本标准规定了铸造铝合金熔炼用设备与熔炼工具、材料的准备、中间合金的配制与检验、工作合金的配制、合金的除气处理与精炼处理、工作合金的变质处理与孕育处理、合金质量的炉前控制及技术安全等要求。本标准适用于航天产品用铸造铝合金的熔炼。其他产品用铸造铝合金的熔炼可参照使用。 QJ 1182A-2005 铸造铝合金熔炼 QJ1182A-2005 标准下载解压密码：www.bzxz.net

中华人民共和国航天行业标准
FL0180
2005-04—11发布
铸造铝合金熔炼
Smelting of aluminium casting alloys国防科学技术工业委员会发布
QJ1182A-2005
代替QJ1182—1987
200507—01实施
本标准代替QJ11821987《铸造铝合金熔炼规范》。本标准与QJ1182—1987相比有以下变化：a）增加了ZL205A合金熔炼工艺；b）增加了高纯度氮气、氩气精炼除气工艺：增加了中间合金的检验要求；
删除了以硝酸钠加石墨为主要组元的除气剂的除气工艺；d）
e）删除晨光二号CGRT-2变质工艺。本标准由中国航天科技集团公司提出。本标准由中国航天标准化研究所归口。本标准起草单位：中国航天科技集团公司第一研究院二一厂。本标准主要起草人：张建兵、吴光然、邬京利、肖文丰、田堂振。本标准于1987年5月首次发布，本次为第一次修订。QJ1182A—2005
1范围
铸造铝合金熔炼
QJ1182A—2005
本标准规定了铸造铝合金熔炼用设备与熔炼工具、材料的准备、中间合金的配制与检验、工作合金的配制、合金的除气处理与精炼处理、工作合金的变质处理与孕育处理、合金质量的炉前控制及技术安全等要求。
本标准适用于航天产品用铸造铝合金的熔炼。其他产品用铸造铝合金的熔炼可参照使用。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包含勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。阴极铜
GB/T467
GB/T470
GB/T1196
GB2524
GB2774
GB2881
GB3211
重熔用铝锭
海绵钛
金属锰
工业硅
金属铬
GB/T3494
GB/T3499
GB/T4153
GB/T4209
GB/T4291
GB/T4293
GB/T4842
GB5461
氧化锌
重熔用镁锭
混合稀土金属
工业硅酸钠
冰晶石
氟化钠
纯氩气
食用盐
GB/T6516
GB/T7118
GB/T8644
GB/T8733
电解镍
工业氯化钾
重熔用精铝锭
铸造铝合金锭
GB8735铝中间合金锭
GB/T8979纯氮气
GB15342
HB5371
滑石粉
铝基中间合金锭
铝合金铸件技术条件
QJ169铺
QJ1182A-2005
电解金属锰
YB/T051
YB/T521氟化钙
YS72镉锭
HG/T3252工业氟硅酸钠
HG/T3261工业六氯乙烷
3熔炼设备与熔炼工具
3.1熔炼设备的选用
合金一般应在电阻炉或感应炉中熔炼。铝镁系合金不宜在感应炉中熔炼。3.2、熔炼工具的准备
3.2.1一般应采用铸铁埚或铸钢(钢板焊接）。3.2.2埚、熔炼工具使用前应将残余的金属、氧化皮、变质剂等污物清除干净，并在120℃～250℃下加热后喷涂防护涂料。糖衬的保温埚可不喷涂防护涂料。铝镁系合金的熔炼工具使用前应在光卤石等熔剂中清洗干净。对于杂质元素要求严格的铸造铝合金，如ZL114A、ZL205A，推荐使用钛合金制作的撇渣勺、搅拌勺和钟罩等工具。3.2.3当生产质量要求较高的产品时，塘衬的保温埚使用次数一般不超过20次。3.2.4防护涂料中所用固体组元配制前应破碎，经400目以上的筛过筛后混合均匀。使用时，将水玻璃倒人90℃～100℃的热水中充分搅拌，加人固体组元后搅拌均匀，冷却备用。常用涂料成分应符合表1的规定。配制好的涂料停放时间应不超过8h。超过三个月没有使用的磨碎机，再次使用前应使用废旧涂料对磨碎机进行清洁后，方可使用。表1常用涂料成分配比
