如何降铝合金中的铁

尤其是铁元素对铝的危害，怎么降低铁元

废铝的成分根据原制作牌号的不同而成分不同,铁元素是铝合金中要严格控制的杂质元素.因为铁在铝合金中形成粗大的Al3Fe等针状化合物,使合金的韧性和耐蚀性能显著下降,合金液的补缩能力也变坏.目前生产中没有有效的办法将已混入铝液中的铁去除,只能采用稀释的办法和在生产原料上严格控制铁含量的进入

铁在铸造铝合金中一直被认为是一种主要的有害杂质，各个国家、专业标准均对其作了明确的限制，各企业标准对其控制更为严格。这主要是由于随铁含量增加，在金相组织中会形成本身硬度很高的针、片状脆性铁相，它的存在割裂了铝合金的基体，降低了合金的力学性能，尤其是韧性，并且使零件机械加工难度增加，刀、刃具磨损严重，尺寸稳定性差等等，但是，低品质铝合金锭中铁含量本身就高，随着合金炉料的回用，生产中铁质坩埚、工具、置预件等的使用使合金增铁在所难免。多年来一直吸引着广大铸造工作者去研究，下面就铁在Al－Si合金中的作用及其减弱消除对策进行讨论。

1　铸造Al－Si系合金中铁的作用

1．1　铸造Al－Si合金中铁的存在形态

表1是铝硅系合金中铁的存在形态，其中α－AlFeSi和β－AlFeSi是常见的二种形态。而ρ－AlMgFeSi和δ－AlFeSi不是很常见。其中AlFeSi和Al（Fe，Cr）Si的结晶结构特征目前还不甚祥细。至于形成什么样的相，除与合金中的含铁量有关外，还与铸件的冷却速度、合金元素的数量、种类等密切相关。汉字状的α－AlFeSi相对Al－Si系合金可提高强度、硬度，对韧性降低不多，而针状的β－AlFeSi相则严惩割裂基体，显著降低合金的韧性，尤其冲击韧性，据报道，当Fe＞1％时，可使整个合金本身变脆。

表1　Al－Si系合金中铁相形态

类别晶体结构熔化温度／℃形状α－AlFeSi六方晶体860汉字状β－AlFeSi单晶体870针、片状ρ－AlMgFeSi立方晶体δ－AlFeSi四方晶体1．2　铁对铝硅合金机械性能的影响

1．2．1　对室温机械性能的影响

对Al－Si二元合金，当Fe＞0．5％时，片状β相可提高合金的强度并稍降低其延伸率；当Fe＞0．8％时，延伸率开始较大幅度降低，当合金中的Fe从0．4％增加到1．2％时，对强度值的增加是微乎其微的，但却显著降低其延伸率从4％降到1％，对Na变质的Al－Si共晶合金是每增加Fe0．1％可使延伸率降低1％多。

1．2．2　对高温性能的影响

铁虽然降低了Al－Si活塞合金的室温机械性能，但却提高了它的高温机械性能，这主要由于高温时基体本身强度随温度升高下降很多，而此时以网状、汉字状和细小针状存在的铁相，它们在316℃左右时基本不变，是稳定的化合物相，正是它的存在提高高温下试样的抗拉强度。对Al－Si－Cu－Mg合金，当Fe＞0．95％时，σ300℃为92MPa。

1．2．3　对耐磨、耐腐性的影响

铁提高Al－Si系合金的耐磨性，这是由于硬质针状铁相使基体得以强化，抵抗变形能力，同时又起到支承作用，使耐磨性提高。同时铁相使合金表面的氧化膜失去连续性，易发生电化学腐蚀，铁降低合金的耐腐性。

1．2．4　对铸造性能的影响

随着铁含量增加，在合金结晶时，由于β相干扰枝晶间流动，所以会使疏松增加，同时增加合金的热裂倾向，但是对压铸铝合金一定Fe量可防止粘膜，但也有报道称一定Fe量增加合金的流动性。

