6系铝棒在熔铸生产过程中硅、镁元素的损耗分析

前言

熔铸生产是铝材加工的第一道工序，熔铸产品的质量与挤压型材的质量密切相关。挤压型材的各项性能，除了工艺条件的影响外更需要靠合金成份的稳定及均匀性来保证。金属材料的性能取决于它的组织和结构，组织与结构又是由化学成份、杂质含量、加工方法、热处理工艺决定的，其中化学成份是决定材料性能的基本因素。在6系铝合金中，Si和Mg是主要合金元素，镁硅组成的Mg2Si（β）相是该系合金的主要强化相，这两种合金元素，其中硅元素属于相对难熔元素，合金化的弥散及吸收对熔炼温度和搅拌的要求较高（金属硅的熔点为1414℃，密度2.33 g/cm³），所以为了提高硅的吸收和弥散效果，在熔炼6系铝合金时一般采用加中间硅（102合金）的形式进行合金化操作。镁元素由于其熔点低密度轻（金属镁密度：1.738 g/cm³；金属镁熔点：650 ℃），属于易烧损合金，而在熔炼6系列合金的过程中一般采用加高纯镁锭的方式进行合金化操作。该两种合金元素在熔炼合金化过程中均存在一定的不稳定因素，因此，研究该系合金在熔铸过程中硅镁的变化，对精确控制6系合金中的硅镁含量具有重要的意义。目前论述铝合金熔炼过程中镁烧损的文献有一些介绍，但是论述6系列合金在熔铸过程中硅镁元素的量化损耗，介绍的文献较少。本文在生产实践的基础上，总结了几种不同硅镁含量的6系列合金，在熔铸生产各环节硅和镁元素的损耗情况，并提出相应的控制方法。

1 试验方法

1.1 工艺流程简介：

采用以下工艺流程进行合金铝棒的生产：投料→熔化→控温→扒渣→合金化→精炼→加覆盖剂→静置→铸造（深井热顶铸造）。合金化工序加入的硅为中间硅合金，加入的镁为高纯镁锭。整个熔铸生产过程中，重点验证精炼、静置和铸造前、后期硅镁含量的变化。

1.2 取样要求：

1）取样次序要求：每炉次分别在以下四个环节取样：

①精炼前在炉内取样作分析；
②精炼后在炉内取样作分析；
③铸造1米时在流槽处取样作分析；
④铸造8米时在流槽处取样作分析。

2）炉内取样要求：采用特制的样勺在炉膛的中间勺取铝液，倒入样模制成试样，要求每批次取两块试样；取样温度控制在720-750℃。

3）流槽取样要求：采用特制的样勺在流槽勺取铝液，倒入样模制成试样，要求每批次取两块试样。

1.3 检测手段：