Рівномірність плавлення та консистенція алюмінієвих сплавів мають вирішальне значення для якості ливарних виробів, особливо коли йдеться про продуктивність зливків та оброблених матеріалів. Під час процесу плавки слід суворо контролювати склад матеріалів з алюмінієвих сплавів, щоб уникнути сегрегації складу та нерівномірності зерна, що безпосередньо впливає на механічні властивості, стійкість до корозії та оброблюваність кінцевого матеріалу.
Рівномірність плавлення тісно пов’язана зі складом алюмінієвих сплавів, плавильним обладнанням, параметрами процесу тощо. Під час процесу лиття поведінка затвердіння рідини алюмінію при різних температурах визначає внутрішню структуру матеріалу. Температурний градієнт, швидкість охолодження тощо впливатимуть на розмір зерна та розподіл зливка, а потім впливатимуть на однорідність матеріалу. Контролюючи температуру плавлення, гомогенізаційну обробку та інші технічні засоби, можна ефективно зменшити проблеми сегрегації компонентів і нерівномірності розміру зерна.
Рівномірність плавлення та консистенція алюмінієвих сплавів є ключовими питаннями для забезпечення якості ливарних виробів, які безпосередньо пов’язані з кількома ключовими показниками, такими як механічні властивості, стійкість до корозії та ефективність обробки виливків. Однорідність і консистенція включають численні аспекти, такі як розподіл елементів, контроль розміру зерна та поведінка твердіння сплаву під час процесу плавлення.
1. Значення рівномірності плавки
У процесі виплавки алюмінієвих сплавів рівномірний розподіл металевих елементів є основною вимогою для забезпечення продуктивності матеріалу. Якщо контроль температури під час процесу плавлення є нестабільним, елементи в сплаві можуть розділятися, що призводить до непослідовного локального складу матеріалу. Цей нерівномірний склад спричинить відмінності в продуктивності під час подальшого процесу затвердіння та обробки, знижуючи механічну міцність, ударну в’язкість і стійкість до корозії продукту. Погана рівномірність плавлення призведе до крихких або слабких ділянок у матеріалі, на яких дуже легко утворюються тріщини та пошкодження.
2. Подрібнення зерна при литті
Розмір і форма зерен безпосередньо впливають на механічні властивості виливка і утворення ливарних дефектів. Під час процесу затвердіння алюмінієвого сплаву, якщо зерна занадто великі або нерівні, вони часто утворюють небажані мікроструктури, такі як стовпчасті кристали та пір’ясті кристали, які можуть легко спричинити розтріскування виливка або створити інші дефекти під час використання. Щоб запобігти цим явищам, технологія очищення часто використовується для покращення розподілу зерна.
Ефективним способом вирішення цієї проблеми є використання рафінерів. Зокрема, впровадження алюміній-титан-борних рафінерів значно покращує мікроструктуру злитків алюмінієвих сплавів. Додаючи рафінери, зерна можна значно подрібнити, мікроструктуру матеріалу з низьким вмістом множин можна гомогенізувати, а стовпчасті кристали та крупнозернисту структуру можна зменшити. Комбінована дія TiAl₃ і TiB₂ в алюмінієво-титаново-борному рафінері збільшує кількість кристалічних ядер, сприяє утворенню кристалічних ядер в алюмінієвій рідині, робить зерна більш дрібними та одноріднішими, і таким чином покращує якість і механічні властивості кастинг.
При використанні рафінерів, для отримання найкращого ефекту, необхідно чітко контролювати кількість і спосіб додавання. Як правило, кількість рафінера має бути помірною. Надмірне додавання призведе до надмірного подрібнення зерна та вплине на в’язкість сплаву, тоді як надто мало призведе до недостатнього подрібнення. Крім того, розподіл рафінера має бути рівномірним, щоб уникнути локального надлишку або дефіциту розплаву, щоб забезпечити рівномірне подрібнення зерна всієї виливки.
3. Контроль температури і технологія перемішування при плавці
На рівномірність плавлення значною мірою впливають контроль температури та методи перемішування. При виплавці алюмінієвих сплавів вирішальну роль в однорідності складу відіграє розподіл температурного поля в розплаві і текучий стан розплавленого металу. Надто висока або надто низька температура розплаву може призвести до нерівномірного складу або грубого зерна. За допомогою розумного контролю градієнта температури можна ефективно зменшити сегрегацію розчинених речовин у розплаві.
