Равномерность и консистенция выплавки алюминиевых сплавов имеют решающее значение для качества литейной продукции, особенно когда речь идет о характеристиках слитков и обрабатываемых материалов. В процессе плавки состав материалов из алюминиевых сплавов необходимо строго контролировать, чтобы избежать сегрегации состава и неравномерности зерен, что напрямую влияет на механические свойства, коррозионную стойкость и обрабатываемость конечного материала.
Однородность плавки тесно связана с составом алюминиевых сплавов, плавильным оборудованием, параметрами процесса и т. д. В процессе литья поведение алюминиевой жидкости при затвердевании при различных температурах определяет внутреннюю структуру материала. Градиент температуры, скорость охлаждения и т. д. будут влиять на размер зерна и распределение слитка, а затем влиять на однородность материала. Контролируя температуру плавки, обработку гомогенизации и другие технические средства, можно эффективно уменьшить проблемы сегрегации компонентов и неравномерности размера зерен.
Однородность и консистенция выплавки алюминиевых сплавов являются основными вопросами обеспечения качества литейной продукции, которые напрямую связаны с множеством ключевых показателей, таких как механические свойства, коррозионная стойкость и производительность обработки отливок. Однородность и консистенция включают в себя множество аспектов, таких как распределение элементов, контроль размера зерен и поведение сплава при затвердевании в процессе плавки.
1. Важность однородности плавки
В процессе выплавки алюминиевых сплавов равномерное распределение металлических элементов является основным требованием для обеспечения эксплуатационных характеристик материала. Если контроль температуры в процессе плавки нестабильен, элементы в сплаве могут расслаиваться, что приводит к нестабильному локальному составу материала. Этот неравномерный состав приведет к различиям в характеристиках во время последующего процесса затвердевания и обработки, снижая механическую прочность, ударную вязкость и коррозионную стойкость продукта. Плохая однородность при плавке приведет к появлению хрупких или слабых участков материала, на которых очень легко образуются трещины и разрушения.
2. Измельчение зерна при литье.
Размер и форма зерен напрямую влияют на механические свойства отливки и образование литейных дефектов. Если в процессе затвердевания алюминиевого сплава зерна слишком крупные 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. Чтобы предотвратить эти явления, часто применяют технологию рафинирования, позволяющую улучшить распределение зерна.
Использование рафинеров является эффективным способом решения этой проблемы. В частности, внедрение алюминиево-титан-борных рафинеров привело к значительному улучшению микроструктуры слитков алюминиевых сплавов. Добавляя рафинеры, можно значительно измельчить зерна, гомогенизировать малократную микроструктуру материала, а также уменьшить количество столбчатых кристаллов и крупнозернистую структуру. Совместное воздействие TiAl₃ и TiB₂ в рафинере алюминий-титан-бор увеличивает количество кристаллических зародышей, способствует образованию кристаллических зародышей в алюминиевой жидкости, делает зерна более мелкими и однородными и, таким образом, улучшает качество и механические свойства кастинг.
При использовании рафинеров для получения наилучшего эффекта необходимо точно контролировать количество и способ добавления. Как правило, количество добавляемого рафинера должно быть умеренным. Чрезмерное добавление приведет к чрезмерному измельчению зерна и повлияет на ударную вязкость сплава, а слишком малое количество приведет к недостаточному измельчению. Кроме того, распределение рафинера должно быть равномерным, чтобы избежать локального избытка или недостатка расплава и обеспечить равномерное измельчение зерна всей отливки.
3. Контроль температуры и технология перемешивания при плавке.
На однородность плавки большое влияние оказывают контроль температуры и методы перемешивания. При выплавке алюминиевых сплавов определяющую роль в однородности состава играют распределение температурного поля в расплаве и текучесть расплавленного металла. Слишком высокая или слишком низкая температура плавления может привести к неравномерности состава или появлению крупных зерен. За счет разумного контроля температурного градиента можно эффективно уменьшить сегрегацию растворенных веществ в расплаве.
