Uniformitatea și consistența topirii aliajelor de aluminiu sunt cruciale pentru calitatea produselor turnate, în special când vine vorba de performanța lingourilor și a materialelor prelucrate. În timpul procesului de topire, compoziția materialelor din aliaje de aluminiu trebuie controlată strict pentru a evita segregarea compoziției și neuniformitatea granulelor, care afectează direct proprietățile mecanice, rezistența la coroziune și prelucrabilitatea materialului final.
Uniformitatea topirii este strâns legată de compoziția aliajelor de aluminiu, echipamentul de topire, parametrii procesului etc. În timpul procesului de turnare, comportamentul de solidificare al aluminiului lichid la diferite temperaturi determină structura internă a materialului. Gradientul de temperatură, viteza de răcire etc. vor afecta dimensiunea granulelor și distribuția lingoului și, în consecință, vor afecta uniformitatea materialului. Prin controlul temperaturii de topire, tratamentul de omogenizare și alte mijloace tehnice, problemele de segregare a componentelor și neuniformitatea granulelor pot fi reduse eficient.
Uniformitatea și consistența topirii aliajelor de aluminiu sunt aspecte esențiale pentru asigurarea calității produselor turnate, fiind direct legate de mai mulți indicatori cheie, cum ar fi proprietățile mecanice, rezistența la coroziune și performanța de prelucrare a pieselor turnate. Uniformitatea și consistența implică mai multe aspecte, cum ar fi distribuția elementelor, controlul dimensiunii granulelor și comportamentul de solidificare al aliajului în timpul procesului de topire.
1. Importanța uniformității topirii
În procesul de topire a aliajelor de aluminiu, distribuția uniformă a elementelor metalice este o cerință fundamentală pentru asigurarea performanței materialului. Dacă controlul temperaturii în timpul procesului de topire este instabil, elementele din aliaj se pot separa, rezultând o compoziție locală inconsistentă a materialului. Această compoziție inegală va cauza diferențe de performanță în timpul procesului ulterior de solidificare și prelucrare, reducând rezistența mecanică, tenacitatea și rezistența la coroziune a produsului. O uniformitate slabă în topire va cauza zone fragile sau fragile în material, care sunt foarte ușor de format fisuri și defectări.
2. Rafinarea fibrei în timpul turnării
Dimensiunea și forma granulelor afectează direct proprietățile mecanice ale piesei turnate și formarea defectelor de turnare. În timpul procesului de solidificare a aliajului de aluminiu, dacă granulele sunt prea mari sau neuniforme, acestea formează adesea microstructuri nedorite, cum ar fi cristale columnare și cristale de pene, care pot provoca cu ușurință fisurarea piesei turnate sau producerea altor defecte în timpul utilizării. Pentru a preveni aceste fenomene, tehnologia de rafinare este adesea utilizată pentru a îmbunătăți distribuția granulelor.
Utilizarea rafinatoarelor este o modalitate eficientă de a rezolva această problemă. În special, introducerea rafinatoarelor aluminiu-titan-bor a adus o îmbunătățire semnificativă a microstructurii lingourilor din aliaj de aluminiu. Prin adăugarea de rafinatoare, granulele pot fi rafinate semnificativ, microstructura cu multiple mici a materialului poate fi omogenizată, iar cristalele columnare și structurile cu granule grosiere pot fi reduse. Efectul combinat al TiAl₃ și TiB₂ în rafinatorul aluminiu-titan-bor crește numărul de nuclee cristaline, promovează generarea de nuclee cristaline în lichidul de aluminiu, face granulele mai fine și mai uniforme și, astfel, îmbunătățește calitatea și proprietățile mecanice ale piesei turnate.
Atunci când se utilizează rafinori, pentru a obține cel mai bun efect, este necesar să se controleze cu precizie cantitatea și metoda de adăugare. În general, cantitatea de rafinor adăugată trebuie să fie moderată. Adăugarea excesivă va duce la o rafinare excesivă a granulelor și va afecta tenacitatea aliajului, în timp ce o cantitate prea mică va duce la o rafinare insuficientă. În plus, distribuția rafinorului trebuie să fie uniformă pentru a evita excesul sau deficiența locală în topitură, astfel încât să se asigure o rafinare uniformă a granulelor întregii turnări.
3. Controlul temperaturii și tehnologia de agitare în timpul topirii
Uniformitatea topirii este influențată în mare măsură de controlul temperaturii și de metodele de agitare. La topirea aliajelor de aluminiu, distribuția câmpului de temperatură în topitură și starea de curgere a metalului topit joacă un rol decisiv în uniformitatea compoziției. O temperatură prea ridicată sau prea scăzută a topiturii poate cauza o compoziție neuniformă sau granulație grosieră. Printr-un control rezonabil al gradientului de temperatură, segregarea substanțelor dizolvate în topitură poate fi redusă eficient.
