铝铜冶金及现代冶金技zgvyiy5e.ppt

铝、铜冶金及现代冶金技术主讲人 : 李卫锋2007 年 9 月 * 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）3 Al（OH）3 － Al2O3 ＋ H2O （3） 500－550℃ 为γ－ Al2O3 900℃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Al2O3 Na3AlF6 Al2O3 * 铝合金 固溶强化 变形铝合金 铸造铝合金 变形铝合金: 加热可形成单相合金 铸造铝合金：具有共晶组织－不可变形 （Al－Si；Al－Mg；Al－Cu；Al－Zn） Al－Si铸造铝合金共晶点Si10％，当Si大于6％时必须变质。 * 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 ＋ H2O Al (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 ] O2 Al2O3 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。 排 * 2 2. 熔剂法：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。