铸造铝合金熔炼原理和工艺;;概 述;铝铸件中气孔的形态及对铸件性能的影响;针孔分级;铝铸件中气孔的形态及对铸件性能的影响（续）;铝铸件中氧化夹杂的形态及对铸件性能影响;铝液中气体和氧化夹杂的来源;铝与氧的亲和力很大，极易氧化，4Al+3O2=2Al2O3。表面生成致密的氧化铝膜，可阻止继续氧化。
在通常大气（湿度较大）中铝的熔炼温度下γ-Al2O3膜常会含1-2﹪H2O和H2，熔炼时若氧化皮被搅入铝液，即起Al- H2O反应。
合金元素对铝的氧化有一定的影响，在这类合金中加入少量的铍（0.03-0.07%Be）后，使氧化膜致密，故能提高其抗氧化性。
为了防止铝-氧剧烈反应，大多数铝合金的熔炼温度控制在750℃以下。;铝-水气反应;在含硅、铜、锌等元素的铝合金，能较显著地阻缓铝－水蒸气反应。含镁、钠等元素较多的铝合金，常使铝－水气反应激烈进行。
升温时铝－水气反应速度大为加快，这说明限制熔炼温度及浇注温度的必要性。
水气来源于炉料、熔剂、精炼变质剂、炉气（大气）及熔炼浇注工具。特别是锈蚀的铝料，甚至经过吹砂清理，仍会增加铝液的含氢量。; 铝—有机物反应也是铝液吸氢的原因之一；最可能的有机物是炉料、工具被油脂沾污。
4/3mAl+CmHn→m/3Al4C3+n[H] ; 能溶解于铝合金的气体主要是氢（其余是少量的CO等）；
氢主要来自铝-水气反应，在熔炼中由于该反应不可避免地将氢带入铝液；
铝液中氢的溶解度不大，很易为氢所饱和；
虽然在熔炼中可采用精炼除氢，但仍会残留一部分，而且铝液凝固时氢的溶解度变化的相对值很大。;; 在熔铸过程中，如将表面氧化膜或空气搅入铝液，或将吸附的H2O带入铝液，均将在其中产生γ－Al2O3夹杂物，悬浮在铝液中，而在浇注的铸件中形成氧化夹杂物。
实践证明，铝液中氧化夹杂越多，则含氢量也越高。并且氧化夹杂物提供了气泡成核的现成界面，促使铸件针孔的形成。所以，铝液中Al2O3和氢之间有着十分密切的关系。 ;§13-2 铝合金熔炼工艺原理和技术 ;铝液吸氢的动力学过程;铝合金的净化（精炼）原理;氧化铝的形态、性能及对吸氢的影响;氧化铝的形态、性能及对吸氢的影响（续）;元素 ; 应尽量降低铝液表面上的氢分压，为此可采用真空处理。
向铝液中吹入气体，以在其内形成氢分压起始为零的气泡来降低含氢量。
温度的降低作用是有限的。;除气的动力学过程大致经过下列几个阶段：
气体原子从铝液内部向表面或精炼气泡界面迁移；
气体原子从溶解状态转变为吸附状态；
在吸附层中的气体原子生成气体分子；
气体分子从界面上脱附；
气体分子扩散进入大气或精炼气泡内，精炼气泡上浮到铝液表面进入大气。;除气动力学（续）; 从热力学角度，精炼温度应低些为好；
从动力学角度，精炼温度希望高些，以降低熔体粘度。;气泡在铝液中与固体夹杂相遇时会发生能量变化；
根据热力学第二定律，系统自发变化的条件时能量必须降低；
由于夹杂被气泡自动吸附满足的自由能变化量△F﹤0；
所以铝液中的Al2O3夹杂能自动吸附在气泡上，而被带出液面。;铝液精炼工艺;概念：
在铝液中吹入气体或产生气体，利用气泡在铝液中的浮升，将氢及夹杂排出液面。
原理：
铝液内气泡中氢的分压起始为零，铝液中的溶解氢即在氢压力差驱动下不断进入气泡，随气泡很快逸入大气。
精炼方法：
包括氯盐精炼、硝酸盐精炼、吹惰性或活性气体精炼等。;通氮精炼;通氮精炼（续）;通氮精炼（续）;通氩精炼;向铝液中通入氯气，可以较有效的起精炼作用。
2Al+3Cl2 = 2AlCl3↑ ΔH= -1591.8KJ
H2+Cl2 = 2HCl↑
反应生成物都是气态，不溶于铝，和未发生反应的氯气都成气泡起精炼作用，因此精炼效果比通氮甚至通氩明显。; 常用的氯盐有 ZnCl2、MnCl2、C2Cl6、CCl4、TiCl4等
氯盐在铝液中发生下列反应：
3MeCl2+2Al = 3Me+nAlCl3↑
反应产物在铝液中形成大量无氢气泡，起精炼作用。
优点：工艺简单，成本低；有较好的除气效果，但除夹杂能力较差；清渣能力强，渣易与铝液分开。
缺点：产生有毒的腐蚀性氯化物气体。;六氯乙烷精炼
C2Cl6加入铝液后，发生反应：
C2Cl6 → C2Cl4+Cl2↑
2Al+3Cl2 → 2AlCl3↑
3C2Cl6+2Al → 3C2Cl4+ 2AlCl3 ↑
产生的Cl2在铝液中可继续反应产生气体AlCl3和HCl，还可能有未全反应的Cl2、C2Cl4,都会成为气泡起精炼作用。;精炼工艺
六氯乙烷的用量及精炼温度与合金成
