鋅合金熔煉
一、熔煉過程的物理、化學現象
合金熔煉是壓鑄過程的一個重要環(huán)節(jié)，熔煉過程不僅是為了獲得熔融的金屬液，更重要的是得到化學成分符合規(guī)定，能使壓鑄件得到良好的結晶組織以及氣體、夾雜物都很小的金屬液。
在熔煉過程中，金屬與氣體的相互作用和金屬液與坩堝的相互作用使組分發(fā)生變化，產生夾雜物和吸氣。所以制訂正確的熔化工藝規(guī)程，并嚴格執(zhí)行，是獲得高質量鑄件的重要保證。
1. 金屬與氣體的相互作用
在熔煉過程中，遇到的氣體有氫（H2）、氧（O2）、水汽（H2O）、氮（N2）、CO2、CO等，這些氣體或是溶于金屬液中，或是與其發(fā)生化學作用。
2. 氣體的來源
氣體可以從爐氣、爐襯、原材料、熔劑、工具等途徑進入合金液中。
3. 金屬與坩堝的相互作用
當熔煉溫度過高時，鐵質坩堝與鋅液反應加快，坩堝表面發(fā)生鐵的氧化反應生成Fe2O3等氧化物；此外鐵元素還會與鋅液反應生成FeZn13化合物（鋅渣），溶解在鋅液中。鐵坩堝壁厚不斷減薄直到報廢。

二、熔煉溫度控制
1. 壓鑄溫度
壓鑄用的鋅合金熔點為382 ~ 386℃，合適的溫度控制是鋅合金成分控制的一個重要因素。為保證合金液良好的流動性充填型腔，壓鑄機鋅鍋內金屬液溫度為415 ~ 430℃，薄壁件、復雜件壓鑄溫度可取上限；厚壁件、簡單件可取下限。中央熔煉爐內金屬液溫度為430 ~ 450℃。進入鵝頸管的金屬液溫度與鋅鍋內的溫度基本一樣。通過控制鋅鍋金屬液溫度就能對澆注溫度進行準確的控制。并做到：① 金屬液為不含氧化物的干凈液體；② 澆注溫度不波動。
溫度過高的害處：
① 鋁、鎂元素燒損。
② 金屬氧化速度加快，燒損量增加，鋅渣增加。
③ 熱膨脹作用會發(fā)生卡死錘頭現象。
④ 鑄鐵坩堝中鐵元素熔入合金更多，高溫下鋅與鐵反應加快。會形成鐵-鋁金屬間化合物的硬顆粒，使錘頭、鵝頸過度磨損。
⑤     燃料消耗相應增加。
溫度過低：合金流動性差，不利于成形，影響壓鑄件表面質量。

現在的壓鑄機熔鍋或熔爐都配備溫度測控系統(tǒng)，日常工作中主要是定時檢查以保證測溫儀器的準確性，定期用便攜式測溫器（溫度表）實測熔爐實際溫度，予以校正。
有經驗的壓鑄工會用肉眼觀察熔液，若刮渣后覺得熔液不太粘稠，也較清亮，起渣不是很快，說明溫度合適；熔液過于粘稠，則說明溫度偏低；刮渣后液面很快泛出一層白霜，起渣過快，說明溫度偏高，應及時調整。
2. 如何保持溫度的穩(wěn)定
① 最佳方法之一：采用中央熔煉爐（圖4-3），壓鑄機熔爐作保溫爐，從而避免在鋅鍋中直接加鋅錠熔化時造成大幅度溫度變化。集中熔煉能保證合金成分穩(wěn)定。
② 最佳方法之二：采用先進的金屬液自動送料系統(tǒng)（圖4-4），能夠保持穩(wěn)定的供料速度、合金液的溫度及鋅鍋液面高度。

