Равномерността на топене и консистенцията на алуминиевите сплави са от решаващо значение за качеството на леярските продукти, особено що се отнася до производителността на блокове и обработени материали. По време на процеса на топене съставът на материалите от алуминиева сплав трябва да бъде строго контролиран, за да се избегне сегрегацията на състава и неравномерността на зърното, което пряко влияе върху механичните свойства, устойчивостта на корозия и обработваемостта на крайния материал.
Еднородността на топене е тясно свързана със състава на алуминиевите сплави, оборудването за топене, параметрите на процеса и т.н. По време на процеса на леене поведението на втвърдяване на алуминиевата течност при различни температури определя вътрешната структура на материала. Температурният градиент, скоростта на охлаждане и т.н. ще повлияят на размера на зърното и разпределението на слитъка и след това ще повлияят на еднородността на материала. Чрез контролиране на температурата на топене, хомогенизираща обработка и други технически средства, проблемите с разделянето на компонентите и неравномерността на размера на зърната могат да бъдат ефективно намалени.
Равномерността на топене и консистенцията на алуминиевите сплави са основните въпроси за осигуряване на качеството на леярските продукти, които са пряко свързани с множество ключови показатели като механични свойства, устойчивост на корозия и производителност на обработка на отливките. Еднородността и последователността включват множество аспекти като разпределение на елементите, контрол на размера на зърната и поведение на втвърдяване на сплавта по време на процеса на топене.
1. Значение на равномерността на топене
В процеса на топене на алуминиеви сплави равномерното разпределение на металните елементи е основно изискване за осигуряване на характеристиките на материала. Ако контролът на температурата по време на процеса на топене е нестабилен, елементите в сплавта могат да се отделят, което води до непостоянен локален състав на материала. Този неравномерен състав ще причини разлики в производителността по време на последващия процес на втвърдяване и обработка, намалявайки механичната якост, издръжливостта и устойчивостта на корозия на продукта. Лошата еднородност при топене ще причини крехки или слаби зони в материала, които много лесно образуват пукнатини и повреди.
2. Усъвършенстване на зърното по време на леене
Размерът и формата на зърната пряко влияят върху механичните свойства на отливката и образуването на дефекти при отливката. По време на процеса на втвърдяване на алуминиева сплав, ако зърната са твърде големи или неравномерни, те често образуват нежелани микроструктури като колоновидни кристали и перови кристали, които могат лесно да доведат до напукване на отливката или да произведат други дефекти по време на употреба. За да се предотвратят тези явления, често се използва технология за рафиниране за подобряване на разпределението на зърното.
Използването на рафинери е ефективен начин за решаване на този проблем. По-специално, въвеждането на алуминиево-титаниево-борни рафинери има значително подобрение на микроструктурата на блоковете от алуминиева сплав. Чрез добавяне на рафинери, зърната могат да бъдат значително рафинирани, ниско-множествената микроструктура на материала може да бъде хомогенизирана и колонните кристали и грубите зърнести структури могат да бъдат намалени. Комбинираният ефект на TiAl₃ и TiB₂ в алуминиево-титаниево-борния рафинер увеличава броя на кристалните ядра, насърчава генерирането на кристални ядра в алуминиевата течност, прави зърната по-фини и по-равномерни и по този начин подобрява качеството и механичните свойства на кастингът.
При използване на рафинери, за да се постигне най-добър ефект, е необходимо точно да се контролира количеството и начина на добавяне. Като цяло количеството добавен рафинер трябва да бъде умерено. Прекомерното добавяне ще доведе до прекомерно рафиниране на зърното и ще повлияе на якостта на сплавта, докато твърде малкото ще доведе до недостатъчно рафиниране. В допълнение, разпределението на рафинера трябва да бъде равномерно, за да се избегне локален излишък или недостатък в стопилката, така че да се осигури равномерно рафиниране на зърното на цялата отливка.
3. Контрол на температурата и технология на разбъркване по време на топене
Еднородността на топене се влияе силно от методите за контрол на температурата и разбъркване. При топене на алуминиеви сплави разпределението на температурното поле в стопилката и състоянието на потока на разтопения метал играят решаваща роля за еднородността на състава. Твърде високата или твърде ниската температура на топене може да причини неравномерен състав или едри зърна. Чрез разумен контрол на температурния градиент отделянето на разтворените вещества в стопилката може да бъде ефективно намалено.
