铝合金铸造工艺性能，通常理解为在充满铸型、结晶和冷却过程中表现最为突出的那些性能的综合。流动性、收缩性、气密性、铸造应力、吸气性。铝合金这些特性取决于合金的成分，但也与铸造因素、合金加热温度、铸型的复杂程度、浇冒口系统、浇口形状等有关。

　　1 流动性

　　流动性是指合金液体充填铸型的能力。流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件。在铝合金中共晶合金的流动性最好。

　　影响流动性的因素很多，主要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒，但外在的根本因素为浇注温度及浇注压力(俗称浇注压头)的高低。

　　实际生产中，在合金已确定的情况下，除了强化熔炼工艺(精炼与除渣)外，还必须改善铸型工艺性(砂模透气性、金属型模具排气及温度)，并在不影响铸件质量的前提下提高浇注温度，保证合金的流动性。

　　2 收缩性

　　收缩性是铸造铝合金的主要特征之一。一般讲，合金从液体浇注到凝固，直至冷到室温，共分为三个阶段，分别为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。合金的收缩性对铸件质量有决定性的影响，它影响着铸件的缩孔大小、应力的产生、裂纹的形成及尺寸的变化。通常铸件收缩又分为体收缩和线收缩，在实际生产中一般应用线收缩来衡量合金的收缩性。

　　铝合金收缩大小，通常以百分数来表示，称为收缩率。

　　①体收缩

　　体收缩包括液体收缩与凝固收缩。

　　铸造合金液从浇注到凝固，在最后凝固的地方会出现宏观或显微收缩，这种因收缩引起的宏观缩孔肉眼可见，并分为集中缩孔和分散性缩孔。集中缩孔的孔径大而集中，并分布在铸件顶部或截面厚大的热节处。分散性缩孔形貌分散而细小，大部分分布在铸件轴心和热节部位。显微缩孔肉眼难以看到，显微缩孔大部分分布在晶界下或树枝晶的枝晶间。

　　缩孔和疏松是铸件的主要缺陷之一，产生的原因是液态收缩大于固态收缩。生产中发现，铸造铝合金凝固范围越小，越易形成集中缩孔，凝固范围越宽，越易形成分散性缩孔，因此，在设计中必须使铸造铝合金符合顺序凝固原则，即铸件在液态到凝固期间的体收缩应得到合金液的补充，是缩孔和疏松集中在铸件外部冒口中。对易产生分散疏松的铝合金铸件，冒口设置数量比集中缩孔要多，并在易产生疏松处设置冷铁，加大局部冷却速度，使其同时或快速凝固。

　　②线收缩

　　线收缩大小将直接影响铸件的质量。线收缩越大，铝铸件产生裂纹与应力的趋向也越大;冷却后铸件尺寸及形状变化也越大。

　　对于不同的铸造铝合金有不同的铸造收缩率，即使同一合金，铸件不同，收缩率也不同，在同一铸件上，其长、宽、高的收缩率也不同。应根据具体情况而定。

　　3 热裂性

　　铝铸件热裂纹的产生，主要是由于铸件收缩应力超过了金属晶粒间的结合力，大多沿晶界产生从裂纹断口观察可见裂纹处金属往往被氧化，失去金属光泽。裂纹沿晶界延伸，形状呈锯齿形，表面较宽，内部较窄，有的则穿透整个铸件的端面。

　　不同铝合金铸件产生裂纹的倾向也不同，这是因为铸铝合金凝固过程中开始形成完整的结晶框架的温度与凝固温度之差越大，合金收缩率就越大，产生热裂纹倾向也越大，即使同一种合金也因铸型的阻力、铸件的结构、浇注工艺等因素产生热裂纹倾向也不同。生产中常采用退让性铸型，或改进铸铝合金的浇注系统等措施，使铝铸件避免产生裂纹。通常采用热裂环法检测铝铸件热裂纹。

　　4 气密性

　　铸铝合金气密性是指腔体型铝铸件在高压气体或液体的作用下不渗漏程度，气密性实际上表征了铸件内部组织致密与纯净的程度。

　　铸铝合金的气密性与合金的性质有关，合金凝固范围越小，产生疏松倾向也越小，同时产生析出性气孔越小，则合金的气密性就越高。同一种铸铝合金的气密性好坏，还与铸造工艺有关，如降低铸铝合金浇注温度、放置冷铁以加快冷却速度以及在压力下凝固结晶等，均可使铝铸件的气密性提高。也可用浸渗法堵塞泄露空隙来提高铸件的气密性。

