接)增塌。3.2.2 增塌、熔炼工具使用前应将残余的金属、氧化皮、变质剂等污物清除干净,并在120C250C 下加热后喷涂防护涂料。搪衬的保温增塌可不喷涂防护涂料。铝镜系合金的熔炼工具使用前应在光卤石等熔剂中清洗干净。对于杂质元素要求严格的铸造铝合金,如ZL门4A、ZL205A,推荐使用铁合金制作的撇渣勺、搅拌勺和钟罩等工具。3.2.3 当生产质量要求较高的产品时,搪衬的保温增塌使用次数一般不超过20次。3.2.4 防护涂料中所用固体组元配制前应破碎,经400目以上的筛过筛后混合均匀。使用时,将水玻璃倒人90.C100.C的热水中充分搅拌,加入固体组元后搅拌均匀,冷却备用。常用涂料成分
6、应符合表l的规定。配制好的涂料停放时间应不超过胁。超过三个月没有使用的磨碎机,再次使用前应使用废旧涂料对磨碎机进行清洁后,方可使用。表l常用涂料成分配比序成分(重量百分比)% 号滑石粉氧化钵水玻璃自主粉7j( 25 2.5 25 2 15 气一余量3 39 10 2.5 一4 一3 25 3.2.5 喷涂好涂料的地塌、熔炼工具等使用前应充分预热。士甘塌应在500C600.C预热,保温时间2h以上:熔炼工具应在200.C400C预热,保温时间2h以上。使用感应炉熔炼合金时,增垠可不预热,但感应炉中使用搪衬增塌时,搪衬增塌一般应预热、烘干。3.2.6保温用的钢板焊接增塌,内表面应采用耐火材料制作的
7、搪衬。耐火材料成分的配比应符合表2的规定。增塌底部搪衬厚度为12mm20mm,四周搪衬厚度为8mm10mm。士甘揭自然干燥12h1仙,在100.C300.C下再干燥2h元,再加热到750.C850C保温lh2h后,将720C左右的铝合金液倒人带塌中并保温3h4h洗塌,士甘桐清理干净后待用。增塌的搪衬不允许有裂纹和剥落现象。., QJ I I 82A-2005 45 表2搪衬用耐火材料成分的配比成分(重量百分比)% 石英砂| 耐火土35 I 20 、eh,nHH 町,啊一另Y卢(一量一适耐火熟粘土4 材料4.1 配制铸造铝合金所用的主要材料应符合表3的规定。表3配制铸造铝合金常用主要材料序名称技
8、术标准牌号主要用途号重熔用铝链GBIT 1196 A199.7 配制一般铸造铝合金2 重熔用精铝链GBIT 8644 A199.95 配制各种优质铸造铝合金3 工业硅GB 2881 Si-2 配制铝硅中间合金GB 8735 AISi12 配制一般含硅铸造铝合金4 铝硅中间合金链HB 5371 AISi12A 配制铝硅系优质合金5 铸造铝合金使GB/T 8733 相关牌号熔制各种铸造铝合金6 重熔用镜链GB厅3499Mg99.80 配制含镜铸造铝合金7 金属锤GB 2774 如1n96配制铝懂中间合金8 电解金属锺YBIT 051 DJMn99.5 9 阴极铜GB/T 467 Cu-CATH-2
9、 配制铝锅中间合金10 电解镇GBIT 6516 Ni9920 配制铝镇中间合金11 铐链GB/T 470 Zn99.95 配制含铮合金12 金属络GB 3211 JCr99.5-B 配制铝锚中间合金海绵铁GB 2524 MHTi-4 配制铝铁中间合金14 混合稀土金属GB/T 4153 RECe-45 变质剂锚镀中间合金配制含镀合金15 GB 8735 AIBe3 r 16 铺链YS 72 Cd99.96 配制ZL205A合金17 铝钗合金一一配$JZL205A合金18 铝铿、中间合金Sr: 34 变质剂4.2 配制铸造铝合金所用的辅助材料应符合表4的规定。,、J QJ J J 82A-20