В същото време технологията на разбъркване играе жизненоважна роля в процеса на топене. Чрез механично или електромагнитно разбъркване повърхностното напрежение на течната алуминиева сплав може да бъде нарушено, така че разтвореното вещество да се разпредели по-равномерно в течната фаза и да се предотврати локалното обогатяване на елементите. Равномерността на разбъркване пряко влияе върху консистенцията на състава на стопилката и последващото качество на втвърдяване. Разумният контрол на скоростта и времето на разбъркване, особено достатъчното разбъркване след добавянето на рафинери, може да подобри цялостната еднородност на стопилката и да гарантира ефекта на рафиниране на зърното на отливката.
4. Контрол на микроструктурата по време на втвърдяване
Процесът на втвърдяване е ключов етап, който засяга микроструктурата на отливките от алуминиева сплав. По време на втвърдяването, разпределението на температурното поле в предната част на стопилката, поведението на преразпределението на разтвореното вещество и морфологичната еволюция на зърната ще имат дълбоко влияние върху работата на крайната отливка. За висококачествени отливки от алуминиеви сплави е необходимо да се контролира скоростта на охлаждане, преохлаждането и термодинамичното състояние на фронта на интерфейса твърдо-течно по време на втвърдяването.
По време на процеса на втвърдяване, бързото охлаждане спомага за образуването на равномерна равноосна кристална структура и намаляване на дела на колоновидни кристали. Чрез оптимизиране на скоростта на охлаждане и контролиране на температурния градиент по време на процеса на охлаждане, равномерността на структурата на зърната може да бъде ефективно подобрена. В допълнение, за отливки с голямо сечение обикновено се използва процес на топлинна обработка на хомогенизиране, за да се елиминира неравномерното разпределение на твърдите утаени фази и допълнително да се подобри еднородността и консистенцията на материала.
5. Непрекъснато развиваща се технология за топене
През последните години, с широкото приложение на материали от алуминиеви сплави, технологията за топене също непрекъснато се развива, особено въвеждането на интелигентна и усъвършенствана технология за управление. Съвременното оборудване за топене на алуминиева сплав обръща все повече внимание на автоматичното управление. Чрез оборудване за онлайн откриване и контрол, съставът, температурата и състоянието на рафиниране на зърното на стопилката могат да се наблюдават в реално време, за да се гарантира стабилността и равномерността на процеса на топене.
В допълнение, с подобряването на процеса на топене, технологии като топене с кратък процес и онлайн пречистване постепенно станаха популярни. Тези технологии не само подобряват ефективността на производството, но също така ефективно намаляват потреблението на енергия и производствените разходи, като допълнително насърчават модернизацията на технологията за топене на алуминиева сплав.
В процеса на топене на алуминиеви сплави еднородността и консистенцията са от решаващо значение за гарантиране на качеството на продукта. Чрез рационалното използване на рафинери, оптимизиране на контрола на температурата и технологията на разбъркване, структурата на зърната и разпределението на състава на блока могат да бъдат значително подобрени, за да се гарантира, че отливката има отлични механични свойства и стабилно качество. С развитието на технологиите процесът на топене на алуминиеви сплави се движи към интелигентност и усъвършенстване, а качеството на продуктите за леене на алуминиеви сплави непрекъснато се подобрява.
В допълнение, добавянето на рафинери е важна мярка за подобряване на равномерността на топенето на алуминиева сплав. Използването на алуминиево-титаниево-борни рафинери може значително да подобри структурата с ниско увеличение на слитъка и да намали дефектите като пера и колонни кристали. Като гарантира ефекта на рафиниране на зърното, този тип рафинер също трябва да контролира количеството и разпределението на добавянето му, да гарантира еднородността на състава и да избягва агломерацията на рафинера. За да се гарантира качеството на топене и леене на алуминиеви сплави, е необходимо да се оптимизира процесът на топене, да се рафинират зърната и да се контролира стриктно разпределението на легиращите елементи.
В процеса на топене на алуминиеви сплави еднородността и консистенцията са от решаващо значение за гарантиране на качеството на продукта. Чрез рационалното използване на рафинери, оптимизиране на контрола на температурата и технологията на разбъркване, структурата на зърната и разпределението на състава на блока могат да бъдат значително подобрени, като се гарантира, че отливката има отлични механични свойства и стабилно качество. С развитието на технологиите процесът на топене на алуминиеви сплави се движи към интелигентност и усъвършенстване и непрекъснато подобрява качеството на продуктите за леене на алуминиеви сплави.
Време на публикуване: 27 октомври 2024 г