滑石粉
氧化锌
成分（重量百分比）
水玻璃
白垩粉
3.2.5喷涂好涂料的埚、熔炼工具等使用前应充分预热。应在500℃～600℃预热，保温时间2h以上：熔炼工具应在200℃～400℃预热，保温时间2h以上。使用感应炉熔炼合金时，埚可不预热，但感应炉中使用塘衬埚时，塘衬埚一般应预热、烘干。3.2.6保温用的钢板焊接埚，内表面应采用耐火材料制作的糖衬。耐火材料成分的配比应符合表2的规定。埚底部塘衬厚度为12mm～20mm，四周糖衬厚度为8mm～10mm。埚自然干燥12h～16h，在100℃～300℃下再干燥2h～3h，再加热到750℃～850℃保温1h～2h后，将720℃左右的铝合金液倒人埚中并保温3h～4h洗埚，埚清理干净后待用。的塘衬不允许有裂纹和剥落现象。4材料
耐火熟粘土
糖衬用耐火材料成分的配比
成分（重量百分比），%
石英砂
配制铸造铝合金所用的主要材料应符合表3的规定。耐火土
表3配制铸造铝合金常用主要材料名称
重熔用铝锭
重熔用精铝锭
工业硅
铝硅中间合金锭
铸造铝合金锭
重熔用镁锭
金属锰
电解金属锰
阴极铜
电解镍
金属铬
海绵钛
混合稀土金属
铝铍中间合金
铝钒合金
铝锶中间合金
技术标准
GB/T1196
GB/T8644
GB2881
GB8735
HB5371
GB/T8733
GB/T3499
GB2774
YB/T051
GB/T467
GB/T6516
GB/T470
GB3211
GB2524
GB/T4153
GB8735
AISil2
AISil2A
相关牌号
Cu-CATH-2
Ni9920
JCr99.5-B
MHTi-4
RECe-45
Sr：3～4
配制铸造铝合金所用的辅助材料应符合表4的规定。QJ1182A—2005
适量（另加）
主要用途
配制一般铸造铝合金
配制各种优质铸造铝合金
配制铝硅中间合金
配制一般含硅铸造铝合金
配制铝硅系优质合金
熔制各种铸造铝合金
配制含镁铸造铝合金
配制铝锰中间合金
配制铝铜中间合金
配制铝镍中间合金
配制含锌合金
配制铝铬中间合金
配制铝钛中间合金
变质剂
配制含铍合金
配制ZL205A合金
配制ZL205A合金
变质剂
QJ1182A—2005
白垩粉
氧化锌
滑石粉
工业硅酸钠
工业六氯乙烷
纯氩气
纯氮气
光卤石
氟化钙
钡溶剂
工业氟硅酸钠
食用盐
氟化钠
工业氟化钾
氟锆酸钾
氟硼酸钾
氟钛酸钾
冰晶石
二氧化钛
5中间合金
中间合金的配制
表4配制铸造铝合金常用辅助材料技术标准
GB/T3494
GB15342
GB/T4209
HG/T3261
GB/T4842
GB/T8979
辽沈Q/HG1-021
YB/T521
辽沈Q/HG1-021
HG/T3252
GB5461
GB/T4293
GB/T7118
沪Q/HG22-697
京Q/H10-1894
GB/T4291
5.1.1中间合金配制的工艺参数见表5。材料牌号或主要技术要求
盐酸不溶物：<2%
碳酸钙+碳酸镁：≥95%
粒度200目筛分物：≤3%
水分：≤2%
Zno-T2
一等品
液-5（优等品、一等品）
Ar≥99.99%
N2≥99.95%
精制盐
一、二级
氟锆酸钾：≥98%
一、二级
主要用途
配制埚、熔化工具等使用
的涂料
铝合金除气剂
配制铝镁合金精炼剂
铝镁合金精炼剂、覆盖剂
六氯乙烷除气用载体材料
配制铝硅合金变质剂
配制变质剂、孕育剂
配制孕育剂或配制铝钛硼中
间合金
配制铝钛中间合金或配制铝
合金变质剂
配制铝钛中间合金或铝合金
除气载体材料
铝硅中间合金
铝铜中间合金
铝锰中间合金
铝钛中间合金
铝镍中间合金
铝铬中间合金
铝稀土中间合金
铝锶中间合金
铝铍中间合金
组元加人量
硅：12
铜：50
锰：10
钛：4
镍：10
铬：2.5
稀土：10
锶：3.5
铍：3.5
表5中间合金的配制工艺参数
工艺参数
组元尺寸（参考）
（单边）