1．2．5　对机械加工性能的影响

铁相使机械加工性能恶化，增加刀刃具的磨损量，使尺寸稳定性变差。

2　铁的有害作用消除、抑制方法

2．1　机械方法

常用的机械去铁法有过滤法、沉淀法、离心铸造法等，它们均是采用在熔体中加入Mn、Cr、Ni、Zr等合金元素使之与铁形成大的化合物，由于其密度与铝合金不同会产生沉淀，使用沉淀的方法称为沉淀法，它可使铁降低0．5％。将通过过滤布，过滤网、板，使大块化合物得以过滤的方法，称为过滤法，它可使Fe降低0．7％，将加入合金元素的熔体，在离心力作用下，由于密度d的差异使铁相移向边缘，而内部铁含量可由2．07％降低到0．27％，降低效率达87％。不同转速、不同Fe／Mn比对除铁效率也有影响。生产中应用的机械方法一般均联合使用，如过滤法与沉淀法，先沉淀后过滤，以及过滤与离心铸造结合会取得更加好的效果。

2．2　熔体处理方法

2．2．1　加入合金元素中和Fe的作用（变质处理）

熔体中加入合金元素来改变铁相形貌，减弱铁的作用，提高合金强度，改善延伸率，通常加入的元素有：Mn、Cr、Co、Be、Mo、Ni、S、Mg、Re等，下面逐个分析：

a．Mn：是最常用和用得最多的元素，加Mn能显著减少铁相的数量和尺寸，甚至使铁相完全消失，由于Mn的加入扩大了α铁相区，从而使得铁相向α铁相转化，中和铁相的Mn的加入量多少现还不能定论。据称在Al－Si13合金中加入0．5％的Mn，就能使含1．5％Fe的合金中针、片状铁相转变为α铁。有人推荐按Mn％＝2（％Fe－0．5）添加Mn，总之通过添加Mn可逐渐使β－Fe相的数量减少，尺寸变小，直到不出现为止。

b．Cr：在ZAlSi7Mg合金中加Cr可使粗片状的β相转变为汉字状的α铁相，加0．2％～0．6％Cr能防止含Fe＞1％的Al－Si13合金的脆断，在Al－5Si－1．5Cu－0．5Mg合金中加入0．2％～0．3％Cr使含铁为0．4％合金的伸长率由1．7％增加到3．8％，加0．4Cr可使含Fe0．75％的合金伸长率由0．8％提高到2．6％。

c．Co：Co的作用与Mn相似，但需要稍加入以使富铁相成球形，有人建议Fe／Co的比率应为1∶2，同时Co的加入于其本身的偏析体小，所以其效果优于Mn。

d．Be：也可作为一种中和剂，当Be加入量＞0．4％时，能形成一种AlFeBe紧密相，同时由于Be是一种很好的抗氧化剂，能提高Al合金的性能，在砂型铸造件能使AlSi0．6Mg合金的抗拉强度提高5％～10％，同时不降低其延伸率，另据报道，在Al－6Si合金中加入0．05％～0．5％Be会使Fe杂质相的形态由长针改变为危害较小的园球形或近园球形，从而提高合金的塑性。

e．Mo：可用来中和Fe的有害作用，其效果比Mn好，它是Al－Si合金中Fe的有效变质剂，在含Fe1．2％的合金中加入0．2％的Mo和0．1％的S能使合金的延伸率由1％增加到2．8％，抗拉强度由160MPa增到180MPa。

f．Mg：也可起到中和杂质铁的有害作用，当含量在一定程度时会形成AlFeSiMg化合物相，从而减少β铁相的形成。

g．Ni和S：也是铁有害作用的中和剂，其中S还能作为铝合金的变质剂，据报道加入硫磺可使铁相大部分变为短杆状及汉字状，有少量是团球状、块状。但单独加时效果不理想，须与其它元素如Mn、Cr、稀土等配合，其效果明显。

h．稀土RE：稀土是一种很好的Fe相变质剂，据报道，对413合金加入0．04％～0．06％Sr，可有效减少β铁相的数量和尺寸，对6063合金，当加入0．05％Sr后，所存在铁相化合物呈汉字状，且细化。日本专利也曾报道加入0．005％～0．10％Sr及相同量的Zn，可减少β铁的数量和尺寸，并且在许多Al－Si系及型材合金中得到证实，这主要是由于RE本身是一种变质剂，合金净化剂，它的加入可有效去除铁的有害作用。

总之，对于变质中和剂，它能减少消除β铁相的形成，但它本身并不能去除Fe的有害作用，只起减缓作用，且随Fe量增加使用的变质剂量也增多，一定程度上降低合金的韧性，并且，由于其形成各种复杂化合物会带来其它相关的副作用，因此，我们提倡使用变质剂，且使用复合的综合性能变质剂，尽可能加入量少。