У той же час технологія перемішування відіграє важливу роль у процесі плавки. За допомогою механічного або електромагнітного перемішування можна порушити поверхневий натяг рідкого алюмінієвого сплаву, завдяки чому розчинена речовина більш рівномірно розподіляється в рідкій фазі та запобігає локальному збагаченню елементів. Рівномірність перемішування безпосередньо впливає на консистенцію складу розплаву і якість подальшого застигання. Розумний контроль швидкості та часу перемішування, особливо достатнє перемішування після додавання рафінерів, може покращити загальну однорідність розплаву та забезпечити ефект подрібнення зерна відливки.
4. Контроль мікроструктури під час затвердіння
Процес затвердіння є ключовим етапом, який впливає на мікроструктуру виливків з алюмінієвих сплавів. Під час затвердіння розподіл температурного поля на фронті розплаву, поведінка перерозподілу розчиненої речовини та морфологічна еволюція зерен матимуть глибокий вплив на продуктивність остаточного лиття. Для високоякісних виливків з алюмінієвих сплавів необхідно контролювати швидкість охолодження, переохолодження та термодинамічний стан фронту розділу тверде тіло – рідина під час затвердіння.
Під час процесу затвердіння швидке охолодження допомагає сформувати однорідну рівновісну кристалічну структуру та зменшити частку стовпчастих кристалів. Шляхом оптимізації швидкості охолодження та контролю градієнта температури під час процесу охолодження можна ефективно покращити однорідність структури зерна. Крім того, для виливків великого перерізу зазвичай використовується процес гомогенізації термічної обробки, щоб усунути нерівномірний розподіл твердих виділених фаз і ще більше поліпшити однорідність і консистенцію матеріалу.
5. Постійно розвивається технологія плавки
В останні роки, завдяки широкому застосуванню матеріалів з алюмінієвих сплавів, технологія плавлення також постійно розвивається, особливо впровадження інтелектуальної та вдосконаленої технології керування. Сучасне обладнання для виплавки алюмінієвих сплавів все більше уваги приділяє автоматичному управлінню. За допомогою онлайн-обладнання для виявлення та контролю можна відстежувати склад, температуру та ступінь подрібнення зерна розплаву в режимі реального часу, щоб забезпечити стабільність і рівномірність процесу плавки.
Крім того, з удосконаленням процесу плавки поступово стають популярними такі технології, як коротка плавка та онлайн-обробка рафінування. Ці технології не тільки підвищують ефективність виробництва, але й ефективно знижують споживання енергії та витрати на виробництво, сприяючи подальшій модернізації технології виплавки алюмінієвих сплавів.
У процесі виплавки алюмінієвого сплаву однорідність і консистенція мають вирішальне значення для забезпечення якості продукції. Завдяки раціональному використанню рафінерів, оптимізації контролю температури та технології перемішування зерниста структура та розподіл складу зливка можуть бути значно покращені, щоб гарантувати відмінні механічні властивості та стабільну якість литва. З розвитком технологій процес плавлення алюмінієвих сплавів рухається в бік інтелекту та вдосконалення, а якість виробів для лиття алюмінієвих сплавів постійно покращується.
Крім того, додавання рафінерів є важливим заходом для підвищення рівномірності виплавки алюмінієвого сплаву. Використання алюміній-титан-борних рафінерів може значно покращити структуру злитка з низьким збільшенням і зменшити дефекти, такі як пір'яні кристали та стовпчасті кристали. Забезпечуючи ефект рафінування зерна, цей тип рафінеру також повинен контролювати кількість додавання та розподіл, забезпечувати однорідність складу та уникати агломерації рафінеру. Щоб забезпечити якість плавки і лиття алюмінієвих сплавів, необхідно оптимізувати процес плавки, подрібнити зерна і суворо контролювати розподіл легуючих елементів.
У процесі виплавки алюмінієвого сплаву однорідність і консистенція мають вирішальне значення для забезпечення якості продукції. Завдяки раціональному використанню рафінерів, оптимізації контролю температури та технології перемішування можна значно покращити зернову структуру та розподіл складу зливка, забезпечуючи чудові механічні властивості та стабільну якість литва. З розвитком технологій процес плавлення алюмінієвих сплавів рухається в напрямку інтелекту та вдосконалення, а також постійного покращення якості продуктів лиття з алюмінієвих сплавів.
Час публікації: 27 жовтня 2024 р
