关键词：精炼过程；合金添加量；准确率分析
1 合金添加量概述
提高合金以其密度小、比强度高、塑性好、导电,导热性好、耐蚀性好，以及资源丰富和容易加工等优点，而广泛应用于航空航天、汽车、机械和电子等各个领域。但是，提高合金在熔炼过程中可能会导致铸件产生一系列的缺陷，如针孔、气孔、夹渣等。因此，如何提高熔炼质量--直都是铸件实际生产中需要思考的问题。提高合金在熔炼中的夹杂物主要为氢和三氧化，经过合适的精炼工艺是可以将其去除的，因此提高合金在熔炼过程中的精炼工艺便是关键的环节，如果精炼工艺不当，铸件的连续性和致密性受到破坏，必然降低铸件的性能。以Z/.104合金为列，当针孔度为一级时，其R=266MPa:当针孔度为五级时，其R=150MPa其他类型的提高合金也有相似的结论。氢和三氧化在熔液中具有正E比例的关系，一旦熔液中三氧化的含量高，则氢的含量也会较高;反之亦然。这是因为三氧化留能够通过化学吸附与氢吸附在一起，合金凝固后这些附有气泡形核的部位便出现针孔缺陷。
合金精炼的方法较多，总的可分为两大类：一类为吸附法：另一类为非吸附法。非吸附法在实际提高生产中应用较少，侧重在实验室中研究。而吸附法又包括使用介质过滤法及浮游法两大类，尤其是浮游法应用最为广泛，因为浮游法操作简单，且不会产生熔剂夹渣的危害。
2 提高合金精炼技术的现状与发展
从当前合金提高精炼工艺应用实际来看，主要以吸附法与非吸附法两种合金提高精炼工艺技术类型为主，其中吸附法是通过精炼剂的吸附氧化作用，对合金熔液中的氧化夹杂以及表面依附氢气进行清除，实现液净化，减少合金铸件气孔发生；而非吸附法则是通过物理或者是化学作用实现液净化，其作用在整体液中。比较常见的提高合金吸附精炼工艺技术有浮游法和熔剂法、过滤法等，其中，浮游法中，由于氮气价格成本较低，在合金精炼加工中应用相对较早，但局限性作用也比较明显.
比如，通过浮游法进行合金熔液精炼加工时，为避免大量氮化物夹杂生成，对精炼温度要求较低，导致液中氢的扩散运动受到影响，同时氮作为通入气体对氢的吸附有限，导致液精炼的效果并不十分明显等，再加上氯以及氯化物等作为通入气体使用的剧毒或污染影响，使其在实际应用中局限性较为明显，导致该工艺技术进行液精炼有限性突出。此外，熔剂法以碱金属或者是碱土金属卤盐混合物作为熔剂，由于熔剂价格成本较低，在合金精炼加工中应用相对广泛，但是进行悬浮微细夹杂的去除能力有限，而过滤法进行夹杂去除效果明显，但是进行除气效果较差。而非吸附精炼技术中以真空处理技术和超声波处理技术、压力结晶、直流电、钛屑处理、旋转电磁场处理、化学固氢处理等多种技术应用为主，但是上述非吸附精炼技术多数存在设备成本较高，且复杂性出等特点，推广应用相对有限。
国外合金精炼加工中根据不同的精炼工艺特点分别进行了改进和完善，以气体浮游法为例，在此技术原理上，国外先进合金精炼加工通过技术研究提出了旋转喷头吹气精炼技术，通过喷头旋转进行气体喷射，确保气泡细小并且速度快，并通过旋转与上浮作用进行浮游上升最终将氢气以及氰化物吸附出液表面，实现净化液的目的。
3 提高精炼过程合金添加量准确率设计分析
3.1 建模分析策略
由于铝合金提高精炼加工中，进行铝液精炼时，铝液中溶解的氢原子处于向精炼气泡迁徙以及被吸附后与氢分子结合进入气泡并上浮游逸出铝液的动力学变化过程，也是铝液中氢的扩散与被气泡吸附变化过程。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此本文分析精炼过程合金添加量准确率建模如：
