镁合金压铸的基础识.docx

铝镁合金低压铸造手册 ~24 ~

铝镁合金轮胎模具
低压铸造手册

目 录

一、前言
二、铝镁合金轮胎模具低压铸造的安全方面
三、铝镁合金轮胎模具低压铸造设备
四、有色金属——铝镁合金
五、现使用的制芯工艺
六、铝镁合金的熔炼和轮胎模具的铸造
七、工艺过程中问题分析及处理办法
八、铸件的常见缺陷分析和处理
九、废铝的回收利用

一、 前 言

本手册的目的是阐述有关铝镁合金轮胎模具低压铸造以及造型的基础知识，对于不熟悉轮胎模具低压铸造的人员可以作为入门参考，对于有经验的低压铸造人士，可以提取其中有关的某些信息。
低压铸造是一种很好的铸造方法，与重力浇注相比低压浇注成型具有充型平稳、充型能力提高、压力下结晶凝固，有效改善铸件的充型、凝固过程，消除了铸件的一些常规铸造缺陷。并且工艺、设备简单，能生产比较大的铸件。
低压铸造工艺仍在快速发展中，现在设备制造商可以供应铝镁合金，铝合金，锌合金，铜合金全自动低压铸造机，有的设备制造商全部负责供应包括加热设备在内的整套低压铸造设备，包括一定范围内不同吨位的低压铸造机，能够和生产不同规格产品的模式相配合.
提高轮胎模具的质量水平，或者开发新的应用领域，需要熟知有关铝镁合金以及造型材料的性能，也要知道低压铸造工艺的限制和优势。为保证最终产品符合规格和设计出具有最佳铸造性能的模具，铸造产品生产者和模具设计者紧密合作是非常重要的。开发低压铸造件需要团队共同的努力，任何一个环节的不足都会造成最终的失败。
铝镁合金和最基本的一般铝合金相似，但是必须清楚它们的重要差别，主要差别和金属熔炼的处理有关内容，绝对不可以忽视和低估这些差别。铝镁合金和一般铝合金具有不同的性能，要求在熔炼和低压铸造参数以及模具设计方面作出相应的调整，才能得到我们所欲达到的结果。

二、铝镁合金轮胎模具低压铸造的安全方面
2.1概述
注意安全是铝镁合金轮胎模具低压铸造成功运作的前提，安全是第一位的；可以没有生产，但不能没有安全，当不能保证安全时，宁可停止生产，生产的首要前提是安全。
(一、)操作者必须配戴好劳保用品。
Ø 具有面罩的头盔
Ø 耐高温保护鞋
Ø 工作手套（耐热）
Ø 对于直接接触高温工具的需要特殊保护
Ø 防火耐高温工作服。
(二、)铸件充型浇注时，操作者与铸造设备要保持一定的距离，防止金属液溅出伤人。
(三、)铸型确保密封、牢固后，才能允许充型浇注。
(四、)开模前必须检查压缩空气的状态，确保充气回到零位，才允许打开铸型。
(五、)当有金属液飞溅迸出时，充气要立即中断，停止充型。
(六、)凡是与金属液接触的工具、设备必须预热。
为使所有的操作根据正确的工作规范进行，必须具有个人安全意识。由于熔化的金属可能引起个人伤害，在安全注意事项方面没有任何妥协余地。
2.2低压铸造铝镁合金及安全
铝镁合金是由基本金属或回收精炼的金属生产。目前所有的低压铸造合金对金属杂质的含量有严格的限制，特别是铁和硅。由于铝镁合金其有优良耐腐蚀性，但抗拉力效果差，铸造性能差。我公司使用的AC7A是日本牌号的一种的低压铸造合金。铝镁合金的热性能和纯铝有很大的差别。特别是熔化性能相差较大，铝镁合金具有一定的熔化范围而不是单一的熔化点。AC7A在585℃时开始熔解，在约640℃时完全液化。对于其它合金，上下熔化点随实际成份而变化。了解其熔沸点这对于铸造温度选择的熔炉操作有重要的影响。如果不留意这点很容易引起事故。