③ 如果目前生產條件是在鋅鍋中直接加料，建議將一次加入整條合金錠改為多次加入小塊合金錠，可減少因加料引起的溫度變化幅度。

三、鋅渣的產生及控制
通過熔煉合金從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，這是一個復雜的物理、化學過程。氣體與熔融金屬發(fā)生化學反應，其中氧的反應最為強烈，合金表面被氧化而產生一定量的浮渣。浮渣中含有氧化物和鐵、鋅、鋁金屬間化合物，從熔體表面刮下的浮渣中通常含有90%左右的鋅合金。鋅渣形成的反應速度隨熔煉溫度上升成指數增加。
正常情況下，，原始鋅合金錠的產渣量低于1%，在0.3 ~ 0.5%范圍內；而重熔水口、廢工件等產渣量通常在2 ~ 5%之間。
1. 鋅渣量的控制
① 嚴格控制熔煉溫度，溫度越高，鋅渣越多。
② 盡可能避免鋅鍋中合金液的攪動，任何方式的攪動都會導致更多的合金液與空氣中氧原子的接觸，從而形成更多的浮渣。
③ 不要過于頻繁的扒渣。當熔融的合金暴露于空氣中都會發(fā)生氧化，形成浮渣，保留爐面一層薄的浮渣有利于鍋中液體不進一步氧化。
④ 扒渣時，使用一個多孔（Ф6 mm）盤形扒渣耙，輕輕從浮渣下面刮過，盡可能避免合金液攪動，將刮出的渣盛起，扒渣耙在鋅鍋邊輕輕磕打，使金屬液流回鋅鍋中。
2. 鋅渣的處理
① 賣回原料供應商或專門處理廠，因為自行處理可能成本更高。
②     壓鑄廠自行處理。需要有單獨的熔爐，鋅渣重熔溫度在420 ~ 440℃范圍內。同時加入助熔劑。熔煉100公斤渣，需加入0.5 ~ 1.5公斤助熔劑，先均勻散發(fā)在金屬液面，隨后用攪拌器將其均勻混入熔融金屬中（約需2 ~ 4分鐘），保溫5分鐘后，表面產生一層更似泥土類的東西，將其刮掉。

四、水口料、廢件重熔
水口料、廢料、垃圾位、報廢工件等，不宜直接放入壓鑄機鋅鍋內重熔。原因是這些水口料表面在壓鑄成形過程中發(fā)生氧化，其氧化鋅的含量遠遠超過原始合金錠，當這些水口料在鋅鍋中重熔時，由于氧化鋅在高溫條件下呈粘稠狀態(tài)，將其從鋅鍋取出時，會帶走大量的合金成分。

把水口料等另外重熔，是為了將氧化鋅和液體合金中有效的分離開，熔煉中須加入一些溶劑，鑄成錠后使用。

五、電鍍廢料重熔
電鍍廢料應同無電鍍廢料分開熔煉，因為電鍍廢料中含銅、鎳、鉻等金屬是不溶于鋅的，留在鋅合金中會以堅硬的顆粒物存在，帶來拋光和機加工的困難。

電鍍廢料重熔中注意將鍍層物質與鋅合金分開，先將電鍍廢料放入到裝有鋅合金熔體的坩堝中，這時不要攪動熔體，也不要加入熔劑，利用鍍層物質熔點高，鍍層不會熔入合金中，而會在最初一段時間內浮在熔液表面，當全部熔化后，讓坩堝靜置15 ~ 20分鐘，看表面是否還會有浮渣出現，把浮渣刮干凈。經過這一道工序后，再看是否有必要加精煉劑。

六、熔煉操作中注意事項
1. 坩堝：使用前必須進行清理，去除表面的油污、鐵銹、熔渣和氧化物等。為防止鑄鐵坩堝中鐵元素溶解于合金中，坩堝應預熱到150 ~ 200℃，在工作表面上噴一層涂料，再加熱到200 ~ 300℃，徹底去除涂料中水份。
2. 工具：熔煉工具在使用前應清除表面臟物，與金屬接觸的部份，必須預熱并刷上涂料。工具不能沾有水分，否則引起熔液飛濺及爆炸。
3. 合金料：熔煉前要清理干凈并預熱，去除表面吸附的水分。為了控制合金成分，建議采用2/3的新料與1/3的回爐料搭配使用。
4. 熔煉溫度絕對不能超過450℃。
5. 及時清理鋅鍋中液面上的浮渣，及時補充鋅料，保持熔液面正常的高度（不低于坩堝面30 mm），因為過多的浮渣和過低的液面都容易造成料渣進入鵝頸司筒，拉傷鋼呤、錘頭和司筒本身，導致卡死錘頭、鵝頸和錘頭報廢。
6. 熔液上面的浮渣用扒渣耙平靜地攪動，使之集聚以便取出。