　　5 铸造应力

　　铸造应力包括热应力、相变应力及收缩应力三种。各种应力产生的原因不尽相同。

　　①热应力

　　热应力是由于铸件不同的几何形状相交处断面厚薄不均，冷却不一致引起的。在薄壁处形成压应力，导致在铸件中残留应力。

　　②相变应力

　　相变应力是由于某些铸铝合金在凝固后冷却过程中产生相变，随之带来体积尺寸变化。主要是铝铸件壁厚不均，不同部位在不同时间内发生相变所致。

　　③收缩应力

　　铝铸件收缩时受到铸型、型芯的阻碍而产生拉应力所致。这种应力是暂时的，铝铸件开箱是会自动消失。但开箱时间不当，则常常会造成热裂纹，特别是金属型浇注的铝合金往往在这种应力作用下容易产生热裂纹。

　　铸铝合金件中的残留应力降低了合金的力学性能，影响铸件的加工精度。铝铸件中的残留应力可通过退火处理消除。合金因导热性好，冷却过程中无相变，只要铸件结构设计合理，铝铸件的残留应力一般较小。

　　6 吸气性

　　铝合金易吸收气体，是铸造铝合金的主要特性。液态铝及铝合金的组分与炉料、有机物燃烧产物及铸型等所含水分发生反应而产生的氢气被铝液体吸收所致。

　　铝合金熔液温度越高，吸收的氢也越多;在700℃时，每100g铝中氢的溶解度为0.5～0.9，温度升高到850℃时，氢的溶解度增加2～3倍。当含碱金属杂质时，氢在铝液中的溶解度显著增加。 铸铝合金除熔炼时吸气外，在浇入铸型时也会产生吸气，进入铸型内的液态金属随温度下降，气体的溶解度下降，析出多余的气体，有一部分逸不出的气体留在铸件内形成气孔，这就是通常称的“针孔”。气体有时会与缩孔结合在一起，铝液中析出的气体留在缩孔内。若气泡受热产生的压力很大，则气孔表面光滑，孔的周围有一圈光亮层;若气泡产生的压力小，则孔内表面多皱纹，看上去如“苍蝇脚”，仔细观察又具有缩孔的特征。铸铝合金液中含氢量越高，铸件中产生的针孔也越多。铝铸件中针孔不仅降低了铸件的气密性、耐蚀性，还降低了合金的力学性能。要获得无气孔或少气孔的铝铸件，关键在于熔炼条件。若熔炼时添加覆盖剂保护，合金的吸气量大为减少。对铝熔液作精炼处理，可有效控制铝液中的含氢量。

不锈钢丸的制作不同于一般的铸钢丸，因为不锈钢在高温时是比较容易氧化的，一旦氧化，很难用其他方法将其表面的氧化皮去除。所以，在制作时，就要求所除造成不锈钢丸氧化的因素。正因为不锈钢丸的这种特殊的要求，所以用来制作不锈钢丸的设备比较特殊。

　　不锈钢丸制作装置是制作不锈钢丸的核心设备,它是根据不锈钢丸的制作特点,专门设计制作的。整个不锈钢丸制作系统由以下几部分组成，按照不锈钢丸的制作顺序，依次为中频熔炉、中间包、雾化、不锈钢丸收集、成份检测、分丸、分级、称量包装、入库。

　　不锈钢丸的制作原理，不锈钢在液态下属于易氧化的合金，虽然它在常温下的耐蚀性是相当好的。制作不锈钢丸有几种方法可以采用，现在最常见到的是切丝不锈钢丸，它是采用切丝机，对一定直径的不锈钢丝进行剪切，从而获得直径与长度一致的不锈钢丸切丝丸。不锈钢切丝丸全国各地都有人在生产，产量也相当大，但由于其原料的成本较高，做的人家又多，所以利润一直在走下坡路。另一种是采用雾化法生产不锈钢丸，国外在这方面已有成功的例子，且已工业化大规模进行生产，进口的不锈钢丸大部分都是采用雾化法生产的。国内也有人采用雾化法进行生产，取得了成功，其产品已进入市场，据说用户用下来感到满意，订货量正在不断上升。国内目前的不锈钢丸供应，除了代理的一块，生产商主要集中在江苏，浙江也有。

