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      熔鑄是鋁加工的第一道工序，20 世紀(jì)90年代以來，國內(nèi)熔鑄技術(shù)得到了迅速的發(fā)展和提高，某些方面甚至達(dá)到了國際先進(jìn)水平，但在整體上，我國的熔鑄技術(shù)水平同國際先進(jìn)水平相比，還有較大的差距。對國內(nèi)外鋁合金熔鑄技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展前景作簡要總結(jié)。

      1 熔鑄設(shè)備

      2 晶粒細(xì)化

      在鋁液中加入晶粒細(xì)化劑，可以明顯改善鑄錠的組織，晶粒細(xì)化的方法有多種，使用最廣泛的是二元合金Al-Ti 和三元合金Al-Ti-B，國內(nèi)產(chǎn)品主要有Al-4Ti 和Al-5Ti-1B 塊狀細(xì)化劑，在調(diào)整好鋁熔體成份后加入，而國外多將細(xì)化劑做成棒狀，在鑄造流槽中加入，細(xì)化效果顯著提高，產(chǎn)品有Al-5Ti-1B、Al-5Ti-0.2B、Al-3Ti-1B、Al-6Ti 等，國內(nèi)很多廠家在生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品時，都使用進(jìn)口的棒狀細(xì)化劑。

      3 熔體凈化和檢測

      多年來，鋁合金制品對鑄錠的內(nèi)部質(zhì)量尤其是清潔度的要求不斷提高，而熔體凈化是提高鋁熔體純潔度的主要手段，熔體凈化可分為爐內(nèi)處理和在線凈化兩種方式。

      3.1 爐內(nèi)處理

      爐內(nèi)熔體處理主要有氣體精煉，熔劑精煉和噴粉精煉等方式。爐內(nèi)處理技術(shù)的發(fā)展較慢，國內(nèi)只有20 世紀(jì)90 年代中期出現(xiàn)的噴粉精煉相對較新，其除氣除渣效果較氣體精煉和熔劑精煉稍好，但因精煉桿靠人工移動，精煉效果波動較大。

      國外先進(jìn)的爐內(nèi)凈化處理都采用了自動控制，較有代表性的有兩種，一種是從爐頂或爐墻向爐內(nèi)熔體中插入多根噴槍進(jìn)行噴粉或氣體精煉，但由于該技術(shù)存在噴槍易碎和密封困難的缺點未廣泛應(yīng)用。另一種是在爐底均勻安裝多個可更換的透氣塞，由計算機(jī)控制精煉氣流和精煉時間，該方法是比較有效的爐內(nèi)處理方法。

      3.2 在線凈化

      3.2.1 在線除氣

      在線除氣裝置是各大鋁熔鑄廠重點研究和發(fā)展對象，種類繁多，典型的有MINT 等采用固定噴嘴的裝置和SNIF、Alpur 等采用旋轉(zhuǎn)噴頭的設(shè)備。除氣裝置新的發(fā)展方向是在不斷提高除氣效率的同時，通過減小金屬容積，消除或減少鑄次間金屬的放干，取消加熱系統(tǒng)來降低運行費用。另一種有前途的裝置是加拿大Casthouse technology lit 研制的流槽除氣裝置，該裝置的寬度和高度與流槽接近，在側(cè)面下部安裝固定噴嘴供氣，該裝置占地極少，有極少放干料，操作簡單，除氣效率高。

      3.2.2 熔體過濾

      過濾是去除鋁熔體中非金屬夾雜物最有效和最可靠的手段，從原理上講有過濾和深過濾之分。過濾方式有多種，效果最好的有過濾管和泡沫陶瓷過濾板。

      發(fā)達(dá)國家50%以上的鋁合金熔體都采用泡沫陶瓷過濾板過濾。該技術(shù)發(fā)展迅速，為滿足高質(zhì)量產(chǎn)品對熔體質(zhì)量的要求，過濾板的孔徑越來越細(xì)，國外產(chǎn)品已從15、20、30、40、50ppi發(fā)展到60、70ppi，同時還有不少新品種面世。

      3.3 檢測技術(shù)

      鋁熔體和鑄錠內(nèi)部純潔度的檢測有測氫和夾雜物兩種，前者的種類很多，目前世界上使用的測氫技術(shù)有二十多種，如減壓凝固法，熱真空抽提法，載氣熔融法等，但應(yīng)用最廣泛的是以Telegas 和ASCAN 為代表的閉路循環(huán)法，該法數(shù)據(jù)可靠，是目前唯一適合鑄造車間使用的檢測方法。

