李磊-铝：熔炼铸造三个核心问题的再探讨20240423.pdf

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1、S I N C E R E G U I D N C E铝：熔炼铸造三个核心问题的再探讨及新产品介绍中 铝 工 业 服 务 有 限 公 司LUMINUMLIQUIDITY 近年来，各铝加工企业对再生铝的大量使用，一方面推进循环经济的发展，另一方面更为重要的目的是降低企业的原材料成本，但据我们观察各铝企业的熔铸加工成本是不降反升，我们上了很多设备，基本上已经武装到了牙齿了，这里不讨论对错，今天我们从熔炼铸造的机理去解释三个主要参数的重要性以及实现三个主要参数优良性背后的逻辑基础。三个主要参数是什么？熔炼有两个，一个是铝水的纯度，另一个是铝水的纯洁度，铸造上有一个：铸造温度。一、铝水的纯度纯度：是从

2、金属含量角度来说，除了有效金属元素外的其他金属元素统称为杂质金属元素。杂质金属元素的来源铝原料a、电解铝：主要是碱金属，碱土金属。现在原铝中出现钒、硼等杂质元素。b、原铝锭：相对来讲比较稳定。c、废铝（回收铝）：比较复杂。熔化过程带入（操作工具，耐材等）最具有明显的是铁元素。合金化过程中带入这里重点讲一下过渡族元素铁、锰、钛、铬、锆等在液态铝的合金化过程铝：熔炼铸造三个核心问题的再探讨一、铝熔体的合金化机理 相组成图如下：一、铝熔体的合金化机理 合金化元素是溶解于液态铝中而非熔化，（其原理并不比盐溶于水中更复杂）在相组成图中，主要表达了温度和铝、合金化元素之间的相互关系，液态铝是由大小不一的原

3、子集团构成（在此称之为原子团），原子团内原子间仍保持较强的结合能，同时保持着固体的排列特征。原子集团是不稳定的，因各原子团能量不同，是可以分离重组的。原子团的稳定性和尺寸大小与温度有关系，温度越高，尺寸越小，越不稳定，合金化元素并没有确定的形态，它既可以以单质Fe的状态存在，也可以以化合物FeAl3的状态存在，但是不稳定，随温度的升高和下降，会溶解和生成。但浓度一定是从高浓度向低浓度扩散，遵守菲克第一定律。既然是溶解的过程，那么遵守溶解的基本规律（1）在特定温度下的饱和浓度，过渡族元素在铝水中的溶解度较低在铝熔点660时摩尔浓度小于1。（2）溶解速度以上两个“度”都与铝水温度成正比关系。现有的

4、合金化采用的产品是：1、是铝中间合金2、是金属添加剂下面我们主要介绍一下中间合金其在母合金中的溶解过程。铝：熔炼铸造三个核心问题的再探讨二、中间合金的相图和溶解视频 10%的合金相图，其固态组成为铝+FeAl3的初晶相。从图片上我们可以看到中间合金是由初晶相和铝组成的，从视频资料上看，我们可以看到初晶相的溶解过程。业内很多人称中金合金已经形成了合金相，所以中间合金比添加剂对最终产品要好，现在看来是完全缺少依据的。铝：熔炼铸造三个核心问题的再探讨（熔点900）三、金属添加剂的合金化机理 金属添加剂实际上是直接加入的另一种变异形式，将纯金属进行粉末化（颗粒）处理，从而增加单位质量的体表面积来加快元

5、素的溶解速度，其实质就是冰糖和沙糖溶解于水的差异。现在国内外金属添加剂的制造工艺将金属粉末颗粒与纯铝粉颗粒或采用氟铝酸钾或其他盐类作为助熔剂按特定的比例进行机械混合，然后通过高压压制成饼状物，铝粉进入铝液大部分会生成氧化铝，起到还原剂的作用，保证其他金属粉末不被氧化，所以其在铝水中的溶解时间较长，而氟铝酸钾仅仅起到一个助熔的作用，国内做添加剂使用的氟铝酸钾主要是铝钛丝的附产品六氟铝酸钾，国家已上表定为危废，厂家也在积极想办法将六氯变为四氟铝酸钾，至于效果如何这里不作评价。六氟分子量是258，四氟分子量是142.7，是可以化检出来的。纯金属粉末是否可直接添加到铝液中，这里明确的告诉大家是可以的，

6、但为什么没有这样做？首先金属粉末与块状金属存在巨大差异主要有以下几个不同。1、金属粉末在一定目数的情况下是危险品（铁粉、锰粉、钛粉、铝粉等）。2、金属粉末表面越具活性，则氧化越快，所以金属粉末的存放、运输有特定的要求。如何解决粉末的危险性快速氧化的问题，这就是现在国内外的工艺将金属粉末颗粒与纯铝粉颗粒或采用氟铝酸钾或其他盐类作为助熔剂按特定的比例进行机械混合，然后通过高压压制成饼状物，此时已完全没有危险性。经压制后的金属粉末在存放和运输过程中很难被氧化。我公司经过多年的工艺摸索和材料选择，最终推出完全金属粉末型添加剂。下面介绍一下这些新产品：铝：熔炼铸造三个核心问题的再探讨 从左边介绍我们通过