Smältjämnheten och konsistensen hos aluminiumlegeringar är avgörande för kvaliteten på gjutgods, särskilt när det gäller prestandan hos göt och bearbetade material. Under smältprocessen måste sammansättningen av aluminiumlegeringsmaterialen kontrolleras noggrant för att undvika sammansättningssegregation och ojämnheter i kornen, vilket direkt påverkar de mekaniska egenskaperna, korrosionsbeständigheten och bearbetbarheten hos det slutliga materialet.
Smältjämnheten är nära relaterad till aluminiumlegeringens sammansättning, smältutrustning, processparametrar etc. Under gjutningsprocessen bestämmer den flytande aluminiumlegeringens stelningsbeteende vid olika temperaturer materialets inre struktur. Temperaturgradient, kylningshastighet etc. påverkar kornstorleken och fördelningen av götet, och påverkar sedan materialets jämnhet. Genom att kontrollera smälttemperaturen, homogeniseringsbehandlingen och andra tekniska medel kan problemen med komponentsegregation och ojämnheter i kornstorleken effektivt minskas.
Smältjämnheten och konsistensen hos aluminiumlegeringar är kärnfrågorna för att säkerställa kvaliteten på gjutgods, vilka är direkt relaterade till flera viktiga indikatorer såsom mekaniska egenskaper, korrosionsbeständighet och bearbetningsprestanda hos gjutgods. Likformighet och konsistens involverar flera aspekter såsom elementfördelning, kornstorlekskontroll och legeringens stelningsbeteende under smältprocessen.
1. Vikten av smältjämnhet
Vid smältning av aluminiumlegeringar är en jämn fördelning av metallelement ett grundläggande krav för att säkerställa materialets prestanda. Om temperaturkontrollen under smältningsprocessen är instabil kan elementen i legeringen segregera, vilket resulterar i en inkonsekvent lokal sammansättning av materialet. Denna ojämna sammansättning kommer att orsaka prestandaskillnader under den efterföljande stelnings- och bearbetningsprocessen, vilket minskar produktens mekaniska hållfasthet, seghet och korrosionsbeständighet. Dålig jämnhet vid smältning kommer att orsaka spröda eller svaga områden i materialet, vilket gör det mycket lätt att bilda sprickor och fel.
2. Förfining av kornighet under gjutning
Kornens storlek och form påverkar direkt gjutgodsets mekaniska egenskaper och bildandet av gjutdefekter. Om kornen är för stora eller ojämna under stelningsprocessen av aluminiumlegering bildar de ofta oönskade mikrostrukturer såsom kolumnära kristaller och fjäderkristaller, vilket lätt kan orsaka att gjutgodset spricker eller producerar andra defekter under användning. För att förhindra dessa fenomen används ofta förfiningsteknik för att förbättra kornfördelningen.
Användningen av raffinörer är ett effektivt sätt att lösa detta problem. I synnerhet införandet av aluminium-titan-bor-raffinörer har en betydande förbättring av mikrostrukturen hos aluminiumlegeringsgöt. Genom att tillsätta raffinörer kan kornen förfinas avsevärt, materialets lågmultipla mikrostruktur kan homogeniseras och kolumnära kristaller och grova kornstrukturer kan minskas. Den kombinerade effekten av TiAl₃ och TiB₂ i aluminium-titan-bor-raffinören ökar antalet kristallkärnor, främjar genereringen av kristallkärnor i aluminiumvätskan, gör kornen finare och mer enhetliga och förbättrar därmed gjutgodsets kvalitet och mekaniska egenskaper.
Vid användning av raffinörer är det nödvändigt att noggrant kontrollera mängden och tillsatsmetoden för att uppnå bästa effekt. Generellt sett bör mängden tillsatt raffinör vara måttlig. För mycket tillsats leder till överdriven kornförfining och påverkar legeringens seghet, medan för lite tillsats leder till otillräcklig förfining. Dessutom måste fördelningen av raffinören vara jämn för att undvika lokalt överskott eller brist på smältan och säkerställa jämn kornförfining i hela gjutgodset.
3. Temperaturkontroll och omrörningsteknik under smältning
Smältningens jämnhet påverkas i hög grad av temperaturkontroll och omrörningsmetoder. Vid smältning av aluminiumlegeringar spelar temperaturfältsfördelningen i smältan och den smälta metallens flyttillstånd en avgörande roll för kompositionens jämnhet. För hög eller för låg smälttemperatur kan orsaka ojämn sammansättning eller grova korn. Genom rimlig temperaturgradientkontroll kan segregeringen av lösta ämnen i smältan effektivt minskas.
