铜冶金及现代冶金技术53资料教程.ppt

铝、铜冶金及现代冶金技术铝冶金(Al2O3·3H2O)和Al2O3·H2O铝冶金生产氧化铝1)在高温压煮器中:Al2O3+NaOH-NaAlO2+H2O(1)(等于Al2O3进入到溶液中,而SiO2,Fe2O3等或反应沉淀,或不溶成为渣)2)在NaAlO2溶液中加入Al(OH)3晶种并机械搅拌:NaAlO2+H2O-Al(OH)3+NaOH(2)3)煅烧Al(OH)3Al(OH)3-Al2O3+H2O(3)500-550℃为γ-Al2O3900℃以上为α-Al2O3氧化铝电解-熔盐的电解法Na3AlF6的作用1)晶温度938℃,电解温度950-970℃2)Na3AlF6能熔10%的Al2O3Na3AlF6Al2O3铝合金的熔炼要求:1)成分合格:靠配料计算,注意烧损元素;2)温度合适:适中,720-750℃;3)含氢量[H]少;夹杂少(固相Al2O3);4)进行变质(Al-Si合金Si量大于6%时)。前二条是熔炼所有合金的共性,2,3条是铝合金的特性,也就是重点。熔炼特点1)吸氢:夹杂Al(固)+H2O-Al(OH)3+[H]Al(OH)3-Al2O3+H2OAl(液)+H2O-Al2O3+[H]Al+CmHn-Al4C3+[H]由于溶解度变化凝固时形成针孔[H]-H2防2)夹杂(Al2O3);上述反应形成的Al2O3细小,比重与Al相差不多,漂浮在铝液中。3)夹杂和[H]的关系:a)表面的Al2O3膜能保护Al液不继续被氧化;b)同时也使过饱和的[H]不能向大气扩散。c)当温度>900℃时,γ-Al2O3转变为α-Al2O3,比重变大,膜开裂,α-Al2O3膜下沉,铝液夹杂增多。所以必须低温熔炼。表层致密的Al2O3膜[H]O2Al2O3静铝合金精炼目的和方法目的:去Al2O3和[H]方法:1)吹泡法:形成不溶不反应的气泡。液铝的和气泡的氢分压:[H]=k(PH2)1/2,当PH2=0,[H]向气泡扩散,气泡上升将H和杂质带出。采用的气体有:N2,Cl2(Cl2,N2,CO)三气。其中Cl2能和[H]直接反应:Cl+[H]=HCl(气),效果最好,劳动条件最差。此外:ZnCl2+Al=ALCl3(气)+Zn。最清洁的是N2,但效果最差。:扩散法原理:在液面上撒放熔剂:1)让熔剂吸附Al2O3;2)破坏表面Al2O3的连续性,使[H]。对熔剂的要求:1)对Al2O3有吸附性;2)熔点低于铝液,起覆盖作用;3)比重轻,上浮在铝液表面。熔剂种类:NaCl,KCl和冰晶石(Na3AlF6)过滤,真空加压:氢气孔形成条件:PH2>Pa+γh+2σ/γ≈Pa;Pa越大,氢气孔越难形成。快速凝固法。:表面观察法一点说明:精练[H],Al2O3排一即可,只防出现H2针孔。铝熔炼要掌握一个“静”字;具体内容是“防,排,溶”三字。溶铝硅合金的变质处理目的-改变(α(Al)+Si)共晶体中Si的形貌。效果-Si的形貌,三维的菜花状变为树枝状,二维的片状变为椭圆状。方法-NaF+Al-AlF+Na。Na溶在铝液中。注意:1)变质后要在20分钟内浇注完毕,否则失效。2)长效变质剂-Sr,Bi,Te。3)过共晶Si的变质用P,但Na对过共晶Si无变质效果,P对共晶Si无变质效果。Cu合金和熔炼特点:1)导电性-用途占50%以上;2)导热,无磁性,耐磨。所以一般不作为结构材料。铜合金的分类:-纯铜-无氧铜-熔炼的难点-重点-铜合金:黄铜-以Zn为主青铜:Sn为主的锡青铜和以Al为主的铝青铜白铜-以Ni为主。