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      共晶型Al-Si系鳳鋁合金變質問題分析

      發布時間:2016-01-17 04:47:57 瀏覽次數:

        

        Al-Si系變形鋁合金,有亞共晶型和共晶型兩類,共晶型合金主要鑄造成較大規格圓錠,經擠壓、鍛造后,用于生產內燃機活塞。

        共晶型Al-Si系合金的熔鑄生產,由于不對初晶Si進行變質處理,在工藝措施不到位的條件下鑄錠中難免出現尺寸超標的初晶Si組織。初晶Si的纖維硬度很高,它不僅增加切削加工刀具的磨損,影響材料組織的均勻性,還降低受力件的使用壽命,因而是一種組織缺陷,需要嚴格限制,初晶Si的晶粒大小一般要求不超過0.08mm。共晶型Al-Si系變形鋁合金,若在澆注前不進行共晶Si相的變質處理,其鑄錠沒有工業實用價值,因此,本文重點介紹目前用于共晶硅變質處理的幾種變質劑。

        1 共晶Si的Na變質

        廣泛用于工業生產的Na變質劑為Na鹽,這是一種傳統的變質工藝,采用Na鹽變質劑的突出優點是可以獲得滿意的變質效果,同時變質成本低。但有以下缺點:

        (1) Na鹽極易氧化揮發,變質有效期短,且可使熔體中氫含量增加。

        (2) Na鹽變質劑中的NaF有毒,損害人體健康,腐蝕工具、設備。

        (3) 沒有重熔變質效果。

        在變形鋁合金的熔鑄生產中,使用的冶金爐通常為反射爐,容積較大,鑄造作業時間較長。工業生產的實踐證明,運用Na鹽變質劑對共晶Si相進行變質處理,需采取特殊的工藝措施,減少變質后熔體中的Na燒損,有效的延長變質有效期。

        2 共晶Si的Sr變質

        共晶Si相的Sr變質,是繼Na變質后出現的新技術,它有與Na相近的變質效果。

        Sr鹽變質劑也曾在工業生產中應用,其中含有SrF2、SrCl2、Na3AlF6等,但其變質效果不太穩定。Sr變質的突出優點:可獲得與Na相近的變質效果;變質有效期長;無毒無煙害,不損害人體健康;不腐蝕熔煉設備;有一定程度的重熔變質效果。Sr變質的缺點主要是Sr可分解爐氣中的水蒸氣,使熔體中氫含量增加,且變質成本較高。

        在變形鋁合金的熔煉生產中,若在爐內用Al-Sr中間合金變質,需在熔體表面覆蓋含SrCl2的覆蓋劑,以減少Sr的燒損,進而延長Sr變質的有效期,同時也有利于降低熔體中的含氫量。

        3 共晶Si相的Sb變質

        共晶Si相的Sb變質,其變質效果略低于Na的,通常采用含Sb5%~8%的Al-Sb中間合金將Sb加到合金中,Sb有長效變質效果。加Sb變質劑的合金對鑄造凝固速度敏感,如凝固冷卻速度低或鑄件壁厚較大時會降低變質效果。

        Sb可與合金中的Mg形成Mg3Sb2化合物,降低了Mg的強化作用。Sb可與Na形成Na3Sb 化合物,因此在熔鑄生產中采用Sb變質時,不能使用鈉鹽。

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