2.3安全问题的根源
在铸造环境中处理灼热的液体金属总是涉及到安全问题。一定要给予必要的关注，铝镁合金比一般铝合金更危险。大部分危险都是由于熔化的铝镁合金和含氧的物质发生剧烈反应引起的。这些反应会生成热，有时会生成气体，易导致火灾，金属飞溅和爆炸。因此在实际中尽量避免熔化铝镁合金和含氧物质接触。应特别注意避免潮湿的物质和熔化金属相接触。当面积、体积比较大时，铝镁合金也会在自然状态下和水或氧气发生反应。当气体以剧烈的形式反应时，就会形成爆炸。
和氧及氧化物反应
燃烧/氧化
2Mg+O2=2MgO
AL+ O2=AL2O3
和水反应产生氢气爆炸
Mg+ H2O=Mg+ H2 2 H2+ O2=2 H2O
AL （液）+H2O= H2（气）+ AL2O3
精炼除气：
AL+CL+--ALCL(183气)+ CL2(气)
2.4铸锭存放
到达公司的铸锭要排放在有塑胶的托盘板上。由于温度和存放及运输过程中的相对温度变化中铸锭会吸收一定的水分。铝镁合金铸锭总会具有气、裂纹和表面氧化，程度取决于合金类型和铸造方法。以上特征和水分有关，如果铸锭在潮湿的环境下存入较长的时间，会形成含有湿度的腐蚀物。铝镁合金如果腐蚀较严重，在预热之前除去腐蚀物。在室内存放时，最好在温度变化不大的房间内，应特别注意不要使铝镁合金和水直接接触。铝镁合金铸锭不能和易燃的材料放在一起，防止铝镁合金存放发生火灾。如果铝镁合金发生燃烧或自然，喷水会加速火势，并可以引起爆炸。

三、铝镁合金轮胎模具低压铸造设备
4.1铝镁合金轮胎模具低压铸造机分为温度控制柜子、气压控制柜和坩埚加热设备；
低压铸造机主要包括以下部分：
Ø 温度加热控制装置。
Ø 气体充型压力控制系统。
Ø 气体保持压力控制系统
Ø 炉温显示反馈系统
Ø 铝液温度显示反馈系统
Ø 压力自动保护系统。
Ø 自动报警系统
Ø 紧急制动系统

4.2低压铸造加热设备及其他
Ø 一次石膏加热烘干炉
Ø 二次石膏加热烘干炉
Ø 钢套、大基板加热炉
Ø 升液管加热炉
Ø 基本盘加热炉
Ø 坩埚加热炉
Ø 空气干燥机
Ø 密度测量仪

四、有色金属--铝镁合金
3.1命名（牌号）
AC7A（ASTM：514）
AC7A是日本标准。

3.2性能特征：
（1） Mg比AC4D（铝硅合金）多，在Mg多合金中，韧性低。
（2） 溶解作业时容易发生氧化，容易吸收氢气， 炉内流动性差，容易出现气泡。
（3） AC7A铸造后原则上不热处理，对强度的提高几乎不起作用，但必要时在330度（9小时）左右，为了除掉应力实施热处理。
3.3主要化学成分：
Cu
Si
Mg
Zn
Fe
Mn
Ni
Ti
Pb
Sn
Cr
AL
0.1以下
0.2以下
3.5-5.5
0.15以下
0.3以下
0.6以下
0.05以下
0.2以下
0.05以下
0.05以下
0.15以下
其余
3.4物理性能

比重，20℃
2.65kg/dm3
指定热
963J/(kg K)
热传导系数
146 W/(Km)
热传导性20℃
155
液相温度
635℃
固相温度
570℃
潜 热
389000 /kg
运动黏度
0.00106kg/m*s
热膨胀系数〔20-100℃〕
2.4*10-6
体积收缩率
7.14
临界流动体积
0.7
表面张力
0.465N/M
弹性模量
67.6（纵）23.5（横）

3.5主要机械性能：
拉伸强度
伸长

HB硬度
N/ MM2
%
N/ MM2

180以上
12以上
90以上
60

铝镁合金是铸造铝合金耐腐蚀性能最高的一类合金，镁在固溶状态全部溶解，合金形成单一的α
熔体，整个铸件构成一个等位体，在腐蚀介质中不易发生化学腐蚀。AC7A 合金耐腐蚀性好，特别是对海水的耐腐蚀性，容易进行样极氧化得到美观的薄膜，该合金伸长率最大，切削性好，但熔化、铸造性能比较困难。

3.4铝镁合金化学性能

热过程对化学成分的影响
AL
在熔化状态下长时间放置时，铝的含量会有稍微的下降，这是由于在熔化金属有表面形成的氧化层含有大量的铝。
Be
为减少表面氧化率，加入了5~15ppm含量的铍。由于熔化液放置时，铍很容易损耗，要重复熔化或在坩埚起火时，铍的损耗更快。
Mn Fe
为使铁的含量在规定的范围以内，在铝镁合金中加入锰，锰和铁的含量在降温时迅速下降 ，在升温时又会有缓慢地增加。这反应沉淀率和金属间颗粒溶解率的区别，不必重新加入锰以恢复其原先的含量，因为会从坩埚壁熔解铁，从而建立高铁低锰含量的平衡。
Ni
镍对于铝镁合金的抗腐蚀性能是非常有害的，成品率中的最大含量超过0.002%（铸锭为0.001%），镍在铝镁合金中极易熔解，并可能从相关设备中溶解镍，例如使用高的不锈钢材料。