长度：不大于100
宽度：不大于100
长度：10～15
宽度：10～15
海绵钛：530（单边）
二氧化钛粉末
长度：不大于100
宽度：不大于160
颗粒状
5～10（单边）
组元加人温度
760～780（电阻埚炉）
670~680（电阻埚炉）
850~950（感应炉）
800~850
900~1000
1000～1200
850~950
1200~1300
700～720
725～735
1000~1100
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浇注温度
720~750
700~750
850~900
950~1000
750~800
900910
800~880
700～730
750～800
5.1.2配制铝硅、铝铜、铝锰、铝镍、铝稀土、铝铬中间合金时，先将铝锭熔化，加热至表5中规定的组元加入温度，分批加入组元，用预先经过充分烘干处理的石墨棒搅拌均匀，除渣后进行除气处理，按表5的规定浇注。
5.1.3配制铝硅、铝铜、铝锰中间合金，也可按下列方法进行：a）配制铝硅中间合金：先将占铝锭总量75%的铝锭与工业硅同时装人中，加热至750℃780℃并保温，待硅全部熔解后再加人剩余的铝锭，全部熔化后进行除气处理，搅拌5min6min，按表5的规定边搅拌边浇注。
b）配制铝铜中间合金：先将占铝锭总量75%的铝锭与铜同时装人埚中，加热至800℃左右并保温。待铜全部熔解后再加入剩余的铝锭，全部熔化后进行除气处理，搅拌5min～6min，按表5的规定边搅拌边浇注。
c）配制铝锰中间合金：将占铝锭总量不少于25%的铝锭装人埚中，加热到表5规定的加入温度，分批加人电解锰，待锰熔解后搅拌5min～6min，加人剩余的铝锭，全部熔化后进行除气处理，按表5的规定边搅拌边浇注。
5.1.4配制铝钛中间合金，可按下列任一方法进行：a）熔合法：使用感应炉熔炼时，将占铝锭重量75%的铝锭装人埚中，加热至1000℃～1200℃.然后将预热至150℃200℃、保温1h的海绵钛碎块全部加人铝液中（也可分批加人）。选择适5
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宜的感应炉输出功率，利用感应炉电磁搅拌工作特性，使海绵钛迅速熔解。当熔池中有比较完整的氧化膜形成时（表明钛已完全熔解），加人预热的剩余铝锭，使之熔化，除渣。调整合金液温度，按表5的规定边搅拌边浇注。铝热置换法：炉料由铝锭、占铝锭重量15%的二氧化钛和占铝锭重量15%的冰晶粉组成。熔b）.
炼前先将二氧化钛与冰晶粉混合均匀，在200℃～300℃烘烤2h～4h，待用。铝锭熔化后，将占炉料总重量3%～5%的冰晶石粉（另加）覆盖液面，将铝液加热至1000℃～1200℃，扒去覆盖剂，将二氧化钛与冰晶粉的混合物分批加人铝液中，搅拌。当二氧化钛与冰晶粉混合物全部加完后，按表5的规定挡渣浇注。此方法多适用于地坑炉。铝钛中间合金可进行重熔处理，重熔时浇注温度为850℃900℃。
5.1.5中间合金的除气处理一般按6.2进行。5.1.6每炉中间合金一般应在浇注初期、中期与后期分别取样，分析主要组元及含铁量。同炉中间合金组元含量、成分百分数极差及允许含铁量应符合表6的规定。除铝硅外，中间合金料块一般不大于（80X80×25）mm。
表6同炉中间合金组元含量、成分百分数极差及允许含铁量名称
铝一硅
铝一铜
铝一锰
铝一镍
铝一钛
铝一稀土
铝一铬
铝一锶
铝一铍
组元含量范围
硅：10.5~13.5
铜：48~52
锰：9~11
镍：9~11
钛：3～5
稀土：9～11
铬：2~3
锶：3～4
铍：3～4
试样成分百分数极差
硅：2.0
铜：2.0
锰：1.0
镍：1.0
钛：0.5
稀土：0.7
铬：0.5
锶：0.2
铍：0.2
注1：每炉中间合金的化学成分，按所试样（每炉至少两个）的平均值计算。注2：在配制工作合金时，铝硅、铝铜中间合金用量较多、故规定了含铁量。5.2中间合金的检验
