第1章 铝及铝合金概述 1
1.1 铝的性质和应用 1
1.2 我国铝及铝合金的化学成分 1
1.3 各系铝合金的主要特点 8
1.3.1 1×××系铝合金 8
1.3.2 2×××系铝合金 9
1.3.3 3×××系铝合金 13
1.3.4 4×××系铝合金 14
1.3.5 5×××系铝合金 15
1.3.6 6×××系铝合金 17
1.3.7 7×××系铝合金 18
1.3.8 8×××系铝合金 21
第2章 中间合金和熔剂的制备 22
2.1 中间合金的制备 22
2.1.1 使用中间合金的目的 22
2.1.2 合金化元素需以中间合金形式加入的情况 22
2.1.3 对中间合金的要求 23
2.1.4 常用中间合金的成分和性质 23
2.1.5 熔制中间合金的原、辅材料要求 23
2.1.6 中间合金的熔制方法 27
2.1.7 中间合金的熔铸工艺 27
2.1.8 几种中间合金的熔制 30
2.2 熔剂的制备 32
2.2.1 熔剂的分类 32
2.2.2 对熔剂的要求 32
2.2.3 熔剂组成 33
2.2.4 常用熔剂的成分及用途 35
2.2.5 熔剂的制作 35
第3章 原材料的验收、管理、使用及配料计算 40
3.1 原材料的验收、管理、使用 40
3.1.1 纯金属的验收和管理 40
3.1.2 中间合金的验收、管理和使用 44
3.1.3 废料的验收、管理和使用 45
3.1.4 添加剂和化工材料的验收、管理和使用 48
3.2 配料计算 48
3.2.1 成分计算的原则 48
3.2.2 炉料组成及配料比的确定 49
3.2.3 合金化元素加入方式的确定 49
3.2.4 配料计算程序及举例 50
第4章 铝及铝合金的熔炼 56
4.1 概述 56
4.1.1 熔炼目的 56
4.1.2 熔炼特点 56
4.1.3 熔炼方法 57
4.2 熔炼炉 58
4.2.1 熔炼炉的分类 58
4.2.2 熔炼炉的要求 59
4.2.3 几种典型的熔炼炉 59
4.2.4 提高火焰式熔炼炉热效率的途径 89
4.3 熔炼过程中的一些物理化学行为 92
4.3.1 炉内气氛 92
4.3.2 液态金属与气体的相互作用 93
4.3.3 影响气体含量的因素 97
4.3.4 气体溶解度 98
4.3.5 熔融金属与炉衬的相互作用 99
4.4 熔炼工艺流程及操作 99
4.4.1 熔炼炉的准备 100
4.4.2 熔炼工艺流程和操作 102
4.4.3 熔炼过程中温度的控制 107
4.5 各系铝合金的熔炼工艺和熔炼特点 109
4.5.1 1×××系铝合金的熔炼 109
4.5.2 2×××系铝合金的熔炼 110
4.5.3 3×××系铝合金的熔炼 112
4.5.4 4×××系铝合金的熔炼 112
4.5.5 5×××系铝合金的熔炼 113
4.5.6 6×××系铝合金的熔炼 114
4.5.7 7×××系铝合金的熔炼 115
4.6 铝合金废料复化 115
4.6.1 废料复化的目的 115
4.6.2 废料复化范围 116
4.6.3 废料复化前的预处理 116
4.6.4 复化工艺及操作 116
4.6.5 复化锭的标识、保管和使用 116
第5章 铝及铝合金熔体净化 117
5.1 铝及铝合金熔铸过程中易产生的缺陷 117
5.1.1 气体缺陷 117
5.1.2 夹杂缺陷 117
5.1.3 碱金属缺陷 117
5.2 熔体净化的目的和意义 117
5.3 熔体净化的原理及分类 118
5.3.1 脱气原理 118
5.3.2 除渣原理 118
5.3.3 熔体净化方法分类 120
5.4 炉内净化方法 120
5.4.1 吸附净化 120
5.4.2 非吸附净化 125
5.5 炉外净化方法 126
5.5.1 在线除气 126
5.5.2 熔体过滤 131
5.5.3 除气+过滤 133
5.6 熔体净化技术的发展趋势 134
5.6.1 炉内处理的发展趋势 134
5.6.2 炉外在线净化技术的发展 134
第6章 晶粒细化技术 136
6.1 控制过冷度 136
6.1.1 形核率与过冷度的关系 136
6.1.2 增加过冷度的方法 136
6.2 动态晶粒细化 137
6.3 变质处理 137
6.3.1 变质处理方法 137
6.3.2 形核变质剂 137
6.3.3 吸附变质剂 142
6.3.4 变形铝合金常用细化剂 143
6.4 枝晶细化程度对铸锭质量的影响 144
第7章 铝及铝合金的铸造 145
7.1 概述 145
7.1.1 铸造概念 145
7.1.2 对铸锭的基本要求 145
7.1.3 铸造方法 145
7.2 非连续铸造 146
7.2.1 锭模铸造 146
7.2.2 沉浸铸造 148
7.3 连续或半连续铸造方法 149