2．2．2　熔体过热和快冷处理

a．熔体过热

据报道，过热处理可减少富铁相的形核核心，这是由于在高温时β富铁相的形核核心是γ（Al），而γ（Al）在低温时存在，当温度高到一定程度时（≥85℃），γ（Al）相就转变为α（Al），不利于β铁相的形核，从而抑制了β铁相的出现。同时发现随熔体过热度的增加，铸件中富铁的晶间化合物变的越细，当浇注温度大于800℃时，合金中的片状β铁相就转变为α铁相，且这个过程不可逆转，即一旦熔体过热到足以产生α相的温度随后的处理和静置对铁相形态无影响，并且当铁量愈高时，用过热方法改变就越来越困难。在实际操作中由于过热后熔体吸气，氧化严重，所以一般很少采用。

b．快速冷却处理

快速冷却处理可减弱铁的有害作用，这是大家所共认的，国家专业标准中规定的砂型铸造的质量小于金属型也就是这个道理。快速冷却时合金液中形核核心多，界面推进速度快，形成的有害铁相在同等条件下要短、要细，甚至看不到针状相，同时合金中中和Fe相所需的Mn量也随凝固过程中冷速的变化而变化，冷却速度对Fe相形态也有很大影响。当冷速＜0．1℃／s时，有助于β铁相的形成，当冷速＞10℃／s时，会抑制β铁的产生。

3　讨论

（1）合金中Fe含量是否应符合国标？

在合金化处理方法和提高冷却速度条件下，我们可以减少甚至消除针状铁相的危害作用，使其组织性能达到国标规定的要求，此时合金中铁含量已超标，甚至严重超标，那么此时应以成分为主呢，还是以性能为主？我们主张Fe的有害作用消除了，其含量或者说铁含量当量（即此时的铁含量以平常的国标相当的量）应仅作参考，主要以组织性能为依据，成分不应具有否决权，与国外铸造发达国家相比，我国国标规定的Fe含量明显严于国外，因此我们希望我国专业行业标准能出现相应的标准。

（2）减少铁的有害作用在生产中如何操作？

在生产实际中过热处理，由于会带来元素的严重烧损，吸气严重，所以不太采用，而离心浇注需要离心机等设备，对专业合金生产厂犹可，而一般厂家也无法为了它而上设备。最实用且可行的就是合金化变质处理和提高冷却速度，变质处理中应提倡使用具有复合作用效果的加入量可小，一种元素多种功能的元素或几种元素复合剂，同时提倡机械与变质方法复合处理。

1.缓蚀剂，以适当的浓度和形式存在于环境（介质）中时，可以防止或减缓材料腐蚀的化学物质或复合物，因此缓蚀剂也可以称为腐蚀抑制剂。它的用量很小(0.1％～1％)，但效果显著。这种保护金属的方法称缓蚀剂保护。2.阻垢剂（scale

inhibitor）：是指具有能分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶性无机盐在金属表面的沉淀、结垢功能,并维持金属设备有良好的传热效果的一类药剂。3.杀菌剂：用于防治由各种病原微生物引起的植物病害的一类农药，一般指杀真菌剂。4.絮凝剂：按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。其中无机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂有机絮凝剂又包括合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。5.除铁剂：（1）.用15%的醋酸溶液（15%的酒石酸溶液亦可）揩拭污渍，或者将沾污部分浸泡在该溶液里，次日再用清水漂洗干净。

（2）.用10%的柠檬酸溶液或10%的草酸溶液将沾污

处润湿，然后泡入浓盐水中，次日洗涤漂净。

（3）.白色棉及与棉混织的织品沾上铁锈，可取一小粒草酸（药房有售）放在污渍处，滴上些温水，轻轻揉擦，然后即用清水漂洗干净。注意操作要快，避免腐蚀。

（4）.最简便方法：如有鲜柠檬，可榨出其汁液滴在锈渍上用手揉擦之，反复数次，直至锈渍除去，再用肥皂水洗净。6.助凝剂：助凝剂(coagulant

aid)当单独使用混凝剂不能取得预期效果时，需要投加某种辅助药剂以提高混凝效果，这种药剂称为助凝剂。

锌的化学性质活泼，在常温下的空气中，表面生成一层薄而致密的碱式碳酸锌膜，可阻止进一步氧化。当温度达到225℃后，锌氧化激烈，而铁只能在富氧下燃烧。燃烧时，发出蓝绿色火焰。锌易溶于酸，也易从溶液中置换铁，锌的活动性比铁还强锌的用途由于锌在常温下表面易生成一层保护膜，所以锌最大的用途是用于镀锌工业。纵上所述锌是由于在空气中形成1层致密的氧化膜才能防止铁生锈......