5.2.1外购中间合金锭的检验按GB8735的相关规定执行。5.2.2自制中间合金锭的检验应符合下列要求：自制中间合金锭的尺寸、形状及表面质量应符合GB8735的规定：a）
试样的化学成分应符合表6的规定，每炉中间合金的取样数量不少于两件：b）
试样成分百分数极差应符合表6的规定；c）
必要时，应对中间合金锭进行断口检验，检验数量和验收标准由供需双方协商：d)
e）在满足产品质量要求的前提下，中间合金锭的验收标准允许由供需双方协商。6工作合金
6.1工作合金的配制
6.1.1配制工作合金采用金属锭、中间合金及回炉料，也可采用各种牌号的预制合金锭。6
6.1.2回炉料按质量情况分为三级：一级为不因化学成分不合格而报废的铸件、大冒口等；二级为切除过滤网部分的浇注系统；QJ1182A--2005
一三级为金属溅屑、碎小废料、埚底料及含过滤网部分的浇注系统等。、二级回炉料应进行重熔，浇注铸锭。分析化学成分，合格后方可使用。已知化学成分的一级回炉料可直接用于配料。
6.1.3按QJ169要求的I类铸件，只允许使用一级回炉料；II、IⅢI类铸件允许使用一、二级回炉料；三级回炉料不允许用于航天产品的生产。一级回炉料用量一般应不超过炉料重量的65%；二级回炉料一般应不超过炉料重量的35%；Ⅱ类铸件回炉料用量应不超过炉料总量的70%。6.1.4装料前，炉料应吹砂或用其它方法去除炉料表面上的锈迹、泥沙等污物，在350℃450℃保温2h以上。镁、锌、稀土等金属炉料允许在炉旁预热。6.1.5在保证铸件针孔度级别等内在质量要求的前提下，炉料允许随炉预热。6.1.6埚预热按3.2.5的规定进行。6.1.7根据埚容量，应同时或分批装人回炉料、新料、以及中间合金（铝一稀土、铝一锶除外），待其全部熔化后，控制合金温度至680℃～700℃，按工作合金要求加人锌、镁等元素。铝钛中间合金可分两批加人，第一批（约占加人总量的65%～75%）随其它炉料一起加人；第二批在合金除气前加入。镁可在合金除气后加人。当用六氯乙烷除气时，加镁温度允许提高至720℃。合金除气完毕需进行变质处理，按照工艺要求加人铝一稀土或铝一锶。6.1.8工作合金的除气处理或精炼处理应按6.2进行。6.1.9应尽量缩短合金液在熔炼炉中停留时间。砂型铸造应不超过6h；金属型铸造应不超过7h；压铸应不超过9h。停留时间是指合金从开始熔化至浇注完毕为止。6.1.10熔炼过程中，合金液最高温度应不超过780℃。埚底部余料高度应不小于80mm。6.1.11配制预制合金锭可获得化学成分均匀的合金液。预制合金锭的熔炼按工作合金的规定进行。6.2合金的除气处理与精炼处理
6.2.1概述
炉料全部熔化后，应进行除气或精炼处理。常用的除气剂、精炼剂见表7。名称
六氯乙烷
除气剂
六氯乙烷加
载体材料除
氮气、氩气
除气剂
精炼剂
精炼剂
六氯乙烷
六氯乙烷：50%
氟硅酸钠：50%
表7常用除气剂、精炼剂
优缺点
不吸潮，腐蚀性小，易于保存，除气效果好不易除渣，金属损耗量大，有毒六氯乙烷：二氧化钛为2：1
或六氯乙烷：二氧化钛为1：2
纯氮气或纯氩气
光卤石
钡溶剂
光卤石：60%
氟化钙：40%
除气效果好，可大大提高六氯乙烷的除气效果，易除渣，减少了金属损耗量，有毒除气效果尚可，除渣效果良好，无毒，无害，减少金属的损耗量，对合金无污染适用范围
各种铸造铝合金
除硅为杂质的各
种铸造铝合金
各种铸造铝合金
各种铸造铝合金
铝一镁系铸造铝
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6.2.2除气处理
6.2.2.1六氯乙烷使用前应将其压成比重约为1.8g/cm2的圆饼，每块重约50g～100g，存放于干燥容器内备用。
