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    國標氧化鋁型材

    • 所屬分類:工業鋁型材

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    • 發布日期:2019/10/12
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    鋁合金是工業中應用Z廣泛的一類有色金屬結構材料,在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學工業中已大量應用。工業經濟的飛速發展,對鋁合金焊接結構件的需求日益增多,使鋁合金的焊接性研究也隨之深入。目前鋁合金是應用Z多的合金。

     

    鋁合金密度低,但強度比較高,接近或超過優質鋼,塑性好,可加工成各種型材,具有優良的導電性、導熱性和抗蝕性,工業上廣泛使用,使用量僅次于鋼。一些鋁合金可以采用熱處理獲得良好的機械性能,物理性能和抗腐蝕性能。硬鋁合金屬AI—Cu—Mg系,一般含有少量的Mn,可熱處理強化.其特點是硬度大,但塑性較差。超硬鋁屬Al一Cu—Mg—Zn系,可熱處理強化,是室溫下強度Z高的鋁合金.但耐腐蝕性差,高溫軟化快。鍛鋁合金主要是Al—Zn—Mg—Si系合金,雖然加入元素種類多,但是含量少,因而具有優良的熱塑性,適宜鍛造,故又稱鍛造鋁合金。

     

    鋁和鋁合金可以用各種不同的方法熔煉。常使用的是無芯感應爐和槽式感應爐、坩堝爐和反射式平爐(使用天然氣或燃料油燃燒)以及電阻爐和電熱輻射爐。爐料種類廣泛,從高質量的預合金化鑄錠一直到專門由低等級廢料構成的爐料都可以使用。然而,即使在Z適宜熔煉澆注的條件下,熔化的鋁也易受三種類型的不良影響:

     

    ·在高溫條件下,隨著時間的推移,氫氣的吸附導致溶解在熔液中氫氣的增加。

     

    ·在高溫條件下,隨著時間的推移,熔液發生氧化。

     

    ·合金元素的喪失。

     

    氫氣是很容易被熔化的鋁吸附的。不幸的是,在熔化的鋁合金中,氫氣的溶解度基本上大于其在固體鋁中的溶解度。當鋁合金凝固時,氫氣從熔液中排出,收縮孔隙度擴大并放大,同時伴隨著力學性能的喪失。氫氣一般源自濕爐料和潮濕的熔化工具,但主要的氫氣源是環境中的濕氣。因為熔煉時幾乎難以防止氫氣的吸附,所以澆注前必須從熔液中除去氫氣。Z常使用的方法是向熔液中鼓入于燥的氮氣或氬氣泡。使用氯氣除去氫氣是格外有效的。然而,由于環境和安全原因常排除它在生產中使用。

     

    過去已利用減壓測試法測量出溶解在熔液中的氫氣量,其過程是將熔化鋁的試樣注入鋼杯中,并讓它在真空腔中凝固。觀察凝固過程發現,在凝固過程中氣泡變化的程度指示了存在的氫氣量。同時使用凝固后的試樣切片可以檢查形成氣泡的大小。遺憾的是,這些方法并不精確,而且受到熔體中作為氫氣泡晶核存在的氧化物顆粒的影響很大。測試溶解氫氣的更好方法是使用專門設計的利用液體萃取技術顯示氫氣的儀器。

     

    鋁在熔液表面瞬時形成非常穩定的氧化物。氧化的速度隨著溫度的升高和某些合金元素(如鎂和鈹)的存在而增加。而如果鋁熔液表面沒有受到于擾,那么在其表面形成的氧化物膜是自我限制的,任何紊流都會將氧化物膜攪和到大部分的熔液中,并產生新鮮的表面以有利于更多的氧化物形成。生成的氧化物膜和氧化物雜質非常有害于鑄鋁件的性能,然而,在合金冶煉、熔化金屬的轉運或澆注和鑄型注滿的過程中都會引起紊流。

     

    熔液中的氧化物顆粒成為形成縮孔和氣孔的品核。缺少氧化物雜質時,氣孔和碾微孔隙也就基本消失了。對于鑄鋁件的生產,減少氰化物雜質足特別重要的一個條件.因為通常它們的液相線與固相線之問有非常大的幅差,而在多孔隙的狀態下冷凝,則很難給孔隙提供補給。

