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铸造铝合金的解决措施

日期:2018-10-20 17:17

  由于每一种缺陷的产生原因来自多个不同的影响因素,因此在实际生产中要解决问题,面对众多原因到底是非功过先调机?还是先换料?或先修改模具?建议按难易程度,先简后复杂去处理,其次序:1) 清理分型面,清理型腔,清理顶杆;改善涂料、改善喷涂工艺;增大锁模力,增加浇注金属量。这些靠简单操作即可实施的措施。2) 调整工艺参数、压射力、压射速度、充型时间、开模时间,浇注温度、模具温度等。3) 换料,选择质优的铝合金锭,改变新料与回炉料的比例,改进熔炼工艺。

  3)模具问题:变形,分型面上杂物,镶块、滑块有磨损不平齐,模板强度不够。解决飞边的措施顺序:清理分型面→提高锁模力→调整工艺参数→修复模具磨损部位→提高模具刚度。从易到难,每做一步改进,先检验其效果,不行再进行第二步。 在铸造铝合金中添加稀土可以有效的改善铸造铝合金的缺陷。

  铝合金中添加适量稀土元素对精炼效果具有促进作用。稀土元素可以改善夹杂物形态,净化晶界。采用真空吸铸法研究了Al RE中间合金对A356合金 流动性的影响,实验结果证明合金熔体中加入适量的稀土元素,能够使固液相线温度差减少,减小合金的糊状凝固趋势,并且降低合金熔体表面张力,此外还有去气、除杂的精炼作用,这都会使熔体流动性提高,粘度降低,有利 于夹杂物和气体的排除。

  已研究开发出一种含有稀土化合物的铝合金新型熔剂,该熔剂通过发生一系列的物理和化学反应,不仅可使A356合金熔体720℃时的含氢量由大于0.30ml/100g(Al)下降到0.10 ml/100g(Al)以下,除气效果显著,并使A356合金的室温抗拉强度提高7.27%,延伸率提高85.58%。但是,过量的稀土元素也会加剧富RE相的聚集,成为夹杂物,从而降低合金熔体的流动性。

  有目的地抑制柱状晶和双柱状晶生长,促进细小等轴晶形成,这种工艺过程就叫作晶粒细化处理。由于晶粒得以细化,合金的性能得到提高,同时还使缩松、热裂、针孔等缺陷下降。细化处理的最基本方法是抑制形核,以及向熔体中添加晶粒细化剂的外来形核质点。目前,添加细化剂的方法成为最有效、最实用的方法。铸造铝合金中常用的共有三种类型的晶粒细化剂:二元Al-Ti合金、二元Al-B合金和三元Al-Ti-B合金。中间合金(晶粒细化剂)加入到铝合金熔体中发生溶解,释放出金属间化合物相,成为外来形核核心。

  在铝合金中加入稀土,既可细化晶粒,也可明显细化枝晶组 织(减小二次枝晶间距),其最佳效果对应于不同的稀土含量。但是,其细化效果弱于Ti、B等元素。稀土加入的临界值与合金的 熔炼、浇铸条件有密切关系。只有在一定的生产工艺条件下,一定量的稀土才会有最好的细化效果。

  采用一般细化剂,随着铝液 静置时间的延长,细化效果逐渐衰退;采用 Al-5Ti-1B-10RE中间合金,稀土元素能阻止细化元素发生聚集、沉淀,对Ti、B的细化作用有一定的促进作用,可有效抑制铝硅合金长时间静置过程中晶粒尺寸的衰退,适合于大批量生产汽车铝合金铸件。

  铸造Al-Si合金中Si相在自然生长条件下会长成块状或片状的脆性相,它严重割裂基体,降低合金的强度和塑性,因而需要将它改变成有利的形态。变质处理使共晶Si由粗大的 片状变成细小纤维状或层片状,从而提高合金性能。迄今已发现,碱金属中的K、Na,碱土金属中的Ca、Sr,稀土元素Eu、La、Ce和混合稀土,氮族元素Sb、Bi,氧族元素S、Te等均 具有变质作用。在Al-Si合金中,添加铝 稀土中间合金或稀土氯化物和氟化物,可使共晶Si相由片条状变成球粒状。不同稀土的变质能力不同,大体上随着原子半径由大变小,变质能力由强变弱。

  稀土变质剂具有很好的长效性和重熔稳定性,吸气倾向小,无污染、加入工艺简便、 无腐蚀作用。研究结果表明,含La为0.056%变质后的合金,重熔10次,每次取样进行金相检验,发现最终仍有变质效果,La的最终浓度仍有0.035%,仍处于最佳变质范围之内。0.3 %混合稀土变质合金,重熔5次,发现最终仍有良好变质效果。

  变质工艺直接影响着稀土的变质效果。对Al-Si合金,获得稳定变质组织的关键是减 少稀土的烧损,并防止稀土的偏聚,使稀土迅速均匀地扩散到铝液中。稀土变质有一潜伏期 ,即必须在高温下保持一定时间,稀土才能发挥最大变质作用。

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