В то же время технология перемешивания играет жизненно важную роль в процессе плавки. Путем механического или электромагнитного перемешивания можно нарушить поверхностное натяжение жидкого алюминиевого сплава, благодаря чему растворенное вещество более равномерно распределяется в жидкой фазе и предотвращается локальное обогащение элементами. Равномерность перемешивания напрямую влияет на консистенцию состава расплава и последующее качество затвердевания. Разумный контроль скорости и времени перемешивания, особенно достаточного перемешивания после добавления рафинеров, может улучшить общую однородность расплава и обеспечить эффект измельчения зерна отливки.
4. Контроль микроструктуры во время затвердевания.
Процесс затвердевания является ключевым этапом, влияющим 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 характеристики окончательной отливки. Для получения качественных отливок из алюминиевых сплавов необходимо контролировать скорость охлаждения, переохлаждение и термодинамическое состояние фронта раздела твердое тело-жидкость в процессе затвердевания.
В процессе затвердевания быстрое охлаждение помогает сформировать однородную равноосную кристаллическую структуру и уменьшить долю столбчатых кристаллов. Оптимизируя скорость охлаждения и контролируя температурный градиент во время процесса охлаждения, можно эффективно улучшить однородность зернистой структуры. Кроме того, для отливок большого сечения обычно применяют процесс гомогенизационной термообработки, позволяющий устранить неравномерность распределения твердых выделенных фаз и дополнительно улучшить однородность и консистенцию материала.
5. Постоянно развивающаяся технология плавки.
В последние годы, благодаря широкому применению материалов из алюминиевых сплавов, технология выплавки также постоянно развивается, особенно благодаря внедрению интеллектуальных и усовершенствованных технологий управления. Современное оборудование для выплавки алюминиевых сплавов все больше внимания уделяет автоматическому управлению. С помощью оборудования онлайн-обнаружения и контроля можно отслеживать состав, температуру и степень измельчения расплава в режиме реального времени, чтобы обеспечить стабильность и однородность процесса плавки.
Кроме того, с усовершенствованием процесса плавки постепенно стали популярными такие технологии, как краткосрочная плавка и онлайн-рафинирование. Эти технологии не только повышают эффективность производства, но и эффективно снижают энергопотребление и производственные затраты, способствуя дальнейшей модернизации технологии выплавки алюминиевых сплавов.
В процессе выплавки алюминиевых сплавов однородность и постоянство имеют решающее значение для обеспечения качества продукции. За счет рационального использования рафинеров, оптимизации контроля температуры и технологии перемешивания можно значительно улучшить зеренную структуру и распределение состава слитка, чтобы обеспечить отливке отличные механические свойства и стабильное качество. С развитием технологий процесс выплавки алюминиевых сплавов становится все более интеллектуальным и усовершенствованным, а качество отливок из алюминиевых сплавов постоянно улучшается.
Кроме того, добавление рафинеров является важной мерой по улучшению однородности выплавки алюминиевых сплавов. Использование рафинеров алюминия-титана-бора позволяет значительно улучшить структуру слитка при малом увеличении и уменьшить дефекты, такие как перья и столбчатые кристаллы. Обеспечивая эффект измельчения зерна, этот тип рафинера также должен контролировать количество и распределение его добавления, обеспечивать однородность состава и избегать агломерации рафинера. Для обеспечения качества выплавки и литья алюминиевых сплавов необходимо оптимизировать процесс выплавки, измельчить зерна, строго контролировать распределение легирующих элементов.
В процессе выплавки алюминиевых сплавов однородность и постоянство имеют решающее значение для обеспечения качества продукции. За счет рационального использования рафинеров, оптимизации контроля температуры и технологии перемешивания можно значительно улучшить зеренную структуру и распределение состава слитка, гарантируя, что отливка будет иметь отличные механические свойства и стабильное качество. С развитием технологий процесс выплавки алюминиевых сплавов становится все более интеллектуальным и усовершенствованным, а также постоянно улучшается качество отливок из алюминиевых сплавов.
Время публикации: 27 октября 2024 г.