10、05 表4配制铸造铝合金常用辅助材料序名称技术标准材料牌号或主要技术要求主要用途号盐酸不溶物:2% 白噩粉碳酸钙十碳酸模:95% 一粒度200吕筛分物:主三3%水分:主主2%配制士甘塌、熔化工具等使用2 氧化铸GB厅3494ZnO-T2 的涂料3 、滑石粉GB 15342 一等品4 工业硅酸纳GB/T 4209 液-5(优等品、一等品3 工业六氯乙烧HGIT 3261 一6 纯氧气GB厅4842Ar注99.99%铝合金除气剂7 纯氮气GB汀8979N299.95% 8 光卤石辽沈QIHG1-021 一配制铝镜合金精炼剂9 氟化钙YBIT 521 10 顿溶刑辽沈QIHG1-021 铝模合金精炼
11、剂、覆盖剂11 工业氟硅酸铀HG厅3252一六氯乙烧除气用载体材料12 食用盐GB 5461 精制盐13 氟化铀GBIT 4293 一、二级配制铝硅合金变质剂14 工业氯化挥GBIT 7118 优级15 氟错酸饵沪QIHG22-697 氟错酸铮:98% 配制变质剂、孕育剂16 氟棚酸饵一配制孕育剂或配制铝钦棚中17 氟钦酸饵京QIH10-1894 间合金冰晶石一、二级配制铝铁中间合金或配制铝18 GB/T 4291 合金变质剂二氧化铁配制铝铁中间合金或铝合金19 除气载体材料5 中间合金5.1 中间合金的配制5. 1.1 中间合金配制的工艺参数见表504 QJ 1182A一-2005表5中间合
12、金的配制工艺参数组元加入量工艺参数名称组元尺寸(参考组元加入温度浇注温度% 1m C 760780 (电阻增塌炉铝硅中间合金硅;12 10-30 (单边)670-680 (电阻地塌炉720750 850950 (感应炉)铝铜中间合金铜;50 长度:不大于100宽度:不大于100800850 700-750 铝锺中间合金镜;10 长度;10-15 宽度;10-15 900-1000 850-900 铝钦中间合金钦;4 海绵钦;5-30 (单边)二氧化铁粉末1000-1200 950-1000 铝镇中间合金镇;10 长度:不大于100宽度:不大子160850-950 750-800 铝络中间合金锋
13、:2.5 颗粒状1200-1300 900-910 铝稀土中间合金稀土:10 700-720 800-880 铝德中间合金智、;3.5 725-735 700-730 铝镀中间合金镀;3.5 5-10 (单边)1000-1100 750-800 5.1.2 配制铝硅、铝铜、铝锤、铝镇、铝稀土、铝锚中间合金时,先将铝链熔化,加热至表5中规定的组元加人温度,分批加人组元,用预先经过充分烘干处理的石墨棒搅拌均匀,除渣后进行除气处理,按表5的规定浇注。5.1.3 配制铝硅、铝铜、铝锺中间合金,也可按下列方法进行:a) 配制铝硅中间合金:先将占铝链总量75%的铝链与工业硅同时装入增塌中,加热至750CC
14、780oC 并保温,待硅全部熔解后再加入剩余的铝链,全部熔化后进行除气处理,搅拌5min6mjn,按表5的规定边搅拌边浇注。b)配制铝铜中间合金:先将占铝链总量75%的铝链与铜同时装人士甘塌中,加热至800C左右并保温。待铜全部熔解后再加入剩余的铝链,全部熔化后进行除气处理,搅拌5mjn6min,按表5的规定边搅拌边浇注。c) 配制铝锤中间合金:将占铝链总量不少于25%的铝链装人士甘塌中,加热到表5规定的加人温度.分批加入电解锤,待锤熔解后搅拌5min6mjn,加人剩余的铝链,全部熔化后进行除气处理,按表5的规定边搅拌边浇注。5.1.4 配制铝铁中间合金,可按下列任一方法进行:a) 熔合法:使
