La uniformitat i la consistència de la fosa dels aliatges d'alumini són crucials per a la qualitat dels productes de fosa, especialment pel que fa al rendiment dels lingots i els materials processats. Durant el procés de fosa, la composició dels materials d'aliatge d'alumini s'ha de controlar estrictament per evitar la segregació de la composició i la irregularitat del gra, que afecta directament les propietats mecàniques, la resistència a la corrosió i la maquinabilitat del material final.
La uniformitat de la fosa està estretament relacionada amb la composició dels aliatges d'alumini, l'equip de fosa, els paràmetres del procés, etc. Durant el procés de fosa, el comportament de solidificació del líquid d'alumini a diferents temperatures determina l'estructura interna del material. El gradient de temperatura, la velocitat de refredament, etc. afectaran la mida del gra i la distribució del lingot, i després afectaran la uniformitat del material. Controlant la temperatura de fosa, el tractament d'homogeneïtzació i altres mitjans tècnics, es poden reduir eficaçment els problemes de segregació de components i desigualtat de la mida del gra.
La uniformitat i la consistència de la fosa dels aliatges d'alumini són els aspectes principals per garantir la qualitat dels productes de fosa, que estan directament relacionats amb múltiples indicadors clau com ara les propietats mecàniques, la resistència a la corrosió i el rendiment de processament de les peces de fosa. La uniformitat i la consistència impliquen múltiples aspectes com ara la distribució dels elements, el control de la mida del gra i el comportament de solidificació de l'aliatge durant el procés de fosa.
1. Importància de la uniformitat de la fusió
En el procés de fosa d'aliatges d'alumini, la distribució uniforme dels elements metàl·lics és un requisit bàsic per garantir el rendiment del material. Si el control de la temperatura durant el procés de fosa és inestable, els elements de l'aliatge es poden segregar, donant lloc a una composició local inconsistent del material. Aquesta composició desigual causarà diferències de rendiment durant el procés de solidificació i processament posterior, reduint la resistència mecànica, la tenacitat i la resistència a la corrosió del producte. Una mala uniformitat en la fosa provocarà zones fràgils o febles al material, on és molt fàcil formar esquerdes i fallades.
2. Refinament del gra durant la fosa
La mida i la forma dels grans afecten directament les propietats mecàniques de la peça de fosa i la formació de defectes de fosa. Durant el procés de solidificació de l'aliatge d'alumini, si els grans són massa grans o desiguals, sovint formen microestructures indesitjables com ara cristalls columnars i cristalls de ploma, que poden fer que la peça de fosa s'esquerdi fàcilment o produeixi altres defectes durant l'ús. Per tal d'evitar aquests fenòmens, sovint s'utilitza tecnologia de refinament per millorar la distribució del gra.
L'ús de refinadors és una manera eficaç de resoldre aquest problema. En particular, la introducció de refinadors d'alumini-titani-bor ha millorat significativament la microestructura dels lingots d'aliatge d'alumini. En afegir refinadors, els grans es poden refinar significativament, es pot homogeneïtzar la microestructura de múltiples baixos del material i es poden reduir els cristalls columnars i les estructures de gra gruixut. L'efecte combinat del TiAl₃ i el TiB₂ al refinador d'alumini-titani-bor augmenta el nombre de nuclis cristal·lins, promou la generació de nuclis cristal·lins en el líquid d'alumini, fa que els grans siguin més fins i uniformes i, per tant, millora la qualitat i les propietats mecàniques de la fosa.
Quan s'utilitzen refinadors, per obtenir el millor efecte, cal controlar amb precisió la quantitat i el mètode d'addició. Generalment, la quantitat de refinador afegida ha de ser moderada. Una addició excessiva comportarà un refinament excessiu del gra i afectarà la tenacitat de l'aliatge, mentre que una quantitat massa baixa resultarà en un refinament insuficient. A més, la distribució del refinador ha de ser uniforme per evitar excés o deficiència local a la fosa, per tal de garantir un refinament uniforme del gra de tota la fosa.
3. Control de temperatura i tecnologia d'agitació durant la fosa
La uniformitat de la fosa es veu molt afectada pel control de la temperatura i els mètodes d'agitació. Quan es fonen aliatges d'alumini, la distribució del camp de temperatura a la fosa i l'estat de flux del metall fos tenen un paper decisiu en la uniformitat de la composició. Una temperatura de fosa massa alta o massa baixa pot causar una composició desigual o grans gruixuts. Mitjançant un control raonable del gradient de temperatura, es pot reduir eficaçment la segregació de soluts a la fosa.
