之前中国铸造网小编已经为大家介绍了铝合金熔炼前准备，本文重点介绍铝合金的配制
配制铝合金采用金属锭、中间合金及回炉料，也可使用各种牌号的预制合金锭。
装料前必须去除炉料表面上的锈迹、泥砂等污物。
回炉料分为三级：
表1 回炉料的分级、应用及最大回用量
级别 | 分类 | 熔炼前的预加工 | 用途 | 回用量 |
一级 | 不是因化学成分报废的铸件，金属型铸件的浇冒口，砂型铸件的冒口。 | 清除油污、泥沙、杂质及其它附属物 | 可直接用作所有类别工作合金的回炉料 | ＜80% |
二级 | 砂型铸件的浇道，坩埚底部的剩料，因化学成分报废的铸件。 | 除去夹砂、杂物，可考虑喷砂处理，并补加所需元素。 | 可直接用做Ⅱ、Ⅲ类铸件的合金的回炉料 | ＜70% |
三级 | 溅屑、铸件飞边和碎小的废料 | 分离处理，除去杂物及泥沙 | 用于无气密性要求，或化学成分范围较宽的合金 | ＜30% |
注：(1)当铸件有特殊要求时(如针孔度等)，回炉料的用量应酌情减少，如气缸铸件应低于40%;
(2)当各级回炉料搭配使用时，回炉料的总量≤80%，其中，三级回炉料≤10%，二级回炉料≤50%。
(3)回炉料应按牌号分开堆放，成分不清的需经重熔后分析成分方可用于配料。
炉料计算：
元素含量计算法，按表2举例说明：
表2 炉料的计算程序实例(一)
计算程序 | 举例 |
1．确定熔炼要求： A． 合金牌号 B． 所需合金液重量 C． 所用炉料的成分 | 1．以熔炼ZL104合金80㎏为例（配料计算取技术要求的平均值）： Si：9%，Mg：0.27%，Mn：0.4%，Al：90.33%，杂质Fe≤0.6% Al-Mn合金：Mn10%，Fe≤0.3；镁锭：Mg99.8%；铝锭：Al99.5%，Fe≤0.3%。 回炉料：P=24㎏，占总量的30%，成分为：Si9.2%,Mg0.27%,Mn0.4%,Fe≤0.4% |
2．确定元素的烧损量：E | 2．各元素的烧损量按表9中选取，必要时根据生产实际加以调整。 举例：ESi:1%，EMg:20%，EMn:0.8%，EAl:1.5% |
3．计算100㎏炉料各元素的需要量Q： Q=a/（1-E） | 3．100㎏炉料中，各元素的需要量Q： QSi=9%×100/(1-1%)=9.09㎏ QMn=0.4%×100/(1-0.8%)=0.40㎏ QMg=0.27%×100/(1-20%)=0.34㎏ QAl=90.33%×100/(1-1.5%)=91.7㎏ |
4．根据熔制合金的实际含量W，计算各元素的需要量A=W/100×Q | 4．熔制80㎏合金实际所需元素量A： ASi=80/100×QSi=80/100×9.09=7.27㎏ AMg=80/100×QMg=80/100×0.34=0.27㎏ AMn=80/100×QMn=80/100×0.4=0.32㎏ AAl=80/100×QAl=80/100×91.7=73.37㎏ |
5．计算回炉料中各种元素的含有量B | 5．BSi=24×9.2%=2.21㎏ BMg=24×0.27%=0.07㎏ BMn=24×0.4%=0.1㎏ BAl=24×90.16%=21.64㎏ |
6．计算应加的新元素含量C：C=A-B | 6．CSi=ASi-BSi=7.27-2.21=5.06㎏ CMg=AMg-BMg=0.27-0.07=0.20㎏ CMn=AMn-BMn=0.32-0.1=0.22㎏ CAl=AAl-BAl=73.37-21.64=51.73㎏ |
7．中间合金量D：D=C/F（F：元素含量），带入的铝量：MAl=D-C | 7．相应于新加入的元素量所应补加的中间合金量： D(Al-Mn)=CMn/10/100=0.22×100/10=2.2㎏ 带入的铝:M(Al-Mn)=D-C=2.2-0.22=2.08㎏ |
8．应补加的纯铝GAl | 8．GAl=AAl-[M(Al-Mn)+BAl]=73.37-(2.08+21.64)=49.65㎏ |
9．计算炉料总重W | 9．W=GAl+(Al-Mn)+Si+Mg+P=49.65+2.2+5.06+0.20+24=81.11㎏ |
10．核算杂质含量U（以铁为例） | 10．U=GAl×0.3%+D(Al-Mn)×0.3%+P×0.4%=49.65×0.3%+2.2×0.3%+24×0.4%=0.25㎏ UFe=0.25/80×100/100=0.3125% |
炉料配比系数法：按表3举说明：
表3 炉料的计算程序实例
计算程序 | 举例 |
