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铝合金液的处理 ---- 铝合金的晶粒细化

2020/8/19 8:02:52 人评论 次浏览 分类:技术论坛


晶粒细化可以提高抗热裂性、减少气孔的有害影响(制造耐压铸件)并重新分布铝合金中的缩孔。铸造合金的晶粒大小取决于开始凝固时金属液中晶核的数量和冷却速度。冷却速度越快,晶粒尺寸就越小。

在铝合金液中加入某些元素可提供生长晶粒的晶核。钛,特别是和硼同时作用,具有很强的形核效果,是最常用的晶粒细化剂。钛也可以作为中间合金单独加入,加入量为0.02~0.15%,但是它的晶粒细化作用在40分钟之内就衰退了。把硼和钛一起加入可产生更细的晶粒并减少了衰退。


钛和硼可以以熔剂加入也可以以中间合金加入。在原生铝行业,连续加入TiBAl中间合金杆的好处是众所周知的。大部分铸造厂采用小的熔炼炉和保温炉,因此不适合连续加入,因此需要分批加入。尽管加入中间合金具有精准、可控的优点,但由于熔剂方式方便且成本低,因此仍然在广泛的应用着。


硅在合金中的含量影响着Ti和B对晶粒细化的效果。含硅越高的铸造合金,要求加入晶粒细化剂的数量就越多。典型加入量如下表。



下表所示的是NUCLEANT系列晶粒细化块产品。这类产品中的部分盐会吸潮,它暴露在大气中可能会从大气中吸收一些水分,这样有可能增加合金中的氢含量,因此,建议先细化后除气。

采用旋转除气设备FDU时,先把自沉式NUCLEANT片放在金属液里然后再将转子放入金属液这时晶粒细化和除气同时进行。

过共晶合金的晶粒细化

硅含量超过12%的铝硅合金得到应用在于它们的耐磨性。铸件中初生硅均匀分布对于保持稳定一致的铸造性能很重要。由于结晶温度范围大,可能造成初生硅颗粒长大和漂浮。硅颗粒大对于可铸造性,可切削性能和力学性能有害,因此需要组织细化。


过共晶合金可加入0.003~0.015%的磷进行晶粒细化(变质)处理,生成的磷化铝可为初生硅提供生核点,确保在共晶基体中有细晶粒弥散。

采用中间合金的晶粒细化

含有按5:1比例的钛和硼中间合金具有最佳的效果。这种中间合金是切成定尺长度重量为200克的杆料供应,它能很快地完全熔于金属液。当转运包位于放置到旋转除气位置时,把适当数量的钛硼杆加到金属液中,杆料很快熔化,一般在把转子浸入金属液中时已经熔化,随后晶粒细化和除气同时进行。任何由于加入中间合金而增加的氢,用旋转除气机FDU立即就可以清除。除气时无需特殊温度,加入量按上表。

以上内容节选自《福士科有色金属铸工手册》

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