中间合金多用纯度较高的新金属来熔制

中间合金多用纯度较高的新金属来熔制1)熔合法是把两种或多种金属直接熔化混合成中间合金。熔制中间合金以相图为基础，大多数中间合金采用这种方法生产，如Al-Mn、Al-Cu、Cu-Si、Cu-Mn、Cu-Fe和Ni-Mg等中间合金。这种方式对于铝合金、铍青铜等铜制品都是很适用，根据熔合工艺不同，熔合法又有三种类型：一种是先熔化易熔金属，并过热至一定温度后，再将难熔金属分批加入而制成。这种工艺操作简单，热损失较小，是目前广泛使用的配制中间合金的方法。另一种是先熔化难熔金属，后熔化易熔金属，多数中间合金所含难熔组元较少，而且熔点高，故此法很少采用。还有一种是事先将两种金属分别在两台熔炉内进行熔化，然后将其混合，这种工艺适合于大规模生产。以Al-Mn中间合金的生产为例，简述如下：A1-Mn中间合金一般用纯铝和锰含量大于93%的金属锰或纯度高的电解锰，在中频感应炉或坩埚炉中熔制。破碎成细粒的锰经预热去水分后分批加入到850-1000℃的铝液中，每批加入后应立即充分搅拌，待全部熔化后再加下一批。加完锰，再加入剩余铝锭；以降低熔体温度，充分搅拌，精炼扒渣后浇人预热的锭模内。在整个浇注过程中须经常搅拌熔体，防止锰沉淀而造成成分偏析。2)热还原法也称置换法。Al-Ti或Cu-Be中间合金可用这种方法熔制。生产Cu-Be中间合金时，含铍的烟尘有毒，需在具有防护设备的专用厂房里进行配置；目前多由专业工厂生产。Al-Ti和Cu-Be中间合金，采用nQ和Be0为原料，分别以铝、碳作还原剂，将钛和铍从TiQ和Be0中还原出来，分别溶于铝和铜液中而生成中间合金。前者叫铝热还原法；后者叫碳热法。例如：4%Ti-AI中间合金的熔制方法是先在中频炉或反射炉中熔化铝，升温到1000—1200C，分批加入经烘干、粉碎、过筛的氧化钛和冰晶石的混合物，用石墨棒搅拌。也可用海绵钛和铝直接熔合成铝钛中间合金。这样，合金成分易于准确控制，操作方便，但海绵钛价格较贵，故一般多用热还原法制取铝钛中间合金。3)熔盐电解法。熔盐电解法制取Al-Ce中间合金。其工艺为：以电解槽的石墨内衬为阳极，用钼条插人铝液中作阴极，以KCI和Cech熔盐作电解液。将铝液加热至850℃左右时，通电进行电解，即可制得10%—25%Ce的Ce_AI中间合金。也可用铝热法制取Al-Ce中间合金。4)粉末法。将两种不易熔含的金属（如铜和铬）分别制成粉末，混合压块．然后加热扩散制成中间合金，此法的优点是合金元寨含量高。应该指出，应用中间合金的所谓二步熔炼法，使合金在熔炼过程中多了一道工序，提高了成本，同时在熔制中间合金过程中，还会发生杂质的吸收与积累，影响合金的冶金质量。因此，产生了不应用中间合金而直接用新金属料加入熔体的所谓一步熔炼法的设想。一步熔炼法是利用合金化后能降低合金熔点的原理，把熔点较高的合金元素直接加到基体金属熔液中去。此法的关键在于创造良好的动力学条件，增大和不断更新基体金属与合金元素的直接接触面，促进合金元素的扩散与均匀化，一步熔炼法具有较好的技术经济效益。重要用途及使用性能要求高者，则应按元素在合金中的作用，具体分析后才确定其计算成分。例如，做弹性元件的QSn6.5—0.1，为保证其弹性好，对固溶强化和晶界强化的锡和磷，宜取其中上限作计算成分。作耐蚀件的H62，尽量取下限铜含量(60.5%)的板材，可以满足力学性能的要求，但为了保证其耐蚀性并得到单一的固溶组织，宜取偏上限铜含量(63%)作计算成分。抗磁性元件用的QSn4-3和表面质量要求高的LT66。杂质铁的允许量要低。宜分别控制在0.02%及0.01%以下。合金成分与工艺性能的关系较复杂。某成分的合金材料，有时其力学性能很高，但工艺性能差，甚至难以用水冷半连续铸锭得到合格的锭坯，且不易加工。例如，高强度的铝合金LC4。半连续铸造大扁锭时易裂，在调整铸锭工艺的基础上，将铜取下限，镁取上限，锌取中限，使硼(Fe)训(Si)，且专案辫≥12，就能改善其铸造工艺性能并降低裂纹倾向。铁和硅含量高的铝合金，在半连续铸造较大的锭坯时，大部分有较严重的裂纹倾向，特别是在铁硅比失调时。只有在铁、硅含量较低且铸坯尺寸小时，铁硅比对裂纹的影响才不明显。