Samtidigt spelar omrörningstekniken en viktig roll i smältprocessen. Genom mekanisk eller elektromagnetisk omrörning kan ytspänningen hos den flytande aluminiumlegeringen brytas, så att det lösta ämnet fördelas jämnare i vätskefasen och lokal anrikning av element förhindras. Omrörningens jämnhet påverkar direkt smältans sammansättningskonsistens och den efterföljande stelningskvaliteten. Rimlig kontroll av omrörningshastighet och tidpunkt, särskilt tillräcklig omrörning efter tillsats av raffinörer, kan förbättra smältans övergripande jämnhet och säkerställa gjutgodsets kornförfiningseffekt.
4. Kontroll av mikrostruktur under stelning
Stelningsprocessen är ett viktigt steg som påverkar mikrostrukturen hos gjutgods av aluminiumlegering. Under stelningen kommer temperaturfältfördelningen vid smältfronten, beteendet hos omfördelningen av lösta ämnen och kornens morfologiska utveckling att ha en djupgående inverkan på det slutliga gjutgodsets prestanda. För högkvalitativa gjutgods av aluminiumlegering är det nödvändigt att kontrollera kylningshastigheten, underkylningen och det termodynamiska tillståndet hos gränssnittsfronten mellan fast och vätska under stelningen.
Under stelningsprocessen bidrar snabb kylning till att bilda en enhetlig likaxlig kristallstruktur och minska andelen kolumnära kristaller. Genom att optimera kylningshastigheten och kontrollera temperaturgradienten under kylningsprocessen kan kornstrukturens enhetlighet förbättras effektivt. Dessutom används vanligtvis en homogeniseringsvärmebehandlingsprocess för gjutgods med stor sektion för att eliminera den ojämna fördelningen av fasta utfällda faser och ytterligare förbättra materialets enhetlighet och konsistens.
5. Kontinuerlig utveckling av smältteknik
Under senare år, med den utbredda användningen av aluminiumlegeringsmaterial, har smälttekniken också kontinuerligt utvecklats, särskilt införandet av intelligent och förfinad styrteknik. Modern smältutrustning för aluminiumlegering ägnar mer och mer uppmärksamhet åt automatisk styrning. Genom online-detekterings- och styrutrustning kan smältans sammansättning, temperatur och kornförfiningstillstånd övervakas i realtid för att säkerställa smältprocessens stabilitet och enhetlighet.
Dessutom, i takt med förbättringen av smältprocesserna, har tekniker som kortprocesssmältning och online-förädling gradvis blivit populära. Dessa tekniker förbättrar inte bara produktionseffektiviteten, utan minskar också effektivt energiförbrukningen och produktionskostnaderna, vilket ytterligare främjar moderniseringen av smälttekniken för aluminiumlegeringar.
Vid smältning av aluminiumlegeringar är enhetlighet och konsistens avgörande för att säkerställa produktkvaliteten. Genom rationell användning av raffinörer, optimering av temperaturkontroll och omrörningsteknik kan kornstrukturen och sammansättningsfördelningen i götet förbättras avsevärt för att säkerställa att gjutgodset har utmärkta mekaniska egenskaper och stabil kvalitet. Med teknikutvecklingen rör sig smältprocessen för aluminiumlegeringar mot intelligens och förfining, och kvaliteten på gjutprodukter av aluminiumlegeringar förbättras kontinuerligt.
Dessutom är tillsats av raffinörer en viktig åtgärd för att förbättra jämnheten vid smältning av aluminiumlegeringar. Användningen av aluminium-titan-bor-raffinörer kan avsevärt förbättra götets lågförstorande struktur och minska defekter som fjäderkristaller och kolumnära kristaller. Samtidigt som kornförfiningseffekten säkerställs, måste denna typ av raffinör också kontrollera sin tillsatta mängd och fördelning, säkerställa kompositionens jämnhet och undvika agglomerering i raffinören. För att säkerställa smält- och gjutningskvaliteten hos aluminiumlegeringar är det nödvändigt att optimera smältprocessen, förfina kornen och strikt kontrollera fördelningen av legeringselement.
Vid smältning av aluminiumlegeringar är enhetlighet och konsistens avgörande för att säkerställa produktkvaliteten. Genom rationell användning av raffinörer, optimering av temperaturkontroll och omrörningsteknik kan kornstrukturen och sammansättningsfördelningen i götet förbättras avsevärt, vilket säkerställer att gjutgodset har utmärkta mekaniska egenskaper och stabil kvalitet. Med teknikutvecklingen rör sig smältprocessen för aluminiumlegeringar mot intelligens och förfining, och kvaliteten på gjutprodukter av aluminiumlegering förbättras kontinuerligt.
Publiceringstid: 27 oktober 2024