铝镁合金中杂质
杂质
原因
特征
金属间颗粒
除铁时的沉淀
0.5~15μm的结晶颗粒
盐
电解
Na、Ca、Mg或K的氯化物
（常带有氧化物）
氧化/氮化颗粒
和空气反应
1~100μm的微粒束
氧化膜
和空气SF6(SO2)混合反应
长薄膜
0.1~1μm厚，10~150μm长

五、现使用的制芯工艺
5.1概述:
制芯是铸造完美轮胎模具地基础，这个环节直接影响到最终轮胎花纹质量的好坏。
5.2 制作石膏型芯的工艺步骤：
（一、）基模的加工：在五轴数控上，按客户要求的花纹将基模加工好，对在加工过程中不能形成的夹角和圆角进行人工雕刻，对在加工中和搬运中形成的不足和缺陷，进行修补，对刀痕进行精心修磨。
（二、） 基模钢片的镶嵌：用小锤轻轻敲打基模钢片，使其达到合适的位置，并用样板控制高度，最后用胶将其牢固。对操作过程中形成的一切损伤都要及时修补。
（三、）一次石膏的制作：
Ø 组装灌注模，并清理干净；在基模外面铺裹一层塑料薄膜，保好后，放入灌注模；
Ø 做一层10mm厚橡皮泥，并铺在基模表面上，四周与灌注模紧紧贴合；
Ø 盖上灌注模上盖，插入通道铁管，以留痕迹；做螺旋铁丝，螺旋直径100MM左右，并将一半埋入橡皮泥中；
Ø 灌注模四周侧壁安置模板；
Ø 盖上灌注模上盖，灌注石膏；
Ø 1小时后取出，拆掉橡皮泥，并修整一次石膏表面，打通或扩张通气孔；
Ø 涂刷漆片，自然晾干。
（四） 硅胶模的制作：
Ø 基模放入型腔，确保基模与灌注模周围充分紧密接触，以灌注模的底部为基准使基模的4个顶点具有相同的高度；
Ø 底部用橡皮泥封死；
Ø 配置硅胶，硅胶加固化剂（配比比例见附录），在真空搅拌机中搅拌，气压（-0.1MPA）时间5分钟；在基模上涂上脱模剂，脱模剂要均匀一致，基模一定要干净；
Ø 先在基模上均匀灌一层硅胶后，灌注点要始终保持在硅胶上面，到硅胶覆盖花纹为止；
Ø 再盖上盖子，上紧螺丝，缓慢注入硅胶，直到溢出；
Ø 自然干燥20小时，按安装的逆顺序，取出硅胶模。
（五、）将硅胶模上插好钢片：
Ø 在灌注模子的周围涂抹腊，将灌注模四周螺丝松动，一侧松开，将硅胶模推入，防止硅胶在安装时受到挤压变形，到位并安装好；
Ø 配制石膏G-6（配比见附录），将石膏倒入水中，搅拌均匀；
Ø 缓慢倒入模子，防止大量气泡侵入，把产生的气泡档住，防止与石膏一起进入灌注模，特别是接近硅胶部分的灌注，一定要缓慢均匀；
Ø 凝固大约一个半小时后取出；
Ø 石膏模取出时利用压缩气体吹硅胶模与石膏模的结合处，使其松动；
Ø 取出后对石膏模进行修理，对缺陷部位处要补平；
Ø 对多余出的部分要去除；
Ø 用电子秤称出每块石膏模的重量，并记录出来，以便烘干后重量的对比。
（六）石膏模的修整：
Ø 选用刃面宽大的刀，对胎面花纹修整，修整后的表面保持平整、光滑；
Ø 对于修多角或是棱角处，应选用小窄刀，便于灵活操作，不易伤及其他表面；
Ø 在石膏模切割线外和切割处的钢片在此时拨掉，如在烘干后再拨，会容易整块破裂，在 拼园据割多余石膏时容易撬掉部分花纹。
Ø 修整石膏时将石膏与水充分融合，保持溶液状态，若石膏干枯则不宜与要修补面结合；
（七、）石膏芯的拼装：

