反射爐生產ALSI20鋁中間合金鑄造缺陷成因及對策

邵育紅

（中孚鋁合金公司，河南 鞏義 451200）

河南中孚鋁合金有限公司是河南中孚的子公司，根據集團公司發展需要和市場需求，公司自2015年開始，開發了 ALSI20、ALFe20、ALCu50、ALZn20、ALZr5、ALB3、等不同牌號的鋁中間合金，經過開發、改善、公司內部試用、投放市場客戶試用，然后再改善歷經2年多的努力，已經在市場上擁有了高端鋁深加工的固定客戶群。尤其是公司生產的ALSI20中間合金，微量元素的質量百分比控制、表面質量、內部斷口組織等各項質量技術指標均已達到行業領先水平，已經供應湖北、江蘇、山東等地的高端產品的鋁深加工、汽車行業的廠家，深受大家的歡迎。在開發過程中，曾經出現斷口組織有部分硅晶體粗大，氧化皮夾入，表面出現熱裂紋、成品大小不一1 造成報廢回爐，成品率低，員工勞動強度大，生產成本高等。下面對ALSI20鋁中間合金缺陷產生的原因進行淺析，并找出對策。

1 金相組織有黑色的雜質和黑色的孔洞

產生的原因主要是有未熔的金屬硅，是鋁深加工行業的致命缺陷，這種未熔的金屬硅在下游產品熔鑄過程中由于溫度的原因不能充分熔化，合金化不充分，合金配比不足，將導致下游產品夾渣，裂紋、孔洞，哏傷軋棍，生產成本增加。

正常的ALSI20將斷面剖開進行金相拋光后，顏色光亮，內部組織細膩光滑；若有未熔的金屬硅，斷面組織有黑色的孔洞。

（1）將金屬硅分批次加入。根據裝爐量和金屬硅的實收率計算出金屬硅的添加量，然后，稱量添加量的2/3，放在爐邊預熱，在電解鋁液加入前的10min均勻加入爐內，用大耙徹底攪拌，尤其是爐底的金屬硅，務必翻起來，使金屬硅和鋁液充分混合，以防金屬硅沉在爐底，造成焦硅，焦硅顆粒在后續生產中混入鋁液中鑄造成錠，造成此種缺陷。

（2）一次升溫至850~90℃，每隔30 min攪拌一次，期間根據加入的原鋁量，計算出需要加入的金屬硅的實際值，然后減去第一次加入值，在一次升溫至90 min，二次加硅，攪拌10 min，縱到邊，橫到底，二次升溫，隔30 min攪拌一次，升溫至850℃時，關至中火，燜 30~40 min。

圖1 正常的金相組織 異常金相

2 成品表面有黑色的氧化皮

產生的原因在鑄造過程中氧化皮夾入。此缺陷將導致下游產品在熔鑄過程中渣滓多，生產成本增加。

應對措施：在鋁液從爐內經過流槽進入分流器前，增加1個小小的蓄鋁池，使鋁液在此得以緩沖，減少鋁液的沖力，把氧化皮沉淀下來，這樣在鑄造過程中就不至于澆筑到成品錠中了。

3 斷口組織晶粒粗大

產生的原因是鑄造溫度、速度不匹配。此晶粒粗大有“遺傳”效應，可使下游產品的表面劃傷、晶粒粗大、力學性能降低等。

圖2 成品錠表面有黑色的氧化皮 分流器前增加蓄鋁池 表面黑色氧化皮消失

圖3 斷口處硅晶體粗大 斷口組織細密

圖4

（1）錠模除濕。鑄造前先烘烤錠模約60~90分，然后烘烤分流盤40分。根據季節溫度適當調整，夏季烘烤時間減短。

（2）鑄造速度和溫度相匹配，爐內溫度820~830℃，流槽溫度790~810℃，根據季節溫度進行調整，鑄造速度用分流盤的轉速來確定，設置在13.5~15 Hz。

4 表面縮孔

表面縮孔產生的原因冷卻速度與鑄造溫度、速度不匹配，影響產品外觀質量。應對措施：錠的厚度控制在35~40mm。由于水冷設施存在著漏水造成爆炸的安全隱患，另外采用水冷冒出的蒸汽容易造成的環保檢測器報警，公司水冷設施沒有使用，就通過調整分流器的流量和轉速控制成品厚度，解決了冷卻問題，從而解決了斷口組織的問題。