Равномерность и постоянство плавки алюминиевых сплавов имеют решающее значение для качества литейных изделий, особенно когда речь идет о производительности слитков и обработанных материалов. В процессе плавки состав материалов из алюминиевых сплавов должен строго контролироваться, чтобы избежать сегрегации состава и неравномерности зерна, что напрямую влияет на механические свойства, коррозионную стойкость и обрабатываемость конечного материала.
Равномерность плавки тесно связана с составом алюминиевых сплавов, плавильным оборудованием, параметрами процесса и т. д. В процессе литья поведение затвердевания алюминиевой жидкости при различных температурах определяет внутреннюю структуру материала. Температурный градиент, скорость охлаждения и т. д. будут влиять на размер зерна и распределение слитка, а затем влиять на однородность материала. Контролируя температуру плавки, гомогенизирующую обработку и другие технические средства, можно эффективно уменьшить проблемы сегрегации компонентов и неравномерности размера зерна.
Равномерность и постоянство плавки алюминиевых сплавов являются основными вопросами для обеспечения качества литейных изделий, которые напрямую связаны с несколькими ключевыми показателями, такими как механические свойства, коррозионная стойкость и производительность обработки отливок. Равномерность и постоянство включают в себя несколько аспектов, таких как распределение элементов, контроль размера зерна и поведение сплава при затвердевании в процессе плавки.
1. Важность равномерности плавки
В процессе плавки алюминиевых сплавов равномерное распределение металлических элементов является основным требованием для обеспечения эксплуатационных характеристик материала. Если контроль температуры во время процесса плавки нестабилен, элементы в сплаве могут разделиться, что приведет к непостоянному локальному составу материала. Этот неравномерный состав вызовет различия в эксплуатационных характеристиках во время последующего процесса затвердевания и обработки, снижая механическую прочность, ударную вязкость и коррозионную стойкость продукта. Недостаточная однородность плавки приведет к появлению хрупких или слабых участков в материале, в которых очень легко образуются трещины и разрушения.
2. Измельчение зерна при литье
Размер и форма зерен напрямую влияют на механические свойства отливки и образование дефектов литья. В процессе затвердевания алюминиевого сплава, если зерна слишком большие или неровные, они часто образуют нежелательные микроструктуры, такие как столбчатые кристаллы и перьевые кристаллы, которые могут легко привести к растрескиванию отливки или появлению других дефектов во время использования. Для предотвращения этих явлений часто используется технология рафинирования для улучшения распределения зерен.
Использование рафинеров является эффективным способом решения этой проблемы. В частности, введение рафинеров на основе алюминия-титана-бора значительно улучшает микроструктуру слитков алюминиевого сплава. Добавляя рафинеры, можно значительно измельчить зерна, гомогенизировать низкократную микроструктуру материала, уменьшить столбчатые кристаллы и крупнозернистые структуры. Совместное воздействие TiAl₃ и TiB₂ в рафинере на основе алюминия-титана-бора увеличивает количество зародышей кристаллов, способствует образованию зародышей кристаллов в алюминиевой жидкости, делает зерна более мелкими и однородными и, таким образом, улучшает качество и механические свойства отливки.
При использовании рафинеров для достижения наилучшего эффекта необходимо точно контролировать количество и способ добавления. Как правило, количество добавляемого рафинера должно быть умеренным. Избыточное добавление приведет к чрезмерному измельчению зерна и повлияет на прочность сплава, в то время как слишком малое приведет к недостаточному измельчению. Кроме того, распределение рафинера должно быть равномерным, чтобы избежать локального избытка или недостатка в расплаве, чтобы обеспечить равномерное измельчение зерна всей отливки.
3. Технология контроля температуры и перемешивания во время плавки
На однородность плавки большое влияние оказывают методы контроля температуры и перемешивания. При плавке алюминиевых сплавов распределение температурного поля в расплаве и состояние текучести расплавленного металла играют решающую роль в однородности состава. Слишком высокая или слишком низкая температура расплава может привести к неравномерному составу или крупным зернам. Благодаря разумному контролю градиента температуры можно эффективно снизить сегрегацию растворенных веществ в расплаве.