7.3.1 连续(或半连续)铸造概念 149
7.3.2 连续(或半连续)铸造分类 149
7.3.3 几种典型的连续(半连续) 铸造方法151
7.4 铸锭的结晶和组织 163
7.4.1 凝固过程的热交换 163
7.4.2 铸锭的结晶 165
7.4.3 结晶过程 171
7.4.4 铸锭的典型结晶组织 172
7.4.5 铸锭组织特征 173
7.5 铸造工艺参数与铸锭质量的关系 173
7.5.1 普通模铸造工艺的各种参数对铸锭质量的影响 173
7.5.2 绝热膜、热顶的工艺参数的选择 179
7.5.3 气滑热顶铸造工艺参数的控制 181
7.5.4 矮结晶器铸造工艺参数的控制 182
7.5.5 电磁铸造参数的控制 183
7.5.6 复合同步铸造工艺参数的控制 183
7.6 铸造机及其他设备 183
7.6.1 链带式卧式铸造机 183
7.6.2 钢丝绳铸造机 185
7.6.3 液压铸造机 187
7.6.4 丝杠式铸造机 190
7.7 铸造工具 190
7.7.1 铸造工具分类 190
7.7.2 结晶器 190
7.7.3 底座 205
7.7.4 液流转注装置 207
7.7.5 结晶器内液面控制装置 209
7.7.6 润滑装置 212
7.7.7 铸造工具的发展趋势 213
7.8 铸造工艺流程和操作技术 213
7.8.1 铸造工艺流程 213
7.8.2 铸造前的准备 215
7.8.3 铸造的开头 216
7.8.4 铸造过程 217
7.8.5 铸造的收尾 217
7.9 铸造工艺 218
7.9.1 软合金、4×××合金扁锭的铸造 218
7.9.2 硬合金扁锭的铸造 222
7.9.3 圆锭的铸造 225
7.9.4 空心锭的铸造 229
7.10 铸造技术的发展趋势 232
7.10.1 电解铝液直接铸造 232
7.10.2 铸造机的发展 232
7.10.3 辅助系统的发展 232
7.10.4 结晶器和液面控制装置的发展趋势 232
7.10.5 自动控制系统的发展 233
第8章 铸锭的均匀化退火 234
8.1 影响均匀化退火的因素 234
8.1.1 均匀化退火的目的 234
8.1.2 均匀化退火对铸锭组织与性能的影响 234
8.1.3 影响均匀化程度的因素 234
8.2 均匀化退火制度 236
8.3 均匀化退火炉组 237
8.3.1 均匀化退火炉组分类 237
8.3.2 几种均匀化退火炉组 237
8.3.3 均匀化退火炉的发展趋势 245
8.4 均匀化退火操作 245
8.4.1 对炉子的要求 245
8.4.2 对装炉的要求 245
8.4.3 时间的计算 245
8.4.4 加强检查 245
第9章 铸锭质量检验和加工 246
9.1 铸锭质量检验 246
9.1.1 化学成分检查 246
9.1.2 尺寸偏差检查 247
9.1.3 表面质量检查 247
9.1.4 低倍检验 247
9.1.5 断口检验 248
9.1.6 高倍显微检验 249
9.1.7 印记检查 249
9.1.8 超声波探伤检测 249
9.1.9 测氢 250
9.1.10 测氧化物含量 251
9.1.11 在线检测晶粒细化和变质处理效果 251
9.2 铸锭的机械加工 252
第10章 铝合金铸锭缺陷分析 254
10.1 裂纹 254
10.1.1 裂纹分类 254
10.1.2 扁锭裂纹形式 255
10.1.3 实心圆锭裂纹形式 258
10.1.4 空心圆锭裂纹 260
10.1.5 晶间裂纹 261
10.1.6 晶层分裂 262
10.2 铸锭表面缺陷 263
10.2.1 冷隔 263
10.2.2 拉裂和拉痕 264
10.2.3 竖道皱褶 264
10.2.4 弯曲 266
10.2.5 偏心 266
10.2.6 尺寸不符 266
10.2.7 周期性波纹 267
10.2.8 竹节 267
10.2.9 偏析瘤 267
10.2.10 表面气泡 268
10.2.11 搭接式表面和汗珠式表面 269
10.3 铸锭的组织缺陷 269
10.3.1 偏析 269
10.3.2 缩孔 271
10.3.3 疏松 272
10.3.4 气孔 273
10.3.5 非金属夹杂 274
10.3.6 金属夹杂 275
10.3.7 氧化膜 275
10.3.8 白亮点 276
10.3.9 白斑 277
10.3.10 光亮晶粒 278
10.3.11 羽毛状晶 279
10.3.12 粗大晶粒 280
10.3.13 枞树组织 281
10.3.14 粗大金属化合物 281
10.3.15 过烧 283
10.3.16 初晶硅 284
10.3.17 共晶硅 285
参考文献 286