      4 鑄造技術(shù)

      鑄造技術(shù)的新進(jìn)展和有前途的技術(shù)有：脈沖水和加氣鑄造、電磁鑄造、氣滑鑄造、可調(diào)結(jié)晶器、低液位鑄造（LHC）、ASM 新式扁錠結(jié)晶器等。

      4.1 脈沖水和加氣鑄造

      在鑄造開始階段，采用脈沖水冷卻，降低直接水冷強(qiáng)度，可減少鑄錠底部翹曲和縮頸，該技術(shù)產(chǎn)生于20 世紀(jì)60 年代中期，當(dāng)今的脈沖水，采用自動化控制和最新旋轉(zhuǎn)脈沖閥，具有快的脈沖速度而無水錘現(xiàn)象。

      加氣鑄造與脈沖水鑄造具有同樣的效果，即在鑄造開頭階段，在冷卻水中加入二氧化碳或空氣、氮氣，將這種加氣冷卻水噴到鑄錠表面上時在鑄錠表面上形成一層氣體隔熱膜，從而減緩了冷卻強(qiáng)度，之后再逐步減少氣體量，不斷增加冷卻效率。這兩項技術(shù)在國外應(yīng)用普遍，在我國目前還沒有。

      4.2 電磁鑄造（EMC）

      4.3 氣滑鑄造

      20 世紀(jì)80 年代初研制成功的熱頂鑄造，使鑄錠表面質(zhì)量和生產(chǎn)效率大為提高，為鑄造技術(shù)的發(fā)展帶來了一次新的革命。氣滑鑄造是在熱頂鑄造的基礎(chǔ)上增加油氣潤滑系統(tǒng)而成，該技術(shù)的優(yōu)點是鑄造速度快、鑄錠表面光滑，與電磁鑄造鑄錠接近，較為著名的是Wagstaff 的圓錠氣滑鑄造工具，國內(nèi)也有一些鋁型材廠購買了這種鑄造工具。

      4.4 低液位鑄造技術(shù)（LHC）

      低液位鑄造技術(shù)是Wagstaff 最近的研究成果，上市不久，使用的廠家不多，國內(nèi)還沒有。該技術(shù)是在傳統(tǒng)DC 結(jié)晶器內(nèi)壁襯鑲一層石墨板而成，石墨板采用連續(xù)滲透式潤滑或在鑄造前涂油脂均可，鑄造過程要使用液面自動控制系統(tǒng)。使用該技術(shù)生產(chǎn)的鑄錠表面光滑，粗晶層厚約1mm，可減少銑面量50%以上，減少熱軋切邊量17%，同時該技術(shù)可使鑄造速度大大提高。

      4.5 ASM 新式扁錠結(jié)晶器

      ASM 新式扁錠結(jié)晶器采用最佳的結(jié)晶器有效高度，使一次冷卻與二次冷卻更加接近，提高冷卻水沖擊點，同時在結(jié)晶器上部設(shè)置保溫環(huán)，使在一次水冷上部能保持一次的熔體高度以解決低金屬水平帶來的鑄造安全問題。潤滑系統(tǒng)和潤滑油分配板能提供連續(xù)潤滑，將潤滑油直接加到鑄錠的彎液面上，減少了潤滑油的消耗，該結(jié)晶器生產(chǎn)出的鑄錠表面光滑，粗晶層薄而均勻，可將鑄錠的銑面深度減少到與電磁鑄錠相當(dāng)?shù)乃剑瑴p少鑄錠銑面量50%以上。

      結(jié)束語

      多年來，我國鋁熔鑄工程技術(shù)人員不斷努力和創(chuàng)新，使鋁熔鑄技術(shù)取得了很大的進(jìn)步和發(fā)展，對我國各種鋁材質(zhì)量的提高起了非常重要的作用，21 世紀(jì)是知識經(jīng)濟(jì)時代，隨著我國加入WTO，鋁加工業(yè)同其他產(chǎn)業(yè)一樣，面臨更加激烈的全球競爭，為了生存和發(fā)展，鋁熔鑄技術(shù)必須廣泛吸收國外先進(jìn)技術(shù)，緊跟世界先進(jìn)水平，開展科技攻關(guān)和技術(shù)創(chuàng)新，不斷提高熔鑄技術(shù)水平，為我國鋁加工業(yè)的發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。