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铝合金能和其它金属相粘吗

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粘接铝合金用的什么胶水

YH-胶水

一、什么胶水可以粘铝合金

1、铝和金属粘接的胶水。铝和金属粘接的胶水根据表固时间的快慢可选用环氧树脂AB胶，瞬间胶。若对粘接强度、硬度要求较高，且耐高温需℃以上，建议选用AB胶；若要求粘接速度快，操作方便，耐高温80℃以下，则可选用瞬间胶，经过测试，金乐盾//对铝与金属粘接效果都非常好。瞬间胶操作简单，非常适合流水线。

2、铝和塑料相粘接。铝与有机玻璃、亚克力等透明材质的粘接根据外观要求可选用瞬间胶或UV无影胶。若对外观要求较高，选用UV无影胶，UV胶是一种通过紫外线照射固化的胶水，粘接强度非常高、试验可达到塑料本体破裂效果几秒钟极大地提高了工作效率；固化后完全透明、产品长期不变黄、不白化；对比传统的瞬间胶粘接、具有耐环测、不白化、柔韧性好等优点；P+R按键（油墨或电镀按键）实验可使硅橡胶皮撕裂；耐低温、高温高湿性能极优；可通过自动机械点胶或网印施胶、方便操作。若要求操作简单，快速，则可选用瞬间胶。经过专业测试，金乐盾/都有非常好的粘接效果，且耐高温可达度以上，并有一定的柔韧性。

铝粘接ABS、PVC、PC等塑料的粘接可选用瞬间胶，若需要耐水可选用金乐盾，高粘度，抗冲击及耐候性好，可用于金属、塑料的粘接和填充。若需要耐高温，可选用金乐盾//.粘接强度非常高，表干8-，可耐高温℃，并具有一定的柔韧性。

二、粘铝合金的注意事项是什么

清除涂胶面的油污、灰尘等，如粘接面大光滑，可将粘接面进行磨粗处理，以增强粘接效果，再用清洗剂清洗晾干后再涂胶。用毛刷将胶水均匀涂布于两粘接表面，将晾后的两粘接面对齐压实，如条件允许，可加压更久。对粘后，即有一定的强度。要注意溶剂型胶水属易燃物，使用时需远离火源热源。大批量使用JL-金属粘金属塑料胶水时，应工作场所的良好通风

4、铝合金和其它金属在高温下(未达到熔点），会融在一起或是粘在一起嘛？

不行的，铝易氧化。

如果距熔点比较接近是有可能的

除了不会互熔。

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磁选机或涡电流分选机都可把铁和铝分干净，废金属抛弃杂质后再利用或者用到新型金属制品公司都是可以行的，那么什么样的机器可以把铁和铝分干净的，其实这里可以用到磁选机或涡电流分选机这两种设备，先说磁选机，磁选机的作用就是借助于磁力和机械力来对含铁的物料进行分离的机器，它可以分选强磁性铁杂质和弱磁性铁杂质，可以分选铝加工行业中对铁杂质的去除，用的是干选法除铁，然后就铝的杂质就提高啦，常见的磁选机除铁机有多种系列，包括筒式除铁、带式铝除铁干选机。

磁选机或涡电流分选机都可把铁和铝分干净

涡电流分选机也是属于磁选设备的一种，因其内部装有高强磁辊，供助于磁力生产的电流感应进行分选物料，整个分选过程十分环保。涡电流分选机原理：涡电流分选机是利用导体在高频交变磁场中产生感应电流的原理进行设计的。工作时，在分选磁辊表面产生高频交变的磁场，当有导电性的有色金属经过磁场时，会在有色金属内感应出涡电流，此涡电流本身会产生与原磁场方向相反的磁场，有色金属（如铜、等）则会因为磁场的排斥力作用而沿其运输方向向前飞跃，实现与其他非导体物或非金属类物质的分离，达到分选的目的。

随着社会需求对金属和非金属分选需求的提高，铁和铝这两种金属混在一起或者还有非金属如塑料等等，这样要分选的话就得用到涡电流分选机啦，其实，涡电流分选机可以把这三种物料铁、铝、金属都一样一样分选出来，分选出来的这三种物质可以单独再次销售卖钱，而且利润还是很可观的，所以客户如果想分选铝和铁的话，得看下自己的原料，了解下自己的分选需求，然后与生产厂家联系确定自己要哪种分选设备。