铝合金液质量评价

1、职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库铝合金铸件铸造技术课程教案铝合金液质量评价 制作人：张保林陕西工业职业技术学院铝合金液质量评价一、概述铝合金铸件产生的许多缺陷，其中不少是由于铸造工艺因素造成的，但同时也有不少是因为铝液的质量问题造成的。铝液质量涉及许多方面，它以熔化原料和各种辅料使用的设备、作业环境等为基础，取决于熔炼和熔体处理等作业实施的质量。铝液质量主要包括成分（主成分+微量成分等）、气体、夹杂物、温度和其它（晶粒度等）。生产上诸因素对产品的特性和缺陷的影响见图1。由图可知，铝液质量如何与产品特性、缺陷状况直接有关，在确定的范围内使铝液质量处于最佳状态，这是生产高质量铸件的前提，因

2、而上述构成铝液质量的五个要素应该各自处于完全控制的状态，这是至关重要的。图1 诸因素对铸造产品的特性和缺陷的影响二、材料成分材料主要成分应按照标准规定，使其波动范围尽可能小，这是稳定铸件质量的必要条件；有些微量成分对材料特性影响较大，也必须加以控制。随着原料的多样化及铸件品质要求的提高，微量元素的控制将更加重要。如果单纯为了降低成本，采用价低、质差的材料，这些材料含有多种杂质，来源也不稳定，若没有足够的管理手段就会陷入无法控制的状态。三、气体 铝液中气体的影响也是不容忽视的。由于冷却速度很快，虽然高压铸造对铝液中的气体影响不十分敏感（高压铸造主要受充型时卷入的由脱模剂、润滑剂、水分分解出来的气

3、体等的影响），但壁厚数毫米以上的部位，由于凝固速度降低，此时铝液中的气体则极有可能成为该部位的气孔来源。当挤压铸造、压铸低速充填或局部加压时，在压力不足的厚壁部位，极易受到铝液中气体的影响。金属型和砂型铸造时，铝液中的气体更容易形成气孔，从而影响铸件的力学性能。为此，必须进行除气处理，防止铝液大量吸气。炉前含气量的检测是极为重要的控制手段。四、夹杂物夹杂物受到多方面的影响，从炉料、熔炼、熔体处理、铝液运送、保温到浇铸等实际工况对夹杂物的形成都有影响，所以往往难以分清是在哪个环节出问题，而且其产生极不稳定，目前尚无较好的炉前快速测定方法。夹杂物的产生大部分是由于氧化薄膜所致，会显著降低高品质铝铸

4、件的伸长率、疲劳强度、冲击值等重要特性。为了确保这些必要的特性稳定在一定的范围内，降低夹杂物含量是极其重要的任务。以氧化薄膜为主体的夹杂物的形成，不仅限于铝液与大气中的氧接触，而是与操作工序的各环节都有关系。如铝液处理后静置时间不足，采用自动化浇铸，或者因管理不充分造成液面有渣残留等，都会使铝液受到污染。所以，正确把握生产现场各种设备及各项操作内容在每一时段的变化状况是不可欠缺的。 五、温度温度是熔炼、铸造中最为重要的控制因素，但实际生产中往往忽略温度波动的问题，具体反映在温度波动大，与设定的温度偏差大且很分散。产品浇铸前，保温炉（包）内铝液的温度一般都有10的波动；若铸造温度变化20，则将使

5、充型和凝固产生明显变化，所以应设法减少温度波动，使其尽可能平稳保持在5的水平。为此，应加强对上一道工序所提供铝液的温度的控制，要注意测温热电偶保护套管的传热特性及其浸入铝液深度等细节。为此，应努力提高测温系统的准确性和控温精度，以尽量减少温度的波动。六、其他要素 上述（14）铝液质量的要素若能完全得到控制，一般可以避免产生比较大的质量问题。除此以外，晶粒度也是关键问题之一。对铝液质量而言，晶粒尺寸也是不能忽视的要素。例如在添加Ti、B细化晶粒时，晶粒度不只与Ti、B含量有关，还与冷却速度等因素有关；有时即使细化元素含量达标，晶粒度也未必能满足要求，说明细化效果还受到其他诸如操作工艺等因素的影响。因此，加强与晶粒度相关的各种因素的控制也非常重要。七、总结对于实际的操作过程，若发现与产品特性直接相关的其他重要因素