膜夾層在鋁合金壓鑄件的形成
文章來源:譽(yù)格壓鑄時間:2019-05-22 點擊:
氧化被膜中間層的形成及其不良影響
鋁合金在冶煉工序中、從爐的注出中、轉(zhuǎn)化處理中、大流量中以及鑄造工序中被強(qiáng)烈擾亂。 液體金屬表面的混亂,表面上的氧化膜被拉伸膨脹,彎曲然后破壞。 氧化膜斷裂時露出的清潔合金表面氧化生成新的氧化膜。 由于氧化膜的彎曲,大氣側(cè)的干燥面彼此緊密接觸,其間存在少量的空氣,成為“氧化膜中間層”。
氧化被膜中間層在熔融金屬中容易纏繞,并且被妨礙的熔融金屬擠壓成小組。 al2o 3的熔點比鋁合金液體的溫度高1000℃以上,并且其具有高的化學(xué)穩(wěn)定性,因此小組不會融合并且不會溶解于鋁合金中。 al2o 3的密度比鋁合金液的密度稍高,但被空氣包圍后的氧化膜中間層的密度接近鋁合金液的密度。 因此,在大型的保持爐內(nèi)長期放置的話,氧化皮膜中間層有可能下沉,此外,在一般的鑄造制造條件下,比較穩(wěn)定地浮游在鋁合金液中。
氧化皮膜中間層浮游的鋁合金液再次被打亂,產(chǎn)生更多的氧化皮膜中間層。 在鑄造制造工序中,合金的熔融、向爐外的注入、改性處理、精制處理、流入等都嚴(yán)重擾亂鋁合金液,鋁合金液保持原來的氧化被膜中間層。 即使如此,新的氧化膜中間層也在不斷地混亂著。 因此,進(jìn)入型腔的熔融金屬包含大量的小氧化膜中間層。
熔融金屬填充型腔后,它處于靜止?fàn)顟B(tài),被擠壓出塊的氧化膜中間層逐漸向小片延伸。 熔融金屬冷卻到液相線以下后,枝晶的核形成及生長,是促進(jìn)被擠壓成塊狀的氧化物薄膜三明治的拉伸的主要原因。
鑄造物凝固后,多數(shù)的小型氧化膜中間層本身就是一個小裂縫,它起著切斷金屬基體的作用,當(dāng)然會降低合金的機(jī)械性質(zhì),但更有害的是孔和小收縮腔的產(chǎn)生。
隨著液體金屬的溫度逐漸降低,熔融金屬中的氫溶解度繼續(xù)降低,但氫以孔的形式從液體金屬沉淀是非常困難的。 當(dāng)其他的新相(氣相)在均質(zhì)的液相中生成時,它總是被一些原子或分子凝聚,并且其體積很小。 由于該小體積的新相具有較大的比表面積(即每單位體積的表面積),因此為了形成新界面需要新相的界面能,即其表面積和表面張力。 是我的產(chǎn)品。 實際上在鋁合金液的冷卻中得到這樣大量的能量是不可能的。
即使建立了新階段的核心,它也需要大量的能量來成長,而且只有在新階段的大小超過了某一深度值之后才能成長。 比臨界值小的新的階段核心不能成長,僅僅這樣就會消失吧。
理論上,氣相在液相中形成和生長核是非常困難的。 實際上。 在沒有其他因素的情況下,在氫含量實質(zhì)上正常的條件下,不可能在均勻的鋁合金中為氫發(fā)生生成孔。
金屬液體含有大量的懸濁氧化膜中間層時,情況完全不同。 氧化被膜中間層的大部分被少量的空氣復(fù)蓋,當(dāng)熔融金屬的溫度降低而氫的溶解度降低時,氧化被膜中間層中的小氣泡相對于氫成為真空,溶解在金屬液中的氫向大氣起泡。 中等擴(kuò)散非常方便。 氫擴(kuò)散到小氣泡內(nèi),增大氧化膜,使鑄件中產(chǎn)生氣孔。
如果鋁合金液的精制處理良好,熔液中的氫含量極少,鑄造時產(chǎn)生的氣孔少。 但是,若熔液中不存在氧化被膜層間,則即使熔液中的氫含量多,凝固時也只能在過飽和狀態(tài)下使氫溶解于合金中,不易產(chǎn)生細(xì)孔。
如果拋投的拋投條件不好的話,凝固和收縮過程中會發(fā)生隱窩。 氧化膜中間層空著,容易剝離,收縮孔也在氧化膜中間層形成很多。 在這種情況下,溶解在熔融金屬中的氫也擴(kuò)散到細(xì)孔內(nèi),擴(kuò)大細(xì)孔。
總之,在鋁合金鑄件中,氧化皮膜中間層可以認(rèn)為是材料機(jī)械性質(zhì)的劣化及鑄件中針孔細(xì)孔缺陷發(fā)生的主要原因。 為了改良材料的機(jī)械性質(zhì)并增加鑄造的密度,與強(qiáng)化脫氣及精制操作相比,采取去除氧化物中間層的方法更為重要。。
鋁合金壓鑄件 膜夾層