摘 要摘 要本文实验性的探索了利用电渣熔铸工艺生产铝青铜材料的可行性，确定了生产铝青铜所独有的电渣渣系，改变了过去只使用浇铸来生产铝青铜的传统方法，提高了铝青铜的各项性能指数。在本研究中利用实验证实72%CaF2和28%NaF配比的电渣能够让型号为QAl9-4的铝青铜通过电渣熔铸工艺成功生产出来。在对不同的自耗电极直径与电流密度进行分析比较后，得出在120mm直径的结晶器中，以1400A的电流采用40mm直径的铝青铜自耗电极进行电渣熔铸最为合适。本研究中铝青铜材料在应用电渣熔铸工艺生产出来后，硬度提高了25%，已经可以达到冲压成型的铸铁的水平，扩展了铝青铜的使用领域。在对原试样与电渣熔铸后试样的晶粒大小对比中可以得知，电渣熔铸锭内的晶粒都经过细晶强化，晶粒相比原材料更小，且芯部到边部的晶粒度逐渐变小。由电渣熔铸生产的铝青铜远远超过了砂型铸造所生产铝青铜的抗拉强度，其中已经达到的最高619MPa的抗拉强度远远超过当下性能最好之金属型铸造的铝青铜标准。通过分析计算熔铸前后各元素成分得到铝元素在电渣熔铸过程中的烧损达到6%，相对一般熔铸过程较为严重，故在使用此方法生产铝青铜时需要合理添加含铝物，调节铝在此合金中的含量，改善铝青铜的产品性能。关键词电渣熔铸，铝青铜，成型工艺
目 录
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 电渣熔铸技术 2
1.2.1 电渣熔铸所用电渣炉组成设备 2
1.2.2 电渣熔铸起源与基本原理 2
1.2.3 电渣熔铸的发展 5
1.2.4 电渣熔铸特点 6
1.2.5 电渣熔铸温度的影响因素 7
1.2.6 电渣的功用 8
1.2.7 渣系的选择标准 9
1.3当前铝青铜合金的研究与应用进展 9
1.3.1 铝青铜的优良性能 9
1.3.2 合金元素对铝青铜合金材料的影响 10
1.4 本文研究的的意义和主要内容 12
1.4.1 意义 12
1.4.2 主要内容 12
第二章 实验条件及方法 14
2.1 试验设备及材料 14
2.1.1 实验所用设备
 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072# 
14
2.1.2 检验设备 15
2.1.3 实验材料 16
2.2 实验准备 17
2.2.1 电渣配比确定 17
2.2.2 电渣制备 17
2.2.3 自耗电极直径确定 18
2.2.4 电流密度确定 18
2.3 实验过程 19
2.3.1 电渣熔铸锭制备 19
2.3.2力学性能试验：拉伸实验 21
2.3.3金相试样制备 22
第三章 铝青铜电渣熔铸前后对比研究 23
3.1电渣熔铸前后金相组织改变研究 23
3.2 维氏硬度检测 24
3.3 铝青铜电渣熔铸锭中部抗拉强度 24
3.4 电渣熔铸前后成分对比 26
3.5 电渣熔铸锭内部晶粒大小分布 27
结论 29
致谢 30
参考文献 31
第一章 绪论
1.1 引言
随着现代工业的极速发展，材料的更新也随之越来越快，对金属材料的质量和性能要求也越来越高。金属材料在当下的经济建设方面、交通方面、国防方面等，应用的比重仍然稳占鳌头，故此对其性能提升和工艺扩展方面的研究仍然是极为重要的，这些研究将会为冶金、能源、交通、发电等行业的发展打下坚实的基础。我国当下的发展仍然很快速，尤其是国内材料应用领域的发展，正在向当下装备制造业最基础的结构材料的各项性能提出了很大的挑战。
铝青铜材料作为当下结构材料中受到很大关注度的合金之一，是一种以铜为基，以铝作为其中最主要合金元素的合金。铝青铜中虽然主要元素为铜和铝，但并不是只有这两种元素，有时还可以利用加入其他金属元素如Fe、Ni、Mn等以改善一种或几种特定的性能，这种合金称之为多元铝青铜，相对的没有加入其他元素的称之为二元铝青铜。虽然在20世纪50年代前也有人研究过铝青铜，但直到这个年代的大型工业化生产兴起，较为深入的研究工作才真正开展起来，对铝青铜的认识逐渐加深，发展到今天，铝青铜作为现代工业中不可或缺的一种新型铜合金，也在起着越来越广泛而深刻的作用。
铝青铜合金的熔炼是以其为材料的产品生产过程中最重要的步骤,也是产品质量好坏的关键。当下许多的研究重点主要还是侧重通过减少熔炼过程中的除气、除渣、变质、脱氧等方面来提升铝青铜产品的性能上，但根据国外某项研究表明,当下对熔炼过程中熔体的处理还是采用覆盖表面来减少熔体的氧化与吸气,与之前多年应用并没有什么本质的区别，只是通过研究各相关参数,以控制变量法优化工艺，在避免铸件产生缩松、气孔、夹渣和其他缺陷[1]的同时力求提高性能。
当前金属材料的发展趋势主要朝向提高金属内部组织的纯净、控制组织凝固的有序，继而提升金属材料质量，发展近净成型技术来减少产品生产过程中的机加工过程。想要达到这个目的，当下电渣熔铸工艺的发展已经初步达到了解决此问题的水平，极大的推动了当代工业的发展，也成为了现下很值得发展的新兴工艺。
有鉴于电渣熔铸工艺的各项优点，并在参考了电渣熔铸技术于其他材料生产中体现的作用之后，我的导师试验性的提出将电渣熔铸技术应用于铝青铜合金的生产中，也希望借此研究电渣熔铸工艺对铝青铜的性能及其他方面的改善，并研究其原因。
1.2 电渣熔铸技术
1.2.1 电渣熔铸所用电渣炉组成设备
（1）电源变压器
电渣熔铸供电制度的特点就是使用大电流、低电压的交流或直流电源。为此需要选择与电渣炉容量相适宜的变压器来把外部输入的高压电转变为适合电渣炉使用的低压电（40～100V）。
（2）结晶器
结晶器是电渣熔铸过程中电渣炉上最关键的部件，不仅因为自耗电极在结晶器内熔化，而且液态金属还在结晶器内强制冷却、结晶，最终形成金属锭或铸件。它既是炉子的熔炼室，同时又是金属凝固的锭模。电渣熔铸过程中，由于结晶器内盛有高温液渣，由于渣池过热其液面温度可高达1200℃左右，并且电渣重熔的大电流也有可能流经结晶器，可说是电渣熔铸过程的中枢。所以良好的导热性、一定的刚度再加上良好的防爆性能都是结晶器必备的性质。目前结晶器普遍采用的是不锈钢制外套和铜制内套。
结晶器的形状较为复杂，按结构主要可分为滑动式结晶器、锭模式结晶器和组合式结晶器这几类。
（3）底水箱
底水箱安装在结晶器下面，电渣熔炼初期它承受着大量的热负荷，并且还有部分（或全部）熔炼电流通过底水箱，它起冷却和承重的作用，还起导电作用。要求底水箱具有良好的导电性能和冷却能力，并且要有足够的刚度。底水箱的上盖板应采用光滑的紫铜板做成，箱体内通水冷却。底水箱中的冷却水可以设计成不同的流向，底水箱也可制成不同的形状，如圆形、矩形、盘式和螺旋式等等。
1.2.2 电渣熔铸起源与基本原理

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