1、 拼装台的校准（水平仪）：
将两个水平仪对称放在拼装台上，通过底部的升降螺丝来校准找平拼装台。
2、 拼装盘的校准：（先找平，再找同轴度）：
用百分表找平拼装盘(0.05mm以内)，拼装盘要与拼装台同轴。先用百分表确定零位之后，再在对称的位置测量观察相差值，如果相差值不在允许的公差范围之内（0.02mm），用橡皮锤敲打找正。同时保证平面度的稳定性。（如果拼装盘和拼装台之间有缝隙，用铁片固定）
3、 用拼装盘、内径千分尺、百分表和拼装圆柱，确定百分表的拼装位置的数值：
首先在拼装台上放上拼装圆柱，尽可能使它与拼装台在同一轴线上（轻放）来减小误差，
把三个百分表打在拼装圆柱上、中、下三个位置，求出拼装圆柱的倾斜值。
4、在拼装盘上放上任意一块基模，并与拼装盘的内壁贴合，用铁块压上固定；用三个百分表分别打在基模的两端的径表面与胎顶径上，确定百分表的位置和数值。
5、调整好千分尺的长度（根据拼装圆柱的直径、倾斜值和图纸的理论数据计算出的数据，并用卡尺校对，减小误差，用支架固定好调好的千分尺，使它的一端贴在拼装圆柱上，并且垂直圆柱的轴心。
6、校正百分表的读数：
先将百分表打在基模上记下百分表的读数，然后打在内径千分尺上，如果数据相差太多，先看基模是否贴合在拼装盘的内壁上，如果贴合在上面，用千分尺和百分表校正一下拼装圆柱，尽可能对称校正，使其对称测量的两点在1-3丝内。重新确定百分表的位置，之后将百分表打到基模上，将指针调到0，并记下小指针的位置。
7、用8块基模在拼装盘上分成8等分(按顺序):
将干燥修好的二次石膏放在拼装盘上，将上下中三个百分表打开读数，如果测量数据小了， 就在石膏内部的下侧垫纸片，如果数值大了，就在石膏内部的下侧用锉刀去掉一些，但前提是保证石膏与拼装盘的内壁要保持贴合。在装下一块石膏时将百分表打在拼装的石膏模上，防止尺寸变化。
8、拼完万后在石膏模的表面接合处用石膏固定，之后补上上下结合处，用百分表测量两次的读数变化，如果在公差范围之内（0-10丝），就用铁皮固定，在用螺丝固定时用百分表观察变化，上到小1-2丝即可，然后填沙、再观察前后的变化，一般大6丝左右。
9、拼装石膏的注意事项：
1）石膏拼装时，注意节距的衔接，平面度和圆度符合要求。
2）在拼装时尽量不要在石膏下垫东西和用锉刀去石膏，以免引起错位。

（八、） 石膏芯修整
Ø 石膏与水充分融合，保持溶液状态，若石膏干枯则不宜与要修补面结合；
Ø 修缝时要尽量少粘原状未损毁部分，缺哪补哪，哪多余铲哪，（特殊情况可以“先去后补”）；
Ø 修完的面要与原基模相同处作比较，要比较形状，比较位置；
Ø 若掉的太多的花纹时，最好依原模基准修补；
Ø 补插钢片时要注意所放位置正确，高度与原模保持一致
Ø 接缝处胎面不要高出，且要求光滑；
Ø 钢片根部上的残余石膏要清除干净；
Ø 将石膏芯从修心台上转到二次烘干炉内的过程；
Ø 起吊时还须将底盘的缝补上，切忌修补的地方不能高出平面，若高出则放在石膏板上就不平易导致石膏块之间错位，出现不良铸造产品；
Ø 入炉时要将便面石膏粉清理干净（气枪吹尘）。