　　雾化法制作不锈钢丸的过程是这样的，首先将不锈钢材料放在金属熔炉中加热，让其在炉中熔化成金属液体，然后将金属液倒入雾化装置中，雾化装置中有制作不锈钢丸的关键部件雾化喷嘴，从雾化喷嘴中出来的高压高速雾化介质，冲击熔化的金属液，使用权金属液分散成无数细小的金属液滴，这些金属液滴在飞行降落过程中，很快冷凝成金属小颗粒，如果颗粒是球形的，那就是我们所需要的产品——不锈钢丸了。

　　可以选取的雾化介质是很多的，各种液体和气体，考虑到雾化介质的来源，是否容易得到以及其购买的价格的高低，对产品质量的影响，选取用最多的是水或空气，因为水的热容量要比空气大许多，所以同一种金属，如果采用水作为雾化介质的话，容易生产出不规则的金属颗粒，而采用空气作为雾化介质的话，则容易生产出圆形的金属颗粒。如前所述，不锈钢在常温下是相当稳定的，不易氧化，从它所起的名字你也可以相到这一点。但在高温的情况下，特别是在液态到固态的一段温度范围，是非常容易氧化的。如果采用畅开式雾化，就是说在将金属液用雾化介质击碎后，不采取任何措施让其在空气中自然冷却，氧化在不锈钢颗粒的表面迅速发生，结果得到的不锈钢丸必定是黑色的，那黑色的东西就是不锈钢氧化后形成的产物，做成的钢丸如果这样的话，用户是不会要的。做成这样的不锈钢丸，有人认为采取后处理的办法可以将层氧化皮剥夺掉，但试下来的结果不理想。比如采用抛丸机，通过抛丸处理，让其表面这层皮被打磨掉。处理下来的结果是，这层皮很结实，要打掉它要花很长的时间，换言之，即使你能打掉它，所花的代价也是很大的，同时相当于你给用户的是使用过的不锈钢丸。另外有人想采用化学清洗的方法来处理不锈钢丸，将这层氧化皮剥去，这里牵涉到环保的问题，这样处理将有大量的废水产生，生产成本也会增加不少，而且到目前为止，还没有找到合适的化学剥除的配方和工艺。通过以上的分析，你一定已经得出如果要做不锈钢丸的话，应采用气体雾化的方法制为好，同时，在制作中要采用一定的保护措施，使不锈钢在液固态易氧化段得到有力的保护，不氧化或只有少量的氧化。通过从国外获得的资料和多年来采用雾化法制作各种金属粉末的经验，得出采用气体雾化法制作不锈钢丸是规模化生产不锈钢丸的正确选择。采用气体雾化法制作不锈钢丸，其用到的设备，与制作金属粉末所用到的设备是相差不多的。熔化金属的熔炉是必不可少的。为了确保雾化时不锈钢不氧化，须采用惰性气体作为雾化介质，在雾化过程中，还要对雾化环境进行保护，使其在无氧或少氧的环境中进行。等过了金属氧化的关，其它的过程与制作铸钢丸是相差不多的。

　　下面对整个不锈钢丸的制作设备和工艺进行详细的说明，供用户在制作过程中参照执行：

　　金属材料的选择：不锈钢丸的制作材料当然是不锈钢了，但配制不锈钢的方法有二种，一种是采用金属或合金原料进行配制，由于金属或合金原料通常都是有购买下限的，所以用购买来的原料配成的不锈钢原料生产的不锈钢丸，其成本是比较高的。第二种是选取不锈钢的废料进行不锈钢丸的生产。不锈钢废料各地都有，问题不大，且成本要比用第一种方法配出的原料低很多，凡是生产不锈钢金属粉末的，实际上都是选用不锈钢废料来进行生产的。厂家所获取的利润，就是第一种方法与第二种方法之间的原料的差价及产品的增值。如果没有原料的差价，仅靠产品的增值，是没有多少利润的。