În același timp, tehnologia de agitare joacă un rol vital în procesul de topire. Prin agitare mecanică sau electromagnetică, tensiunea superficială a aliajului de aluminiu lichid poate fi ruptă, astfel încât solutul să fie distribuit mai uniform în faza lichidă și să se prevină îmbogățirea locală a elementelor. Uniformitatea agitării afectează direct consistența compoziției topiturii și calitatea solidificării ulterioare. Controlul rezonabil al vitezei și al timpului de agitare, în special o agitare suficientă după adăugarea de rafinori, poate îmbunătăți uniformitatea generală a topiturii și poate asigura efectul de rafinare a granulelor turnate.
4. Controlul microstructurii în timpul solidificării
Procesul de solidificare este o etapă cheie care afectează microstructura pieselor turnate din aliaj de aluminiu. În timpul solidificării, distribuția câmpului de temperatură la frontul topiturii, comportamentul de redistribuire a solutului și evoluția morfologică a granulelor vor avea un impact profund asupra performanței piesei turnate finale. Pentru piesele turnate din aliaj de aluminiu de înaltă calitate, este necesar să se controleze viteza de răcire, suprarăcirea și starea termodinamică a frontului interfeței solid-lichid în timpul solidificării.
În timpul procesului de solidificare, răcirea rapidă ajută la formarea unei structuri cristaline echiaxiale uniforme și la reducerea proporției de cristale columnare. Prin optimizarea vitezei de răcire și controlul gradientului de temperatură în timpul procesului de răcire, uniformitatea structurii granulare poate fi îmbunătățită eficient. În plus, pentru piesele turnate cu secțiune mare, se utilizează de obicei un proces de tratament termic de omogenizare pentru a elimina distribuția inegală a fazelor solide precipitate și pentru a îmbunătăți în continuare uniformitatea și consistența materialului.
5. Tehnologie de topire în continuă dezvoltare
În ultimii ani, odată cu aplicarea pe scară largă a materialelor din aliaje de aluminiu, tehnologia de topire a fost, de asemenea, în continuă dezvoltare, în special prin introducerea tehnologiei de control inteligente și rafinate. Echipamentele moderne de topire a aliajelor de aluminiu acordă din ce în ce mai multă atenție controlului automat. Prin intermediul echipamentelor de detectare și control online, compoziția, temperatura și starea de rafinare a granulelor topiturii pot fi monitorizate în timp real pentru a asigura stabilitatea și uniformitatea procesului de topire.
În plus, odată cu îmbunătățirea procesului de topire, tehnologii precum topirea cu procese scurte și tratamentul de rafinare online au devenit treptat populare. Aceste tehnologii nu numai că îmbunătățesc eficiența producției, dar reduc și eficient consumul de energie și costurile de producție, promovând în continuare modernizarea tehnologiei de topire a aliajelor de aluminiu.
În procesul de topire a aliajelor de aluminiu, uniformitatea și consecvența sunt cruciale pentru a asigura calitatea produsului. Prin utilizarea rațională a rafinăriilor, optimizarea controlului temperaturii și tehnologia de amestecare, structura granulară și distribuția compoziției lingoului pot fi îmbunătățite semnificativ pentru a asigura proprietăți mecanice excelente și o calitate stabilă a piesei turnate. Odată cu dezvoltarea tehnologiei, procesul de topire a aliajelor de aluminiu se îndreaptă spre inteligență și rafinament, iar calitatea produselor turnate din aliaje de aluminiu este îmbunătățită continuu.
În plus, adăugarea de rafinoare este o măsură importantă pentru îmbunătățirea uniformității topirii aliajelor de aluminiu. Utilizarea rafinoarelor aluminiu-titan-bor poate îmbunătăți semnificativ structura cu mărire mică a lingoului și poate reduce defecte precum cristalele de pene și cristalele columnare. Asigurând în același timp efectul de rafinare a granulelor, acest tip de rafinor trebuie, de asemenea, să controleze cantitatea și distribuția adăugată, să asigure uniformitatea compoziției și să evite aglomerarea rafinorului. Pentru a asigura calitatea topirii și turnării aliajelor de aluminiu, este necesar să se optimizeze procesul de topire, să se rafineze granulele și să se controleze strict distribuția elementelor de aliere.
În procesul de topire a aliajelor de aluminiu, uniformitatea și consecvența sunt cruciale pentru a asigura calitatea produsului. Prin utilizarea rațională a rafinăriilor, optimizarea controlului temperaturii și tehnologia de amestecare, structura granulară și distribuția compoziției lingoului pot fi îmbunătățite semnificativ, asigurându-se că turnarea are proprietăți mecanice excelente și o calitate stabilă. Odată cu dezvoltarea tehnologiei, procesul de topire a aliajelor de aluminiu se îndreaptă spre inteligență și rafinament și îmbunătățește continuu calitatea produselor turnate din aliaje de aluminiu.
Data publicării: 27 oct. 2024