六、铝镁合金熔炼和轮胎模具的铸造
6.1 概述
合金的熔炼与浇注是铸造生产中的主要环节。严格控制熔炼与浇注的全过程，对防止铸造缺陷起着至关重要的作用。
由于铝镁合金吸氢趋向大，氧化能力强，易溶解铁和硅，在熔炼与浇注中必须严格预防，以获得优质铸件。优质的铸件，来自于高质量的熔体，化学成分符合要球，浇注温度适中，浇注的铸件组织致密 ，理学性能好。
要保证得到良好的熔体，必须了解熔体在熔炼过程中与周围介质的相互作用和制约，搞清楚熔体与铸件的关系，选择正确合理的熔炼参数，制定合理的工艺方案，以确保生产优质的铸件。
6.2铝镁合金炉料的准备及质量控制
（一、）化学成分
为了熔炼出优质的铝镁合金熔体，首先选择合格的原料，化学成分中，一定要控制杂质的含量，原料断口面不应该有缩孔和气孔并对原料进行科学的管理及适当处理，否则会严重影响合金的质量，进而遗产给铸件。
（二、）炉料处理
炉料在使用前应除去表面的铝锈，特别是湿度大，放置时间长的炉料，严重的必须经过吹砂处理，放置时间不长的，表面叫干净的可以直接使用。但所有的炉料入炉前，均应预热，以除去表面吸附的水分，缩短熔炼时间，减少合金吸气趋向，预热在350-400度，3小时以上，也可放置在炉旁预热。
（三、） 炉料的存放
炉料应存储在温度变化不大、干燥的仓库内。铝镁合金炉料受潮后，会受到空气中水汽的腐蚀，生成铝锈。铝锈中的水以化学吸附的方式存在于氧化铝和氢氧化铝中，只有在超过900度的高温时，铝锈中的水才能析出。在一般的余热中是无法去除的，所以存储铝镁合金锭时要保持地面的干燥，不能清扫地面时洒水。
6.3坩埚以及熔炼工具的准备
（1、）坩埚准备
熔炼铝镁合金常用的是铸钢、铸铁坩埚。新坩埚在使用前，应加热到750-800度，保持2-3小时，以烧出掉附着在坩埚上的水分，以及一些微小的可燃颗粒。有条件的话，最好在熔炼合金以前，进行渗铝处理，这样可以提高坩埚的使用寿命。
使用过的坩埚在使用前应在温度不低于200度温度下喷刷涂料，预热到600-700度，并保持一段时间，使其整个炉体温度均衡，
（2、） 熔炼工具的准备
压瓢、撇渣勺、铝液勺、打渣勺等使用前都要清理干净并烘干，在150-200度温度下涂以涂料，涂料后再彻底烘干，烘干温度200-400度，并保持2小时以上，也可以放在坩埚炉上烘干，在使用前尽量不要让工具离开烘干环境。
（3、）熔炼温度的控制：
熔炼温度过低，不利于合金元素的溶解及气体、夹杂的排除，增加欠铸和冷隔的趋向，合金的流动降低；熔炼温度过高，熔体溶解水汽、氢的能力增大，铝镁合金氧化严重，元素烧损厉害，从而导致合金铸造性能下降，容易形成那个缩松，机械、加工性能下降，气密性降低。在铸造行业中，又一条浇注规则：高温熔炼，低温浇注。但这个高温只是一个相对概念。把合金快速升温到高温（较高），以促进合金的溶解和均匀化，此时进行一些对熔体的处理，然后降低温度到合适的浇注温度，较低的浇注温度，元素的偏析小，溶解氢和水汽的能力降低了，l利于获得均匀致密、机械性能高的合金组织。
控制温度是通过测量仪进行的，通过热电偶来传递熔体的温度，它们的准确程度直接决定了熔体的质量好坏，所以要定期核对和校准，对侵入熔体的热电偶，外部要搞好钢管保护， 并每次粉以涂料保护。延长使用寿命，同时保护熔体的质量。

