Равномерността и консистенцията на топене на алуминиевите сплави са от решаващо значение за качеството на леярските продукти, особено що се отнася до производителността на блоковете и обработените материали. По време на процеса на топене съставът на алуминиевите сплави трябва да бъде стриктно контролиран, за да се избегне сегрегация на състава и неравномерност на зърната, което пряко влияе върху механичните свойства, устойчивостта на корозия и обработваемостта на крайния материал.
Равномерността на топене е тясно свързана със състава на алуминиевите сплави, оборудването за топене, параметрите на процеса и др. 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 др. ще повлияят на размера на зърната и разпределението им в слитъка, а оттам и на еднородността на материала. Чрез контролиране на температурата на топене, хомогенизиращата обработка и други технически средства, проблемите със сегрегацията на компонентите и неравномерността на размера на зърната могат да бъдат ефективно намалени.
Еднородността и консистенцията на топене 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 технологични характеристики на отливките. Еднородността и консистенцията 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 разделят, което води до неравномерен локален състав на материала. Този неравномерен състав ще доведе до разлики в характеристиките по време на последващия процес на втвърдяване и обработка, намалявайки механичната якост, жилавостта и устойчивостта на корозия на продукта. Лошата равномерност при топене ще доведе до крехки или слаби зони в материала, които са много лесни за образуване на пукнатини и повреди.
2. Изтъняване на зърното по време на леене
Размерът и формата на зърната влияят пряко върху механичните свойства на отливката и образуването на дефекти при отливането. По време на процеса на втвърдяване на алуминиевата сплав, ако зърната са твърде големи или неравномерни, те често образуват нежелани микроструктури, като колоновидни кристали и пера от кристали, които лесно могат да доведат до напукване на отливката или други дефекти по време на употреба. За да се предотвратят тези явления, често се използва технология за рафиниране, за да се подобри разпределението на зърната.
Използването на рафинерии е ефективен начин за решаване на този проблем. По-специално, въвеждането на рафинерии от алуминий-титан-бор води до значително подобрение на микроструктурата на блоковете от алуминиева сплав. Чрез добавяне на рафинерии, зърната могат да бъдат значително рафинирани, нискократната микроструктура на материала може да бъде хомогенизирана и колоновидните кристали и едрозърнестите структури могат да бъдат намалени. Комбинираният ефект на TiAl₃ и TiB₂ в рафинера от алуминий-титан-бор увеличава броя на кристалните зародиши, насърчава генерирането на кристални зародиши в алуминиевата течност, прави зърната по-фини и по-равномерни и по този начин подобрява качеството и механичните свойства на отливката.
При използване на рафинерии, за да се постигне най-добър ефект, е необходимо точно да се контролира количеството и методът на добавяне. Обикновено количеството на добавения рафинер трябва да е умерено. Прекомерното добавяне ще доведе до прекомерно рафиниране на зърната и ще повлияе на жилавостта на сплавта, докато твърде малкото ще доведе до недостатъчно рафиниране. Освен това, разпределението на рафинера трябва да бъде равномерно, за да се избегне локален излишък или недостиг в стопилката, така че да се осигури равномерно рафиниране на зърната на цялата отливка.
3. Технология за контрол на температурата и разбъркване по време на топене
Равномерността на топене се влияе значително от контрола на температурата и методите на разбъркване. При топене на алуминиеви сплави, разпределението на температурното поле в стопилката и състоянието на течливост на разтопения метал играят решаваща роля за еднородността на състава. Твърде високата или твърде ниската температура на стопилката може да причини неравномерен състав или едри зърна. Чрез разумен контрол на температурния градиент, сегрегацията на разтворените вещества в стопилката може да бъде ефективно намалена.
В същото време, технологията на разбъркване играе жизненоважна роля в процеса на топене. Чрез механично или електромагнитно разбъркване може да се разруши повърхностното напрежение на течната алуминиева сплав, така че разтвореното вещество да се разпредели по-равномерно в течната фаза и да се предотврати локалното обогатяване на елементи. 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 добавяне на рафинерии, може да подобри общата еднородност на стопилката и да осигури ефект на рафиниране на зърната на отливката.
4. Контрол на микроструктурата по време на втвърдяване
Процесът на втвърдяване е ключов етап, който влияе върху микроструктурата на отливките от алуминиеви сплави. По време на втвърдяването, разпределението на температурното поле на фронта на стопилката, поведението на преразпределение на разтворените вещества и морфологичната еволюция на зърната ще окажат дълбоко влияние върху характеристиките на крайната отливка. За висококачествени отливки от алуминиеви сплави е необходимо да се контролира скоростта на охлаждане, преохлаждането и термодинамичното състояние на фронта на границата твърдо-течно състояние 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 колоновидните кристали. Чрез оптимизиране на скоростта на охлаждане и контролиране на температурния градиент по време на процеса на охлаждане, може ефективно да се подобри равномерността на зърнестата структура. Освен това, за отливки с голямо сечение обикновено се използва процес на хомогенизираща термична обработка, 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 алуминиевите сплави, технологията на топене също непрекъснато се развива, особено чрез въвеждането на интелигентни и усъвършенствани технологии за управление. Съвременното оборудване за топене на алуминиеви сплави обръща все повече внимание на автоматичното управление. Чрез онлайн оборудване за откриване и управление, съставът, температурата и състоянието на рафиниране на зърната на стопилката могат да се наблюдават в реално време, за да се гарантира стабилността и еднородността на процеса на топене.
Освен това, с подобряването на процеса на топене, технологии като топене с кратък процес и онлайн рафиниране постепенно стават популярни. Тези технологии не само подобряват ефективността на производството, но и ефективно намаляват потреблението на енергия и производствените разходи, което допълнително насърчава модернизацията на технологията за топене на алуминиеви сплави.
В процеса на топене на алуминиеви сплави, еднородността и консистенцията са от решаващо значение за осигуряване на качеството на продукта. Чрез рационално използване на рафинерии, оптимизиране на контрола на температурата и технологията на разбъркване, структурата на зърната и разпределението на състава на слитъка 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 насочва към интелигентност и рафиниране, а качеството на продуктите от алуминиеви сплави непрекъснато се подобрява.
Освен това, добавянето на рафинерии е важна мярка за подобряване на равномерността на топенето на алуминиеви сплави. Използването на рафинерии от алуминий-титан-бор може значително да подобри структурата на слитъка с ниско увеличение и да намали дефекти като пера от кристали и колоновидни кристали. Освен че осигурява ефекта на рафиниране на зърната, този тип рафинерии трябва да контролират количеството и разпределението на добавените елементи, да гарантират еднородност на състава и да избегнат агломерацията на рафинера. За да се гарантира качеството на топене и леене на алуминиевите сплави, е необходимо да се оптимизира процесът на топене, да се рафинират зърната и стриктно да се контролира разпределението на легиращите елементи.
В процеса на топене на алуминиеви сплави, еднородността и консистенцията са от решаващо значение за осигуряване на качеството на продукта. Чрез рационално използване на рафинерии, оптимизиране на контрола на температурата и технологията на разбъркване, структурата на зърната и разпределението на състава на слитъка могат да бъдат значително подобрени, което гарантира, че отливката има отлични механични свойства и стабилно качество. С развитието на технологиите, процесът на топене на алуминиеви сплави се насочва към интелигентност и рафиниране, като непрекъснато подобрява качеството на продуктите от алуминиеви леене.
Време на публикуване: 27 октомври 2024 г.
