基本介紹
銅矽合金直接熔煉工藝,直接熔煉工藝要點,熔煉質量的鑑定,熔化過程的觀察和分析,總結,
銅矽合金直接熔煉工藝
在銅矽合金中，銅和矽都是高熔點的難熔元素。按照傳統的熔練工藝，都是先將難熔成分預製成中間合金（或叫輔助合金），然後再利用中間合金熔煉成品合金（或叫工作合金）。這樣，在每次熔煉成品合金時，都有一部分爐料—中間合金要被重複熔煉。這不僅使熔煉工藝繁瑣，延長了生產周期，而且還造成了人工和原材料的很大浪費。如果採用直接熔煉工藝，就可以節省大量的熔煉工時，降低燃料及電力等消耗，將會收到顯著的經濟效果。
直接熔煉工藝要點
1.爐料：純鋁錠、電解銅和結晶矽。其中電解銅板的大小以能平放入坩鍋內部為宜，結晶矽的塊度2-5厘米，所有爐料要保證乾燥、清潔。
2.加料順序：結晶矽→電解銅板（平放）→純鋁錠。
3.操作注意事項：在爐料未全部熔化之前，應當儘量避免攪動，以免結晶矽大量上浮。但在精煉過程中，一定要充分攪拌，以免銅矽成分偏析。
熔煉質量的鑑定
為了確保合金的熔煉質量，在試驗過程中，必須對試樣和鑄件進行了機械性能測定、化學成分化驗和金相組織對比。用直接熔煉工藝法，合金的巨觀斷口組織細密均勻，機械性能和化學成分也都符合牌號的要求。
熔化過程的觀察和分析
在熔煉過程中，發規當純鋁剛剛熔化完，而鋁水的溫度還很低時（大約700℃以下），爐料中的結晶矽和電解銅已全部熔化了。有時候，即使結晶矽和電解銅已熔化完，但仍有少量純鋁未熔化。從熔化時間上看，直接熔煉並不比原來時間長。由此可見，在鋁水中熔化高熔點的結晶矽和電解銅，並不需要將鋁水過熱到很高溫度，也不需要增加熔煉時間。這樣，各合金元素的氧化燒損減少了，同時也減少了合金吸氣，有利於保證合金的熔煉質量。
總結
為什麼高熔點的電解銅和結晶矽在很低的溫度下就熔化了呢?為了說明這個問題，首先對熔化過程做個簡要分析。在加熱過程中，首先，低熔點的純鋁先被熔化，然後，浸泡在鋁水中的電解銅和結晶矽開始“溶解”。所以，增渦里的爐料同時進行著“熔化”和“溶解”兩個過程。在此過程中，“溶解”的速度是熔煉工藝的一個關鍵因素。如果“溶解”速度很快，能使整個“溶解”過程與低熔點爐料的“熔化”過程同時或提前完成，就可以採用直接熔煉工藝。反之，如果“溶解”速度太慢，為使高熔點爐料全部“溶解”，就必須繼續提高合金液的提度，或是延長熔煉時間。在這種情況下，為了保證合金的熔煉質量，則應當採用中間合金二次熔練工藝。但實踐表明電解銅和給晶矽在溫度較低鋁水中的“溶解”速度是很快的。至於電解銀和給晶矽在鋁水中的“溶解”速度為什麼這樣快，首先決定於它們和鋁水本身物牲質，其次，採用直接熔煉工藝，可以使電解銅和給晶矽充分預熱，並為它們的“溶解，創造良好的條件，從而進一步加速了‘“溶解”過程的完成。