　　购买不锈钢废料，有几点是需要注意的，所买的废，外观应该很干净，这是一。第二，所买的不锈钢废料，应为同一供应商提供的同一品牌的，就是说，这个材料应是提供废料的厂商，成批买来自已用后形成的废料。比如是成批买来生产不锈钢餐具的，牌号是304，这种一次向同一供货商的产品，是带质保书的，质保书上会有这批材料的化学成份范围，或有明确的材料的牌号，有了材料的牌号，你可以很方便的查到其化学成份的范围。只有成份明了，你才能准确地判别你生产的不锈钢丸是否合格。除了生产不锈钢日用品的厂商，能提供整批料成份均匀一致的还有生产不锈钢管的厂商，应该说，这种管料要比片状的料好，这是因为片状的料，其表面积较大，在熔化时形成的渣就多。如果资金允许，一次可多买入些废料。

　　对于买入的不锈钢废料，在使用前应经过处理，不可未经处理就直接进炉熔化。

　　不锈钢废料的处理有以下几点：

　　一、除去混杂在废料中的非不锈钢材料，这主要是采用磁选法进行判别，凡是不能被强力磁铁吸取的，就是不锈钢，其余则排除在外。

　　二、经过磁选处理后，根据废料表面的干净程度，进行清洗处理，如有油或有其它杂物粘在材料的表面，都必须清除干净。经过清理的材料，要烘干后才好用。处理好后的材料，要达到表面干净，无油污、杂质存在，表面干燥，无水份。

　　三、对于长度或宽度较大的材料，还得预先将其切割成大小能入入熔炉中的尺寸。

　　四、处理好的材料存放在干燥的仓库中备用。

　　除了在熔炼中要用到不锈钢材料外，还需要其它一些辅助的材料，如打炉用的材料，脱氧的材料，造渣的材料，需要补充烧损的金属材料等，按需要准备。

　　中频熔炉是熔化不锈钢的设备，炉子在使用权用前须经过烤炉以延长炉子的使用寿命。

　　在炉子上操作的熔炼工，须按中频熔炉使用中的要求，配带安全帽、防护目镜、手套，穿工作服、工作鞋，以保证操作工人能安全生产。工人在上岗操作之前要经过专业培训和安全生产教育，在操作中要严格按操作要求进行生产。

　　在制作不锈钢丸的整个工段中，或者说在上面操作中频熔炉的工人当中，至少要有一位是在金属熔炼工厂工作过，有过使用中频熔炉的经验，能进行不锈钢溶炼操作的老师傅。

　　中频熔炼的好坏对不锈钢丸的质量是有一定影响的，特别是出钢时间的掌握上，对成品丸的收得率，影响很大。不锈钢丸制作装置是制作不锈钢丸的关键设备，根据不锈钢丸制作特点，该设备被设计成动态负压，在雾化开始之前，先行在装置中形成微氧的环境，在雾化制丸过程中一直保持这一环境，使制成的不锈钢丸色泽呈钢色，只有少量的氧化。

　　从理论上，要使制得的不锈钢丸少氧化，必须注意，在熔炉中熔化时，速度要快，到金属全部化开后，要及时脱氧除渣。在雾化时，整流器个雾化的过程要短。雾化时间长了，特别象不锈钢这种材料，其中的合金元素烧损率各不相同，有的烧损大，有的烧损少，这样，是很容易偏离原来设定的成份的，所以，通常，采用容量为六十公斤的炉子进行金属的熔化。采用六十公斤的炉子进行熔化还有一个好处就，设备与熔炉的热平衡容易维持，在生产中故障率较低。

　　雾化介质采用氮气。氮气是惰性的，价格也比较低，各地都有生产，容易得到。制作不锈钢丸的氮气为瓶装氮气，采用气瓶组的形式。每组十六只瓶子，用专用的管子连起来，并配上必要的表和阀。瓶子放在专门配做的架子上，固定好。这样一则安全，二则运输时方便。

　　为了确保雾化时的连续性，雾化筒体上开有许多孔，用于接管子或安装表、阀等等。在设备制造中，要注意焊缝的质量;在使用前，须进行检测，以保证筒体在使用中不泄漏，保证筒体气密性好。