（4）熔炼时间的控制
为了减少铝镁合金的氧化、吸气和对坩埚中铁的溶解，尽量减少铝镁合金在炉体中的停留时间，要快速容量。根据有关资料介绍，铝镁合金的融化对铸造完毕不得超过4小时，4小时以上熔体变得恶化，铸件内在质量明显变差。
（5、）熔体的浇注
融化的铝镁合金在进行一些处理时，难免会熔体暴露在空气中，使其氧化，尽管氧化铝的密度铝镁熔体的密度大，但值相差不远，所以铝液氧化后，进入熔体必须经过相当长的时间才能沉到坩埚底部，而这层氧化膜由于表面积大，表面疏松，吸附能力极强，极易吸附水汽，导致整体氧化膜有上浮的趋向，从总体效果来分析，它们和熔体的密度几乎等同，所以难以排除，所以只能通过缩短熔体与空气的直接接触时间来控制（有条件可以用惰性气体保护），并且减少铝镁合金熔体的搅拌。
Ø 浇注时确保熔体的出炉的温度，必须在一个合适的范围值内
Ø 与浇注配套的工装必须加热到 工艺要求的温度
Ø 尽量保持浇注环境的相对稳定，不可有“过堂风”，在浇注环境中吹过。
Ø 加压时一定要保持压力的均衡性，使铝镁合金充型保持平稳充型，防止充型猛 烈，造成紊流，使合金液造成二次氧化。
6.4铝镁合金熔炼过程的基本原理
铝镁合金在温度升高融化过程中，不是一个简单由固体到液体的过程，在这个过程中，高温的固体和融化后的液体，时时在与和他们周围接触的介质相互作用。
（1） 铝镁合金熔体与氧的作用：氧是铝镁合金的强氧化剂。随炉体温度的升高，熔体温度的升高，氧与铝镁合金的氧化加剧，生成氧化铝和氧化镁。在未融化的铝镁合金的固体表面上，在形成氧化铝氧化膜的同时一部分被水化，形成氢氧化铝，氧化铝有强烈的吸附水气的能力.在铝镁合金中镁的含量4.5-5.5% ，熔体氧化时，有很大部分是氧化镁，它的密度和熔体接近也是难以排除，氧化镁随熔体温度变化时不断的翻动而进入熔体的任何部位，这种氧化物在铸件和铸锭的断口处可以区别出来，它与其他的基体有颜色上的不同。
（2） 铝镁合金与氢的反应：铝镁合金熔体中气体，主要是以氢的形式存在，其含量占气体总量的70-90%，铝镁合金得含气量，可以理解为就是含氢量。氢主要来源于铝镁合金熔体与炉气和环境中的水蒸气发生反应生成的氢.
AL+H2O—AL2O3+H2
温度越高，反应越剧烈，在730度以上是，反应急剧增加，即使有少量的水蒸汽，也会生成大量的氢，在铝镁合金熔体与水蒸汽反应的界面，氢在铝镁合金介面上的分压相当大，致使氢强烈的溶入铝镁合金熔体，炉体中和周围环境的水蒸汽越多，熔炼时间越长，温度越高，合金熔体吸氢地趋向就业严重。
铝镁合金在固态铸锭状态下，会生成AL2O3和AL(OH)3，AL(OH)3在高于400度的温度下分解，变为AL2O3和H2O，AL2O3成为夹杂，进入熔体，这又是熔体中增加氢的一个因素。氢在固体中氢的溶解度很小，在液态中，随温度的升高溶解度急剧增加，但熔体温度降低凝固时过饱和的氢析出，形成气体，但气体多时，在凝固体中当来不及逸出时，就会形成空洞，所以高温高湿的天气尽量不浇注。
（3） 铝镁合金与氮的作用：氮几乎不溶解于铝镁合金，但在温度超过760度时，如果向铝镁合金熔体中，出入氮气，氮气便会与镁生成Mg3N2,所以，当精炼时我们不用氮气，而是用高纯氩精炼。
（4） 铝镁合金与坩埚的作用：使用铸钢、铸铁坩埚时，由于铁、硅的溶解，使得熔体中地铁和硅含量增加，温度越高，铁硅的在铝镁合金中的溶解度越大，铁硅对铝镁合金来说是杂志成分，不但给铸成件带来机械性能的下降，也使得熔体的铸造性能下降。
（5） 铝镁合金熔体的处理：铝镁合金在浇注前，一般均需要进行处理，覆盖保护、精炼处理、细化处理等，以获得纯净的、组织细小的优质铝镁合金熔体。
A:覆盖剂的作用：能隔绝大气中水蒸气与铝镁熔体的接触，减少氢进入铝镁合金熔体机会；吸附铝镁合金熔体中氧化物以及氧化物表面上的小气泡；在没有覆盖剂时，铝镁合金熔体上的氧化膜非常致密，氢在层致密的氧化膜下，难以逸出，添加覆盖剂后，使熔体表面上的致密保护膜破碎成细小的颗粒，氢可以通过颗粒之间的空隙，顺利的逸出。
B:精炼剂的作用：精炼剂一般都是氯盐，氯盐不但有良好的去除氧化夹杂的能力，也有良好地除气能力。氯盐能与铝镁合金氧化物反应，去除表面氧化膜，使合金中的氢容易逸出，并且氯与铝镁合金的主体铝反应，生成氯化铝，在183度时被气化，同时达到了除气的效果。
C: 中间合金的作用：铝钛硼中间合金加入铝镁合金熔体中，促使熔体内部生核，细化铝镁合金基体晶粒，晶粒细化不仅可以提高合金的机械性能，同时改善了铸造性能，在凝固是可以促进补缩，利于铸件的致密性。
6.5轮胎模具的铸造过程
（1）材料准备及溶解计算，设备检查设备损伤
Ø 材质：AC7A。
Ø 计算铸造所使用的金属量：花纹圈、汤道、升液管、坩埚底部、相对安全留量和除渣消耗量。
Ø 设备检查。
Ø 工具的清洗和涂料的粉刷。
（2）预热：
Ø 铸锭预热：铸锭在熔化之前，应预热至150℃以上，以防止水分进入熔化金属。
Ø 溶解炉在700度的温度下，预热一小时以上，彻底将坩埚上所吸附各种形式的水清除掉。
Ø 将精炼剂，除渣剂和中间合金与铝锭一起放在坩埚上干燥。
Ø 升液管在700度温度下保持4小时以上，以便在浇注时接近铝镁合金的温度。
Ø 基本盘在450度温度下保持4小时以上.
Ø 钢套、基本盘400度温度下保持4小时以上。
（3）坩埚炉预热后铝锭称重后放入，加上坩埚盖，防止热量的散失，同时减少空气中水分进入熔体，铝镁锭开始尽量少放，以便能迅速形成熔池。
（4）静置、控温：测量密度的同时，静置熔体，进一步细化，同时控制熔体的温度达到浇注的温度710-715度。
（5）铸造设备的安装：
Ø 检查或安制坩埚上盘根，安装大基板、热电偶；
Ø 安装升液管，在升液管上部放置石棉垫；
Ø 基本盘（汤道），安装石膏板， 煤油喷灯预热汤道时间：3-6分
Ø 迅速吊装石膏芯到石膏板上；
Ø 在石膏上部安放石棉绳；安装钢套；
Ø 塞放石棉毡，填充石英砂；
Ø 基本盘的2次预热--预热时间：3-6分
（9）铸造的控制
Ø 在设备安装前试压，并检查各控制参数是否正常---压力：1.05，-时间：3600秒；
Ø 控制充型温度在710-715之间；
Ø 观察充型压力和时间是否正常；
Ø 观察达到到保压的压力是否属于正常值；
Ø 检查安装的铸造设备是否漏气；
Ø 纪录各个阶段（300s）的压力和各设备温度；
Ø 在凝固阶段将炉气温度控制在710-730度（保证铝液不会凝固，可以补缩）
（10）铸件的清理：卸压后，将铸造装配设备，拆装，铸件放置12小时后脱型水洗，用高压水枪清洗花纹圈，直到没有石膏痕迹。
6.6低压铸造参数的选择
压力计算：p=λ* h * d
P:压强 λ：阻力系数 h:液面倒铸件顶部的高度 d:金属液的密度
充型时间：t=h/ v
T:充型时间 h:液面倒铸件顶部的高度 v :对铝镁合金液的填充速度。
铝镁合金的浇注温度：710-715度。
铸型温度：t铸型=T浇注温度*1/3
浇注系统：升液管截面积：汤道截面积：内浇口界面积=1：1.6：2.5