1． 确定熔炼要求： A.合金牌号 B.所需合金液重量 C.所用炉料成分 | 1．以熔炼ZL104合金100㎏为例（配料计算取技术条件规定的平均值）： Si：8.5%，Mg：0.26%，Mn：0.4%，Al：90.84% 回炉料P=100×50%=50㎏，按合金成分计算 |
2．确定元素的烧损量E | 2．元素的烧损量按表9选取，必要时根据生产实际加以调整。计算确定为： ESi：1%，EMg：30%，EMn：1%，EAl：1.0% |
3．计算100㎏炉料各元素的需要量A： A=a/（1-E） | 3．100㎏炉料中，各元素的需要量A： ASi=8.5%×100/(1-1%)=8.58㎏ AMn=0.4%×100/(1-1%)=0.4㎏ AMg=0.26%×100/(1-30%)=0.37㎏ AAl=90.84%×100/(1-1.0%)=91.75㎏ |
4．计算回炉料中各元素的含有量B | 4．BSi=50×8.5%=4.25㎏ BMn=50×0.4%=0.2㎏ BMg=50×0.26%=0.13㎏ BAl=50×90.84%=45.42㎏ |
5．应补加的新元素量C | 5．CSi=ASi-BSi=8.58-4.25=4.33㎏ CMn=AMn-BMn=0.4-0.2=0.20㎏ CMg=AMg-BMg=0.37-0.13=0.24㎏ CAl=AAl-BAl=91.75-45.42=46.3㎏ |
6．中间合金加入量D及带入的铝M | 6．D(Al-Mn)=CMn/10%=0.20/10%=2.0㎏ M=D(Al-Mn)-CMn=2.0-0.20=1.80㎏ |
7．应加的纯铝量G | 7．G=CAl-M=46.3-1.8=44.5㎏ |
8．以加入NAl=100㎏铝锭为准，计算其它炉料的需要量N | 8．NSi=CSi×NAl/G=4.33×100÷44.5=9.7㎏ NMg=CMg×NAl/G=0.24×100÷44.5=0.54㎏ N(Al-Mn)=CMn×NAl÷G=2.0×100÷44.5=4.5㎏ N回=P×NAl÷G=50×100÷44.5=112㎏ |
注：ZL107的计算程序与此相同，计算过程略。ZL104和ZL107的配料系数列于下表：
表4 常用铝合金的炉料配制系数
序号 | 合金 代号 | 各种炉料的配制系数 | ||||||||
铝锭 | 工业硅 | 镁锭 | AlCu50 | AlMn10 | AlTi5A | 同牌号回炉料≤ | 备注 | |||
01 | ZL107 | 100 | 8.122 | / | 9.29 | / | / | 170 |
| |
02 | ZL107 | 100 | 9．4 | / | 10．9 | 5．12 | / | 178 | Fe>0．４%时 | |
03 | ZL104 | 100 | 9.74 | 0.774 | / | 4.584 | / | 168 |
| |
04 | 105002 | 100 | 14.8 | / | 8.233 | 5.15 | / | 188 |
| |
05 | ZL111 | 100 | 11.3 | 1.63 | 4.01 | 3.15 | 6.36 | 184 |
| |
注：上表中所列各种炉料必须符合QB004-2003《原材料技术条件及验收标准》的相应规定，否则，不能使用本表系数。此外，实际配料时，应逐一填写配料原始记录，以便复查核实。
表5 铝合金熔炼时元素的烧损量
元素 | 烧损量（电炉熔炼） | 元素 | 烧损量（电炉熔炼） |
Al | 1.0～1.5 | Na | 2～3 |
Si | 0.5～1 | Mn | 0.5～1 |
Cu | 0.5～1 | Sn | 0.5～1 |
Mg | 2～3若纯金属加入可达到15～30% | Fe | 0.5～1 |
Zn | 1～3若以纯金属加入则烧损可达10～15 | Be | 0.5～1 |
Ni | 0.5～1 | Ti | 1～2 |
炉料加入先后原则：
1、 当用铝锭和中间合金熔化时，首先装入铝锭，然后加入中间合金;
2、当用预制合金锭进行熔炼时，首先装入预制合金锭，然后补加所需的铝和中间合金;
3、当炉料为回炉料和铝锭组成时，首先加入炉料中最多的那一部分;
4、 当熔炉容量足以同时装入几种炉料时，则应首先装入熔点相近的成分;
5、容易烧损和低熔点的炉料，如镁和锌，应在最后加入;
6、在连续熔化时坩埚内应剩余一部分铝液以加速下一炉的熔化;
7、 采用覆盖剂时，应在炉料开始熔化时就加入熔剂。
8、炉料全部熔化后，进行搅拌使成分均匀，然后调温到除气工艺所需的温度。
