鋁合金液質(zhì)量評(píng)價(jià)

1、職業(yè)教育材料成型與控制技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)鋁合金鑄件鑄造技術(shù)課程教案鋁合金液質(zhì)量評(píng)價(jià) 制作人：張保林陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院鋁合金液質(zhì)量評(píng)價(jià)一、概述鋁合金鑄件產(chǎn)生的許多缺陷，其中不少是由于鑄造工藝因素造成的，但同時(shí)也有不少是因?yàn)殇X液的質(zhì)量問(wèn)題造成的。鋁液質(zhì)量涉及許多方面，它以熔化原料和各種輔料使用的設(shè)備、作業(yè)環(huán)境等為基礎(chǔ)，取決于熔煉和熔體處理等作業(yè)實(shí)施的質(zhì)量。鋁液質(zhì)量主要包括成分（主成分+微量成分等）、氣體、夾雜物、溫度和其它（晶粒度等）。生產(chǎn)上諸因素對(duì)產(chǎn)品的特性和缺陷的影響見(jiàn)圖1。由圖可知，鋁液質(zhì)量如何與產(chǎn)品特性、缺陷狀況直接有關(guān)，在確定的范圍內(nèi)使鋁液質(zhì)量處于最佳狀態(tài)，這是生產(chǎn)高質(zhì)量鑄件的前提，因

2、而上述構(gòu)成鋁液質(zhì)量的五個(gè)要素應(yīng)該各自處于完全控制的狀態(tài)，這是至關(guān)重要的。圖1 諸因素對(duì)鑄造產(chǎn)品的特性和缺陷的影響二、材料成分材料主要成分應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，使其波動(dòng)范圍盡可能小，這是穩(wěn)定鑄件質(zhì)量的必要條件；有些微量成分對(duì)材料特性影響較大，也必須加以控制。隨著原料的多樣化及鑄件品質(zhì)要求的提高，微量元素的控制將更加重要。如果單純?yōu)榱私档统杀?，采用價(jià)低、質(zhì)差的材料，這些材料含有多種雜質(zhì)，來(lái)源也不穩(wěn)定，若沒(méi)有足夠的管理手段就會(huì)陷入無(wú)法控制的狀態(tài)。三、氣體 鋁液中氣體的影響也是不容忽視的。由于冷卻速度很快，雖然高壓鑄造對(duì)鋁液中的氣體影響不十分敏感（高壓鑄造主要受充型時(shí)卷入的由脫模劑、潤(rùn)滑劑、水分分解出來(lái)的氣

3、體等的影響），但壁厚數(shù)毫米以上的部位，由于凝固速度降低，此時(shí)鋁液中的氣體則極有可能成為該部位的氣孔來(lái)源。當(dāng)擠壓鑄造、壓鑄低速充填或局部加壓時(shí)，在壓力不足的厚壁部位，極易受到鋁液中氣體的影響。金屬型和砂型鑄造時(shí)，鋁液中的氣體更容易形成氣孔，從而影響鑄件的力學(xué)性能。為此，必須進(jìn)行除氣處理，防止鋁液大量吸氣。爐前含氣量的檢測(cè)是極為重要的控制手段。四、夾雜物夾雜物受到多方面的影響，從爐料、熔煉、熔體處理、鋁液運(yùn)送、保溫到澆鑄等實(shí)際工況對(duì)夾雜物的形成都有影響，所以往往難以分清是在哪個(gè)環(huán)節(jié)出問(wèn)題，而且其產(chǎn)生極不穩(wěn)定，目前尚無(wú)較好的爐前快速測(cè)定方法。夾雜物的產(chǎn)生大部分是由于氧化薄膜所致，會(huì)顯著降低高品質(zhì)鋁鑄

4、件的伸長(zhǎng)率、疲勞強(qiáng)度、沖擊值等重要特性。為了確保這些必要的特性穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)，降低夾雜物含量是極其重要的任務(wù)。以氧化薄膜為主體的夾雜物的形成，不僅限于鋁液與大氣中的氧接觸，而是與操作工序的各環(huán)節(jié)都有關(guān)系。如鋁液處理后靜置時(shí)間不足，采用自動(dòng)化澆鑄，或者因管理不充分造成液面有渣殘留等，都會(huì)使鋁液受到污染。所以，正確把握生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)各種設(shè)備及各項(xiàng)操作內(nèi)容在每一時(shí)段的變化狀況是不可欠缺的。 五、溫度溫度是熔煉、鑄造中最為重要的控制因素，但實(shí)際生產(chǎn)中往往忽略溫度波動(dòng)的問(wèn)題，具體反映在溫度波動(dòng)大，與設(shè)定的溫度偏差大且很分散。產(chǎn)品澆鑄前，保溫爐（包）內(nèi)鋁液的溫度一般都有±10的波動(dòng)；若鑄造溫度變化

5、20，則將使充型和凝固產(chǎn)生明顯變化，所以應(yīng)設(shè)法減少溫度波動(dòng)，使其盡可能平穩(wěn)保持在±5的水平。為此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)上一道工序所提供鋁液的溫度的控制，要注意測(cè)溫?zé)犭娕急Ｗo(hù)套管的傳熱特性及其浸入鋁液深度等細(xì)節(jié)。為此，應(yīng)努力提高測(cè)溫系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和控溫精度，以盡量減少溫度的波動(dòng)。六、其他要素 上述（14）鋁液質(zhì)量的要素若能完全得到控制，一般可以避免產(chǎn)生比較大的質(zhì)量問(wèn)題。除此以外，晶粒度也是關(guān)鍵問(wèn)題之一。對(duì)鋁液質(zhì)量而言，晶粒尺寸也是不能忽視的要素。例如在添加Ti、B細(xì)化晶粒時(shí)，晶粒度不只與Ti、B含量有關(guān)，還與冷卻速度等因素有關(guān)；有時(shí)即使細(xì)化元素含量達(dá)標(biāo)，晶粒度也未必能滿足要求，說(shuō)明細(xì)化效果還受到其他諸如操作工藝等因素的影響。因此，加強(qiáng)與晶粒度相關(guān)的各種因素的控制也非常重要。七、總結(jié)對(duì)于實(shí)際的操作過(guò)程，若發(fā)現(xiàn)與產(chǎn)品特性直接相關(guān)的其他重要因