七、工艺过程中问题分析及处理办法
Ø 一次石膏是如何配比的？
A3石膏（100）：水（56-59）,25度左右的纯净水，均匀搅拌、，除去内部气泡。
（2、）石膏干燥完毕后，打开加热炉门子取石膏时，要缓慢将炉门打开一个缝隙，防止过多、过快的冷空气进入炉内，造成冷热相激的现象，使石膏表面形成裂纹或碎片脱落。
（3、）石膏在干燥后与干燥前的重量比值一般为：65-70%时，说明干燥已经完成。如果超过这个比例说明干燥不充分，必须继续干燥，否则在拚装时会出现不由自主变形的现象。
Ø 石膏二次干燥过程是如何控制的？
第一阶段 常温—220度 10H
第二阶段 220度 6H
第三阶段 150度 2H
第四阶段 150度 6H

Ø 二次石膏出炉后，为何不能用带有湿的石膏修补？
二次石膏出炉后，此时非常干燥，温度150度左右，极易吸收空气中的水分，如果此时再用带自由水的石膏修补石膏芯，会把更多的水存入石膏芯中，但石膏芯在720度左右的温度浇注时，存在的自由水和水汽就在石膏芯中跑出，进入铝镁合金熔体，并以4000多倍的体积增大，导致模具内形成大的孔腔。

Ø 为何铝镁合金熔炼时不选用粘土石墨坩埚？
铝镁合金中铁和硅以严格被控制的杂质身份出现的，铁和硅在铝镁合金中会形成FeAL3和Mg2Si化合物，显著降低合金的机械性能，铁不单降低合金的铸造性，使合金的流动性变差，更主要的是合金的抗腐蚀性降低。而市面上的石墨坩埚中很多是粘土与石墨的汇合制成的，粘土中二氧化硅会铝镁反应，而污染熔体。而我们使用的铸钢坩埚，同样含有这两种元素，所以我们都严格的涂刷涂料，
Ø 为何铝镁合金熔炼时，温度不得超过760度？
1） 铝镁合金熔炼时，温度一般最高不超过740度，铝镁合金中的镁，在760度时，极易燃烧掉，尽管铝镁形成共晶体，但中有部分镁处于游离状态，这部分很不稳定，在760度能全部氧化损失掉，所以熔炼温度一般控制在740度以内，确保镁元素的固留。
2） 在超过760后，氧化膜中的γAL203变成αAL203体积收缩13%，使本来连续的氧化膜变得破裂开来，熔体内部的铝镁合金直接暴露在空气中，使熔体氧化继续进行，
所以为了保证氧化膜的完整性，温度应控制在760度以下。
Ø 为何在熔炼时一定要除渣？
熔炼时，大多熔体都会氧化，铝镁合金尤其严重，氧化时生成的这些氧化物就是我们所说的渣，他们大多显多孔状，颗粒较大，一般在1mm左右，对铸件的不利影响：
1、 降低了合金的机械性能，特别是抗疲劳强度、冲击韧性和延伸率
2、 降低了熔体的流动性，使得铸造性能下降。
3、 降低了加工性能，在加工过程中易开裂。
Ø 如何检查的坩埚使用情况？
坩埚材料为中碳或无镍的低合金钢，对于电阻加热，坩埚表面、底部经受灼热的电阻长时间烘烤氧化合结垢，缩短坩埚的使用寿命， 应经常检查坩埚。确定坩埚的报废标准。通常情况下，坩埚的厚度只有原来的一半时，就可以报废，目视检查包括检查坩埚内外表面有无裂纹，为坩埚都建立使用卡片，内容包括使用时间，坩埚厚度，维修等。
Ø 在石膏上分瓣线上的钢片如何处理？
八、铸件的常见缺陷分析和处理