合金添加量的测量模型:
合金添加量=(成分要求中限－到站成分)所添加合金的含量·收得率·钢水重量式中：所添加合金含量和收得率通过化验分析和计算设定为固定值。
因此可以看出，在钢水重量计重过程和到站成分分析过程均满足工艺要求的情况下，要提高钢水成分命中率，就需要合金添加量的准确率足够高。合金添加过程主要涉及合金计量过程、振动给料过程，因此，要提高合金添加量准确率需从这两个过程来查找影响因子。通过建立严谨的零漂清零制度，规定定期不定期维护，杜绝了零漂超过工艺要求的现象;通过调整给料机倾角、篦条密度、增加限位装置、建立定期点检维护制度以及调制合理启停振设定。合金添加过程主要涉及合金计量过程、振动给料过程，因此，要提高合金添加量准确率需从这两个过程来查找影响因子。在下料过程中，通过振动给料机进行下料，由于振动、启停点设定等因素，产生一定的落差量(以锰合金为例，2015年8月～2016年3月平均数据38.7kg。以下数据均以锰合金为例)；而合金计量过程，由于现场环境和秤体本身性能等因素，会产生零漂现象(工艺要求＜5kg)或精度超差(工艺精度要求0.2%，即三级秤要求)现象，只有控制住落差量、零漂且线性精度满足要求，才能提高合金添加量准确率。为此，在该阶段设置落差量控制目标为小于20kg。
3.2 整体分析
（1）合金秤处于振动环境中，易发生零漂现象，清零不及时，零漂逐渐增加，合金添加量计量偏差增大。(2)合金秤校准、核查不及时或方法有误，合金秤计量特性(线性)变化使合金添加量计量偏差增大。(3)合金秤机械机构或传感器发生形变、移位后发生卡靠现象，造成称量结果较真实结果偏低，使合金添加量计量偏差增大。合金秤称量斗与下料斗使用帆布连接，造成堆料、跨料，使合金添加量计量偏差增大。
图1 IF流程图
3.3 建立因果矩阵
通过头脑风暴法建立因果矩阵，其中列出的11个输入因子进行筛选，即得分在3分及以上的影响因子有8个，对这8个影响因子进行潜在失效模式及后果分析(FMEA)，找出风险最高的关键X。
3.4 失效模式及后果分析
通过FMEA查找出了工艺中5个关键因子，给料机启停振设定、合金秤零漂、给料机机械形变、称量斗卡靠和合金秤线性。
3.5 整体建模改进策略分析
完善点检作业标准，制度化工作细节;(2)定期对合金称进行校准、核查，随时观察合金称计量特性的变化情况，当结果超出允许误差时，对相关参数进行修正;(3)定期对秤体(称量斗)、称重传感器、通讯(含线路)进行检查，尽可能消除卡靠和通讯带来的误差;(4)定期清零
4 结语
总之，合金提高过程中，实现洁净的合金溶体获取以确保合金铸件质量效果，是合金提高与加工的核心，而实现洁净的合金溶体获取的最为常见并且有的手段之一就是精炼。对提高合金精炼技术现状及发展进行研究，有利于促进先进的合金提高精炼加工技术的推广应用，满足合金提高的性能及质量要求，推动社会经济与工业技术发展进步。
参考文献：
[1]陈文波．汽车用提高镁合金的组织与力学性能[J]．金属热处理，2014，39（6）:11-13.
论文作者:王腾 闫璐
论文发表刊物:《城镇建设》2019年2卷16期
论文发表时间:2019/12/2
标签：合金论文; 精炼论文; 过程论文; 准确率论文; 熔剂论文; 工艺论文; 铸件论文; 《城镇建设》2019年2卷16期论文;