銅硅合金

在銅硅合金中，銅和硅都是高熔點的難熔元素。按照傳統的熔練工藝，都是先將難熔成分預製成中間合金（或叫輔助合金），然後再利用中間合金熔鍊成品合金（或叫工作合金）。這樣，在每次熔鍊成品合金時，都有一部分爐料—中間合金要被重複熔鍊。這不僅使熔鍊工藝繁瑣，延長了生產週期，而且還造成了人工和原材料的很大浪費。如果採用直接熔鍊工藝，就可以節省大量的熔鍊工時，降低燃料及電力等消耗，將會收到顯著的經濟效果 ^[1]  。

1.爐料：純鋁錠、電解銅和結晶硅。其中電解銅板的大小以能平放入坩鍋內部為宜，結晶硅的塊度2-5釐米，所有爐料要保證乾燥、清潔。

2.加料順序：結晶硅→電解銅板（平放）→純鋁錠。

3.操作注意事項：在爐料未全部熔化之前，應當儘量避免攪動，以免結晶硅大量上浮。但在精煉過程中，一定要充分攪拌，以免銅硅成分偏析。

為了確保合金的熔鍊質量，在試驗過程中，必須對試樣和鑄件進行了機械性能測定、化學成分化驗和金相組織對比。用直接熔鍊工藝法，合金的宏觀斷口組織細密均勻，機械性能和化學成分也都符合牌號的要求 ^[2]  。

在熔鍊過程中，發規當純鋁剛剛熔化完，而鋁水的温度還很低時（大約700℃以下），爐料中的結晶硅和電解銅已全部熔化了。有時候，即使結晶硅和電解銅已熔化完，但仍有少量純鋁未熔化。從熔化時間上看，直接熔鍊並不比原來時間長。由此可見，在鋁水中熔化高熔點的結晶硅和電解銅，並不需要將鋁水過熱到很高温度，也不需要增加熔鍊時間。這樣，各合金元素的氧化燒損減少了，同時也減少了合金吸氣，有利於保證合金的熔鍊質量。

為什麼高熔點的電解銅和結晶硅在很低的温度下就熔化了呢?為了説明這個問題，首先對熔化過程做個簡要分析。在加熱過程中，首先，低熔點的純鋁先被熔化，然後，浸泡在鋁水中的電解銅和結晶硅開始“溶解”。所以，增渦裏的爐料同時進行着“熔化”和“溶解”兩個過程。在此過程中，“溶解”的速度是熔鍊工藝的一個關鍵因素。如果“溶解”速度很快，能使整個“溶解”過程與低熔點爐料的“熔化”過程同時或提前完成，就可以採用直接熔鍊工藝。反之，如果“溶解”速度太慢，為使高熔點爐料全部“溶解”，就必須繼續提高合金液的提度，或是延長熔鍊時間。在這種情況下，為了保證合金的熔鍊質量，則應當採用中間合金二次熔練工藝。但實踐表明電解銅和給晶硅在温度較低鋁水中的“溶解”速度是很快的。至於電解銀和給晶硅在鋁水中的“溶解”速度為什麼這樣快，首先決定於它們和鋁水本身物牲質，其次，採用直接熔鍊工藝，可以使電解銅和給晶硅充分預熱，併為它們的“溶解，創造良好的條件，從而進一步加速了‘“溶解”過程的完成 ^[3]  。