15、用感应炉熔炼时,将占铝链重量75%的铝链装入增塌中,加热至1OOOC 1200C ,然后将预热至150C200C、保温州的海绵铁碎块全部加人铝攘中(也可分批加人)。选择适、QJ 1182A一-2005宜的感应炉输出功率,利用感应炉电磁搅拌工作特性,使海绵铁迅速熔解。当熔池中有比较完整的氧化膜形成时(表明铁己完全熔解),加人预热的剩余铝链,使之熔化,除渣。调整合金液温度,按表5的规定边搅拌边浇注。b) 铝热置换法:炉料由铝链、占铝链重量15%的二氧化铁和占铝键重量15%的冰品粉组成。熔炼前先将二氧化铁与冰晶粉混合均匀,在200.C.300C烘烤2h.物,待用。铝键熔化后,将占炉料总重量3%.5%
16、的冰晶石粉(另加覆盖液面,将铝液加热至1OOO.C .1200.C,扒去覆盖剂,将二氧化铁与冰晶粉的混合物分批加人铝液中,搅拌。当二氧化铁与冰晶粉混合物全部加完后,按表5的规定挡渣浇注。此方法多适用于地坑炉。铝铁中间合金可进行重熔处理,重熔时浇注温度为850.C.900C。5.1.5 中间合金的除气处理一般按6.2进行。三1.6每炉中间合金一般应在浇注初期、中期与后期分别取样,分析主要组元及含铁量。同炉中间合金组元含量、成分百分数极差及允许含铁量应符合表6的规定。除铝硅外,中间合金料块一般不大于(80X80X25) mm。表6同炉中间合金组元含量、成分百分数极差及允许含铁量名称组元含量范围试样
17、成分百分数极差% % 铝一硅硅:10.513.5 硅:2.0 铝一铜铜:4852 铜:2.0 铝一锤锤:911 锤:1.0 铝一镰镇:91 镶:1.0 铝一钦钦:35 铁:0.5 铝一稀土稀土:91 稀土:0.7 铝一错锋:23 铭:0.5 铝一银镖、:3-4 智、:0.2 铝一镀镀:3-4 镀:0.2 注1:每炉中间合金的化学成分,按所浇试样(每炉至少两个)的平均值计算。注2:在配制工作合金时.铝硅、铝铜中间合金用量较多.故规定了含铁量。5.2 中间合金的检验王.2.1外购中间合金链的检验按GB8735的相关规定执行。5.2.2 自制中间合金链的检验应符合下列要求:a) 自制中间合金链的尺寸
18、、形状及表面质量应符合GB8735的规定:b) 试样的化学成分应符合表6的规定,每炉中间合金的取样数量不少于两件:c) 试样成分百分数极差应符合表6的规定:d) 必要时,应对中间合金链进行断口检验,检验数量和验收标准由供需双方协商:e) 在满足产品质量要求的前提下,中间合金链的验收标准允许由供需双方协商。6 工作合金6.1 工作含金的配制Fe % 三二0.3运0.56. 1. t 配制工作合金采用金属镜、中间合金及回炉料,也可采用各种牌号的预制合金链。6 QJ 1182A-2005 6.1.2 回炉料按质量情况分为三级:一一一级为不因化学成分不合格而报废的铸件、大冒口等:一一二级为切除过滤网部
19、分的浇注系统:一一三级为金属溅屑、碎小废料、增塌底料及含过滤网部分的浇注系统等。一、二级回炉料应进行重熔,浇注铸链。分析化学成分,合格后方可使用。已知化学成分的一级回炉料可直接用于配料。6.1.3 按QJ169要求的I类铸件,只允许使用一级回炉料;II、III类铸件允许使用一、二级回炉料:三级回炉料不允许用于航天产品的生产。一级回炉料用量一般应不超过炉料重量的65%;二级回炉料一般应不超过炉料重量的35%;II类铸件回炉料用量应不超过炉料总量的70%。6.1.4 装料前,炉料应吹砂或用其它方法去除炉料表面上的锈迹、泥沙等污物,在350.C450.C保温2h以上。镜、铸、稀土等金属炉料允许在炉旁
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