6.2.2.2使用六氯乙烷加载体材料进行除气时，载体材料（氟硅酸钠或二氧化钛）应进行脱水处理。氟硅酸钠于240℃～300℃烘烤12h～14h；二氧化钛于300℃～400℃烘烤3h～4h。按表7中规定的成分，将六氯乙烷与已经烘烤过的载体材料混合均匀，压成重50g～100g的圆饼，存放于干燥容器内备用。6.2.2.3用钟罩将除气剂压人距埚底部约100mm、距埚壁约1/3埚直径处，并缓慢地做匀速圆周移动。除气剂应分批加人避免铝液剧烈喷溅。除气结束后除渣，并按表8的规定进行静置处理。当使用六氯乙烷加载体材料进行除气时，允许在静置后除渣。6.2.2.4常用除气剂的工艺参数应符合表8的规定。表8常用除气剂的工艺参数
除气剂名称
六氯乙烷
六氯乙烷50%
+氟硅酸钠50%
六氯乙烷：二氧化钛为
2：1或六氯乙烷：二氧
化钛为1：2
纯氮气、纯氩气
用量占炉料重量
0.3～0.5免费标准下载网bzxz
除气温度
740~750
（含镁合金）
710730
（不含镁合
730~760
720～730
700～740
除气时间
除气后静置时间
含镁量高时用量取上
限；含镁量低时用量
取中限；不含镁时用
量取下限
ZL101、ZL104合金在
（745±5）℃除气效
果较好
多用于铝铜系合金
使用纯氮气、纯氩气
除气前应进行干燥处
6.2.2.5使用纯氮气、纯氩气除气前，首先应检查除气机上各阀门和仪表是否正常工作，检查干燥剂是否有效，并对旋转除气机的喷头和转杆清理后进行预热。除气时，先打开通气阀门，将旋转喷头缓缓地降至适当位置（合金液面以下约2/3处），开启旋转按钮，调整转速，然后调节气瓶开关以控制气体流量，直到整个液面均匀弥散地冒出细小的气泡为止。除气完毕，先关闭旋转按钮，将喷头升至液面以上，将旋转喷吹机移到一边，关闭通气阀门，除渣静置，准备浇注。6.2.2.6合金液自第一次除气至浇注结束的时间间隔不超过2h。若需进行二次除气时，第二次除气至浇注结束的时间间隔不超过1h，但总的熔炼时间应符合6.1.9的规定。压铸合金每次除气至浇注结束的时间间隔不超过4h。
6.2.3精炼处理
6.2.3.1各种精炼剂按下列要求进行准备：a）使用光卤石时，将光卤石放在铁埚中，升温至680℃～700℃将其熔化，并不断强烈搅拌至液8
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态光卤石不再冒气泡为止，再升温至800℃，保持1.5h～2h，使其中可能存在的氧化镁等固体质点充分沉淀，然后浇注于干净、干燥的容器内。锭块厚度为30mm～40mm，冷却后，装人球磨机中磨碎，并经20目～40目筛过筛。存放于干燥、密封的容器内备用。使用钡溶剂时，应进行脱水处理。即将钡溶剂放在铁埚中，升温至600℃～650℃使其熔化，b)
并至沸腾停止为止，然后浇注于干净、干燥的容器内。锭块厚度一般应不大于40mm，冷却后，装人球磨机中磨碎，并经20目～40目筛过筛，存放于干燥、密封的容器内备用。c）使用光卤石、氟化钙时，将按6.2.3.1a）处理过的光卤石锭与氟化钙按比例称重后一同装人球磨机中磨碎，并经20目40目筛过筛。存放于干燥、密封的容器内备用。6.2.3.2将经预热的精炼剂均匀地洒在合金液面上，覆盖10min～15min后打碎硬壳，并将精炼剂压人合金液中至100mm～150mm深处，连续操作3min～5min后打渣浇注。6.3工作合金的变质处理与孕育处理6.3.1按工艺要求，合金液一般应进行变质处理或孕育处理。6.3.2·常用变质剂、孕育剂的组成及特点见表9。变质处理及孕育处理工艺参数与方法见表10。6.3.3将钠基三元变质剂和钠基四元变质剂按表9规定的成分百分比称重，分别装人料盘中摊平，其厚度不超过50mm，于200℃～300℃烘烤8h～24h，依次将氯化钠、氯化钾、氟化钠等装人球磨机中，分别研磨15min～20min（没有球磨机时，可将氯化钠、氯化钾、氟化钠研磨后），经30目～40目筛过筛，混合均匀，将混合物在200℃～300℃烘烤不少于6h备用。
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