爱华网本书系统地介绍了铝及铝合金的基本知识，铝合金的分类，熔炼用金属与非金属材料，合金液的吸气，氧化与排除方法，熔炼与铸造工艺及设备，质量的控制与缺陷的防止，环境和劳动保护等内容。
作者：罗启全编著ISBN：10位[7535930492]13位[9787535930491]
出版社：广东科技出版社
出版日期：2002-9-1
定价：￥38.00元
铝合金熔炼与铸造_铝合金熔炼与铸造 -内容提要
并配有插图。
本书为国内迄今一本比较系统、详尽介绍有关铝合金熔炼与铸造工艺技术的专著，适合铝合金铸件和铝材、铝制品生产厂家从事铝合金熔炼与铸造的有关人员和学校、科研单位等有关人员阅读参考。
铝合金熔炼与铸造_铝合金熔炼与铸造 -编辑推荐
本书系统地介绍了铝及铝合金的基本知识，铝合金的分类，熔炼用金属与非金属材料，合金液的吸气，氧化与排除方法，熔炼与铸造工艺及设备，质量的控制与缺陷的防止，环境和劳动保护等内容。并配有插图。
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铝合金熔炼与铸造_铝合金熔炼与铸造 -目录
绪论
一、铝合金在国防和国民经济中的地位和作用
二、我国铝合金熔与铸造现状
三、铸造铝合金和变形铝合金的发展趋势
第一章概述
第一节铝及铝合金的基本知识
第二节铝合金熔炼与铸造的任务和目的
第二章铝合金液的吸气、氧化及夹杂物
第一节铝合金液体的吸气与气体缺陷的形成
第二节铝合金液体的氧化
第三节夹杂物的形成、特点及危害
第三章铝合金的熔炼
第一节熔炼用金属材料
第二节熔炼用辅助材料
第三节熔练、保温用设备、工具
第四节熔炼工艺及操作
第五节铝合金的熔炼工艺
第四章铝合金液的精炼净化
第一节精练的目的和要求
第二节铝合金液体的精炼净化
第五章铝合金晶粒的细化
第一节影响金属或金晶粒度的几个因素
第二节铝硅合金的变质处理
第三节铝合金的变质处理和孕育处理
第六章铝合金液质量检测和铸造性能与缺陷
第一节铝合金液质量的评价测量方法
第二节熔液质量与铸造性能、铸造缺陷
第七章铝及铝合金的铸造
第一节铸造铝合金的铸造
第二节变形铝合金的铸造
第八章铝合金的热处理和表面处理
第一节铝合金热处理的目的和方法
第二节表面处理
第九章铸造质量与铸造缺陷的控制
第一节铸造质量控制
第二节液态金属充型过程的控制和浇注系统、胃口、冷铁的设计
第十章环境保护及其对策
第一节我国铸造业环境和劳动保护的现状
第二节铸造行业的环境和劳动保护
后语
参考文献
附表
铝合金熔炼与铸造_铝合金熔炼与铸造 -书摘
书摘
二、气孔的形状、特征及其危害
在铸件、型材或制品上产生的气孑L缺陷，根据产生的原因分为气孔和微收缩。气孔是因为铝合金吸收的气体在铸件(铸锭)凝固时放出，从外表看，多带圆形，并且表面光滑；而微收缩则是伴随着合金在浇注后的凝固收缩而发生的，往往成尖形。根据气孔的形状大小和分布特点，可把其分为针孔、皮下气孔、集中性大气孔3类。
1．针孔
按其大小和分布情况，可分为点状针孔、网状针孔、混合性针孔3种。
1)点状针孔。用放大镜看，外形呈圆点状，轮廓清晰、内壁光滑，可测得其直径和数出单位面积上的个数。这种针孔是从合金液内析出的气泡所形成。
2)网状针孔。每个针孔几乎都连接起来，从大面看，呈密集的网状、无法数出单位面积上的孔数和测量其直径。是准固相温度范围宽的合金在冷却速度很慢时，堵塞封闭在枝晶间隙间的气体不能扩散聚集长大而形成的。
3)混合性针孔。其大小和形状介于前两种气孔之间，用放大镜看，其形状不呈圆点状，而像蜂窝状，有密集区也有稀疏区。
针孔使合金的机械性能和耐蚀性能大大下降，阳极氧化性能和气密性也受到影响，甚至使产品(如3为0．06mm的铝箔等)报废。
2．皮下气孔
顾名思义，这是产生在铸件或铸锭表皮底下的一种气孔，其孔内表面光滑，多为铝合金液与湿型砂(潮模)或涂有过厚涂料的钢模发生化学反应而产生。这种气孔虽对铸件的机械性能、耐蚀性等没有影响，但影响外观和尺寸。
3．集中性大气孔
集中性大气孔的特点是内壁光滑、比较深，多发生在壁厚肥大或靠近补缩冒口处，这是由于这些部位后凝固冷却，铸件内的气体受压力影响，向这些部位集中的原因。这种气孔使铸件报废。
微收缩则使合金的机械性能、耐蚀性能，气密性下降，导致铸件或型材的报废。
气孔和微收缩的产生与合金液的含气量和合金液的凝固速度有关。合金液中含气量越多，则铸件(铸锭)中产生气孔和微收缩也越多；合金液凝固时的冷却速度越快(如在金属型中自由铸造、压铸、熔液锻造等)，因固溶人合金中的气体量多或在压力下凝固就越不容易产生气孔和微收缩。反之，凝固时的冷却速度慢(如在砂型或石膏型中自由铸造)，则即使合金液中含气量很少，也会产生气孔和微收缩。