В то же время технология перемешивания играет важную роль в процессе плавки. С помощью механического или электромагнитного перемешивания можно разрушить поверхностное натяжение жидкого алюминиевого сплава, чтобы растворенное вещество более равномерно распределялось в жидкой фазе и предотвращалось локальное обогащение элементов. Равномерность перемешивания напрямую влияет на постоянство состава расплава и качество последующего затвердевания. Разумный контроль скорости и времени перемешивания, особенно достаточное перемешивание после добавления рафинеров, может улучшить общую однородность расплава и обеспечить эффект измельчения зерна отливки.
4. Контроль микроструктуры в процессе затвердевания
Процесс затвердевания является ключевым этапом, который влияет на микроструктуру отливок из алюминиевых сплавов. Во время затвердевания распределение температурного поля на фронте расплава, поведение перераспределения растворенных веществ и морфологическая эволюция зерен будут иметь глубокое влияние на эксплуатационные характеристики конечной отливки. Для высококачественных отливок из алюминиевых сплавов необходимо контролировать скорость охлаждения, переохлаждение и термодинамическое состояние фронта интерфейса твердое тело-жидкость во время затвердевания.
В процессе затвердевания быстрое охлаждение способствует формированию однородной равноосной кристаллической структуры и уменьшению доли столбчатых кристаллов. Оптимизируя скорость охлаждения и контролируя градиент температуры в процессе охлаждения, можно эффективно улучшить однородность зернистой структуры. Кроме того, для крупногабаритных отливок обычно используется процесс гомогенизационной термической обработки, чтобы устранить неравномерное распределение твердых выделенных фаз и дополнительно улучшить однородность и консистенцию материала.
5. Постоянно развивающаяся технология плавки
В последние годы, с широким применением материалов из алюминиевых сплавов, плавильная технология также непрерывно развивается, особенно внедрение интеллектуальной и усовершенствованной технологии управления. Современное оборудование для плавки алюминиевых сплавов уделяет все больше внимания автоматическому управлению. С помощью оборудования для онлайн-обнаружения и контроля состав, температура и состояние измельчения зерна расплава могут контролироваться в режиме реального времени, чтобы обеспечить стабильность и однородность процесса плавки.
Кроме того, с усовершенствованием процесса плавки постепенно стали популярными такие технологии, как плавка с коротким процессом и обработка рафинированием в режиме онлайн. Эти технологии не только повышают эффективность производства, но и эффективно снижают потребление энергии и производственные затраты, что еще больше способствует модернизации технологии плавки алюминиевых сплавов.
В процессе плавки алюминиевых сплавов однородность и последовательность имеют решающее значение для обеспечения качества продукции. Благодаря рациональному использованию рафинеров, оптимизации контроля температуры и технологии перемешивания можно значительно улучшить структуру зерна и распределение состава слитка, чтобы гарантировать, что отливка имеет превосходные механические свойства и стабильное качество. С развитием технологий процесс плавки алюминиевых сплавов движется в сторону интеллекта и очистки, а качество литейных изделий из алюминиевых сплавов непрерывно улучшается.
Кроме того, добавление рафинеров является важной мерой для улучшения однородности плавки алюминиевых сплавов. Использование рафинеров на основе алюминия, титана и бора может значительно улучшить структуру слитка с малым увеличением и уменьшить такие дефекты, как перьевые кристаллы и столбчатые кристаллы. Обеспечивая эффект измельчения зерна, этот тип рафинера также должен контролировать количество и распределение добавки, обеспечивать однородность состава и избегать агломерации рафинера. Для обеспечения качества плавки и литья алюминиевых сплавов необходимо оптимизировать процесс плавки, измельчать зерна и строго контролировать распределение легирующих элементов.
В процессе плавки алюминиевых сплавов однородность и последовательность имеют решающее значение для обеспечения качества продукции. Благодаря рациональному использованию рафинеров, оптимизации контроля температуры и технологии перемешивания можно значительно улучшить структуру зерна и распределение состава слитка, гарантируя, что отливка будет иметь превосходные механические свойства и стабильное качество. С развитием технологий процесс плавки алюминиевых сплавов движется в сторону интеллекта и очистки, и постоянно улучшает качество литейных изделий из алюминиевых сплавов.
Время публикации: 27-окт-2024