     

    鑄件的氧化膜則形成了極易失效的脆弱面,鑄鋁合金力學性能的不均勻性恰恰就是由于這些氧化膜的存在而引起的,如果沒有這些氧化膜.不均勻性就會減少,鑄件性能的重復性就會優于鍛件,用X射線檢查時,這些氧化膜通常是不可見的,但必須做到事前預防而不要等事后發現時再去修補。,

     

    在熔融狀態下,可以利用熔劑的覆蓋來控制氧化物。這些熔劑一般為氯化鎂鹽。它們漂浮在熔液的表而上。但仍要定期從熔液表面清除氧化物,可以采用熔液通過過濾床的辦法從大熔爐中清除這些懸浮的氧化物雜質。較小規模生產時,可以在澆注系統中設置過濾器來清除氧化物。

     

    為了防止在鑄件中形成氧化膜,則需要讓金屬以毫尤紊流的狀態進入到鑄型的型腔.對大多數鑄件來說,利用重力澆注的方法就不可能做到這一點,因為直澆道的水頭高度會加快流動速度從而發生紊流,所以一定要采用反重力法或液位模具澆注技術。這樣過濾器減緩金屬流動的速度,使其慢到足以防止氧化物產生。另外必須從底部注入模具的型腔,注入鑄件各個液位的次序電要精心設計好,以免發生“瀑布”——模具中液態金屬從較高液位掉落到較低的液位,從而在新生金屬表面形成氧化物。利用從底部注入模具的方法,液態金屬頂上的氧化層將升入到上砂箱層面的頂部并流入冒口的頂,這樣則不會損害鑄件。

     

    很多鑄鋁合金都含有像鎂這樣的會慢慢與氧氣發生反應的元素,熔化的金屬保存時間過長,這些元素就會被逐漸氧化,導致鑄件的化學成分不達標,而其他一些合金元素,例如具有低氣化壓的鋅,還會從浴槽的表而蒸發。

     

    鋁合金壓力加工產品分為防銹(LF)、硬質(LY)、鍛造(LD)、超硬(LC)、包覆(LB)、特殊(LT)及釬焊(LQ)等七類。常用鋁合金材料的狀態為退火(M燜火)、硬化(Y)、熱軋(R)等三種。

     

    壓鑄的特點

     

    壓力鑄造簡稱壓鑄,是一種將熔融合金液倒入壓室內,以高速充填鋼制模具的型腔,并使合金液在壓力下凝固而形成鑄件的鑄造方法。壓鑄區別于其它鑄造方法的主要特點是高壓和高速。

     

    (1)金屬液是在壓力下填充型腔的,并在更高的壓力下結晶凝固,常見的壓力為15—100MPa。

     

    (2)金屬液以高速充填型腔,通常在10—50米/秒,有的還可超過80米/秒,(通過內澆口導入型腔的線速度—內澆口速度),因此金屬液的充型時間極短,約0.01—0.2秒(須視鑄件的大小而不同)內即可填滿型腔。壓鑄機、壓鑄合金與壓鑄模具是壓鑄生產的三大要素,缺一不可。所謂壓鑄工藝就是將這三大要素有機地加以綜合運用,使能穩定地有節奏地和高效地生產出外觀、內在質量好的、尺寸符合圖樣或協議規定要求的合格鑄件,甚至優質鑄件。

     

    壓鑄的流動性

     

    流動性是指合金液體充填鑄型的能力。流動性的大小決定合金能否鑄造復雜的鑄件。在鋁合金中共晶合金的流動性Z好。

     

    影響流動性的因素很多,主要是成分、溫度以及合金液體中存在金屬氧化物、金屬化合物及其他污染物的固相顆粒,但外在的根本因素為澆注溫度及澆注壓力(俗稱澆注壓頭)的高低。

     

    實際生產中,在合金已確定的情況下,除了強化熔煉工藝(精煉與除渣)外,還必須改善鑄型工藝性(砂模透氣性、金屬型模具排氣及溫度),并在不影響鑄件質量的前提下提高澆注溫度,保證合金的流動性。


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