三、氢在铝合金液中的扩散和析出
铝合金液吸人的氢，如在合金液面上方的水汽压力下降时(如在真空中)则会从铝合金液内析出。但由于铝合金液内都存在着氧化夹杂，它有强烈的吸附氢气和水汽的作用，总是成为形成气泡的核心，再加上合金液中一些合金元素，如s、Mg等都使氢的扩散逃逸速度下降，这样就减缓或阻滞了气泡的扩散和析出，为了增加氢的扩散能力和速度，使合金液所吸收的氢能够析出，特别是对一些要求气孔很严格的产品(如超薄铝箔、薄板等)，世界各国根据上述原理，采取了很多除氢措施，如真空去气(把铝合金液放置在真空中，然后抽真空，即使外压变小)、机械电磁搅拌(使熔池里的铝合金液上下对流或翻动)、冷凝处理(通过熔池表面和炉壁的冷却使合金液产生对流)以及熔剂熔化法(即在铝合金液表面撤上一层能溶解或松散氧化膜的熔剂，使氧化膜不致阻挡氢气泡的逸出)等办法，尽量使气体逸出，减少气孔缺陷的形成。
另外，合金液的粘度大小，表面张力大小、浇铸温度的高低都直接影响着氢在合金液中的扩散和析出，表面张力越大，则气泡越不容易脱离氧化夹杂物的吸附表面。
四、气孔的形成机理
在铸造中，用同一铝合金液分别在凝固速度快的金属模、压铸和薄壁铸件中凝固，在凝固速度慢的石膏型、砂型和厚壁铸件中凝固，结果是前者很少有或没有针孔等气孔缺陷，而后者却有针孔等气孔缺陷。还有，为什么在压力铸造、差压铸造和熔液锻造条件下，不管合金液含气量多少，也能获得没有气孔或很少气孔的合格铸件?通过这些事实，我们可以认为：
1)合金液的含气量只为最终在铝铸件或铝型材、铝制品中形成气孔提供了可能条件，并不一定合金液吸人了气体就会在铸件或型材、制品上出现气孑乙缺陷。
2)合金液浇注后能否在铸件或型材、制品上形成气孔，以及所形成的气孔的大小、形状取决于前述的凝固速度，其次才是作用在浇人铸型后的铝合金液的周围的外界压力。
3)在快速冷却凝固和加压凝固条件下，合金所固溶的气体量大大增加，并使部分超过固溶极限的气体来不及在结晶界面上析出并形成气孔。
4)在慢速冷却凝固和无外压的冷却凝固条件下，合金所固溶的气体量则大大减少。随着温度的下降，固相的增加，这些未固溶的氢等气体，便扩散到最后未凝固的部位的铝合金液中，使该部位的氢等气体的浓度增大，当此部位的补缩通道又被凝结时，便形成了气泡，如气泡内压P内远大于气泡外压P外，则形成内部比较光滑的球状气孔；如气泡内压P内稍大于气泡外压P外时，则形成形状不规则、表面不光滑的近似于缩孔的孔，即前面讲的微收缩。如补缩通道未凝结，气泡内压P内远大于气泡外压P外(包括液体上的气体压力、合金液的静压力及表面张力引起的附加压力)的气泡便会冲破氧化膜而逸人大气，且大的气泡先逸出。
第二节铝合金液的氧化
绝大多数有色金属都有在固态和液态下发生氧化的特性，铝及铝合金也不例外。研究铝合金在固态和液态的氧化，对于减少合金的氧化和合金元素的损失，防止氧化夹杂缺陷的产生有着重要的意义。
一、金属的氧化特性
铝及铝合金与氧反应后所生成的氧化物的存在形式，分为溶于合金液中的和不溶于合金液中的两种。按常用合金元素与氧的亲和力的大小，可依次排列为
Be―Li―Mg―Na―Ca一Al―Ce―Ti―Si―Mn―Cr―Zn―Fe―Ni―Cu
我们可按此次序，看看它们与AI反应生成氧化物的情况。其中Al以下的与氧亲和力比Al小的元素，在铝合金液中为非表面活性元素，形成复杂的氧化物，其组织致密，对铝合金液起屏蔽保护作用，可防止铝合金液的再氧化和吸气，所以AI―Si系、Al―Cu系、A1一Zn系合金可以在不加覆盖剂的大气中熔化。但在Al之前与氧的亲和力比Al大的元素，如Be、Mg、Na、Ca等元素，则在铝合金液中是表面活性元素，它们与高温的炉气接触时，在Al之前先被氧化，所形成的氧化膜组织疏松，对铝合金液无屏蔽保护作用，所以，AI―Mg系合金就一定要在覆盖剂保护下，才能在大气中熔炼。只有Be的氧化膜是例外，它可充填MgO氧化膜的疏松间隙，使其致密起保护铝合金液的作用。这些氧化膜都属于不溶于合金液的一类。而熔化紫铜时，铜液与炉气接触，能发生下述反应：
4Cu+O2=2Cu2O(2―12)
生成的氧化亚铜(Cu20)就属于溶于金属液中的一类氧化物。
二、铝合金的氧化
由于空气和炉气中都存在着氧气和水蒸气，使固态的或液态的铝及铝合金都被氧化，固态的铝及铝合金与Al发生下述反应：
A1+02→Al2O3(2―13)
在表面生成一层致密的Ak03氧化膜，此天然氧化膜大多被水化，即除了基本成分7―AIz03外，还含有水化物变体AI(OH)、AIOOH。因为7―All203有很强烈的吸附水汽的作用，此氧化膜内约含有1%～4%的水分。Al203的熔点达2050℃，不溶解于铝合金液中，在熔炼中连同所吸附的水分混入合金液中形成吸气和夹杂。
……