在铸造中，由于受到很多难以估计的因素的影响缺陷是难以避免的，低压铸造中可能发生多种缺陷，一些常见的缺陷如下：
1、 填充不足 ： 原因可能是上升速度不够，冷模，低金属温度，浇口不合适，排气销气不好。
处理：增加充型压力；提高模具温度；提高金属液温度；修整浇铸系统；修整排气销。
2、 冷纹 发生于已经凝固化部分和流动相遇时，原因可能是金属液和模具温度过低引起的。
处理：提高金属液的浇铸温度；提高模具的预热温度。
3、气孔 原因是内部包有空气或析出溶解的氢气以及有水气。
处理：提高精炼质量；铝锭、工具要充分预热干燥。
4、收缩孔和气穴 发生于铸件局部过热的地方，或此处金属液在填充时受到反向压力。
处理：在不影响铸件使用的条件下，改变铸件结构；在不能改变铸件的情况下，对模具局部处理，改变凝固条件和排气条件。
5、热裂纹 发生于部分金属固化时，由于模具的限制，使铸件基体收缩不一致引起应力增加，使热裂产生的趋势增加。
6、如何解决铸件上下存在倾斜量的问题？
7、如何解决铸件下部存在的黑色颗粒状氧化问题？

九、废铝的回收利用
9.1概述
由含铝矿物质通过电解或其他办法得到的金属铝称为原铝，又称一次铝。再生铝称为二次铝，它是由废旧材料熔炼回收得到的金属铝或铝合金，将废铝或铝合金经过处理、熔炼等处理。众所周知，废杂铝的回收至今极少走原生铝的流程，即还原电解，其主要原因是经济上划不来。因为废杂铝的回收花费大。通常报道，再生铝回收电耗仅为原铝的5%，仅仅指熔化废铝、废铝回收处理和运输消耗的能量。电解铝所需的能量则远远大于此数，通常吨铝电解电耗为13000~15000千瓦小时，能耗成本将十分可观。同时，由于废杂铝中存在有许多矿石中所没有的添加元素，这将给再生利用带来麻烦，甚至一般工艺无法达到恢复原生铝纯度的目的。从各种因素综合考虑，现今各国再生铝工艺的工序是废铝-分解-处理-重熔-不同牌号成分的再生铝合金。当然以上工艺程序存在有成分难以控制、配制的困难。因此，在重熔时净化、提纯的课题仍是再生铝工业中大家共同探索的课题。除采取在废杂铝在熔化炉之前进行各种处理，以免杂质，外来元素进入等措施外，还需研究根据产品需要、工艺需要在熔化过程中降低杂质元素及某些原合金元素的含量，使其与生产目标合金成分标准要求。目前最通用的方法是净化炉前原料分析，精心配制，分多次加料，加强熔化时搅拌，强化炉前分析，强化精炼出炉、静置炉熔剂精炼等，用以保证金属内部纯度，保证产品质量，提高实收率。强化分析，将原废杂铝按成分分类分级。分别使用是保证产品化学成分质量的最有力的措施之一。经分析综合标准或厂内废料、碎料，在处理打包后重熔或再生锭后再根据分析使用。
熔体净化是十分重要的工序，废杂铝中内部纯度差，不同程度地含有氧化膜等，有的表面被水、油垢、油漆、灰尘污染严重，极易进入熔体，形成梳松夹杂缺陷，影响铸件最终性能，必须强化熔体净化处理.有的方法对于除氢、非金属夹杂和钠等异物均有不同程度的效果。对于废杂铝中原有的合金元素提取极为困难，鲜见报道，但有时可以利用一些合金元素的相互关系影响合金性能来进行调节控制。如Mg和Si形成Mg2Si化合物强化相。组成的Mg2Si的Mg/Si重量比是1.73。当Mg2Si>1.73时将影响Mg2Si在合金中的固溶度，减弱热处理效应。过剩Si都无影响。Fe和Si同时存在时形成三元化合物，Fe>Si时，形成较多的α脆性相Al2Fe3Si2）;Fe<Si时生成更脆的β相（Al12Fe2Si）。为防止开裂，对Si应控制在充分满足Mg2S的生成后剩余Si不大于铁含量的范围内。适当提高铁可明显降低铸造热裂倾向。根据这些关系，可适当进行成分调整，以满足产品要求。