Al mateix temps, la tecnologia d'agitació juga un paper vital en el procés de fosa. Mitjançant l'agitació mecànica o electromagnètica, es pot trencar la tensió superficial de l'aliatge d'alumini líquid, de manera que el solut es distribueix de manera més uniforme en la fase líquida i s'evita l'enriquiment local d'elements. La uniformitat de l'agitació afecta directament la consistència de la composició de la fosa i la qualitat de solidificació posterior. Un control raonable de la velocitat i el temps d'agitació, especialment una agitació suficient després de l'addició de refinadors, pot millorar la uniformitat general de la fosa i garantir l'efecte de refinament del gra de la fosa.
4. Control de la microestructura durant la solidificació
El procés de solidificació és una etapa clau que afecta la microestructura de les peces de fosa d'aliatge d'alumini. Durant la solidificació, la distribució del camp de temperatura al front de la fosa, el comportament de la redistribució del solut i l'evolució morfològica dels grans tindran un impacte profund en el rendiment de la fosa final. Per a peces de fosa d'aliatge d'alumini d'alta qualitat, cal controlar la velocitat de refredament, el superrefredament i l'estat termodinàmic del front de la interfície sòlid-líquid durant la solidificació.
Durant el procés de solidificació, el refredament ràpid ajuda a formar una estructura cristal·lina equiaxial uniforme i a reduir la proporció de cristalls columnars. En optimitzar la velocitat de refredament i controlar el gradient de temperatura durant el procés de refredament, es pot millorar eficaçment la uniformitat de l'estructura del gra. A més, per a peces de fosa de secció gran, normalment s'utilitza un procés de tractament tèrmic d'homogeneïtzació per eliminar la distribució desigual de les fases sòlides precipitades i millorar encara més la uniformitat i la consistència del material.
5. Tecnologia de fosa en desenvolupament continu
En els darrers anys, amb l'aplicació generalitzada de materials d'aliatge d'alumini, la tecnologia de fosa també s'ha desenvolupat contínuament, especialment la introducció de tecnologia de control intel·ligent i refinada. Els equips moderns de fosa d'aliatge d'alumini presten cada cop més atenció al control automàtic. Mitjançant equips de detecció i control en línia, es pot controlar en temps real la composició, la temperatura i l'estat de refinament del gra de la fosa per garantir l'estabilitat i la uniformitat del procés de fosa.
A més, amb la millora del procés de fosa, tecnologies com la fosa de processos curts i el tractament de refinament en línia s'han popularitzat gradualment. Aquestes tecnologies no només milloren l'eficiència de la producció, sinó que també redueixen eficaçment el consum d'energia i els costos de producció, promovent encara més la modernització de la tecnologia de fosa d'aliatges d'alumini.
En el procés de fosa d'aliatges d'alumini, la uniformitat i la consistència són crucials per garantir la qualitat del producte. Mitjançant l'ús racional de refinadors, l'optimització del control de la temperatura i la tecnologia d'agitació, l'estructura del gra i la distribució de la composició del lingot es poden millorar significativament per garantir que la fosa tingui excel·lents propietats mecàniques i una qualitat estable. Amb el desenvolupament de la tecnologia, el procés de fosa dels aliatges d'alumini avança cap a la intel·ligència i el refinament, i la qualitat dels productes de fosa d'aliatges d'alumini millora contínuament.
A més, l'addició de refinadors és una mesura important per millorar la uniformitat de la fosa d'aliatges d'alumini. L'ús de refinadors d'alumini-titani-bor pot millorar significativament l'estructura de baixa magnificació del lingot i reduir defectes com ara cristalls de ploma i cristalls columnars. Tot i garantir l'efecte de refinació del gra, aquest tipus de refinador també ha de controlar la quantitat i la distribució de l'addició, garantir la uniformitat de la composició i evitar l'aglomeració del refinador. Per tal de garantir la qualitat de fosa i colada dels aliatges d'alumini, cal optimitzar el procés de fosa, refinar els grans i controlar estrictament la distribució dels elements d'aliatge.
En el procés de fosa d'aliatges d'alumini, la uniformitat i la consistència són crucials per garantir la qualitat del producte. Mitjançant l'ús racional de refinadors, l'optimització del control de la temperatura i la tecnologia d'agitació, es pot millorar significativament l'estructura del gra i la distribució de la composició del lingot, garantint que la fosa tingui excel·lents propietats mecàniques i una qualitat estable. Amb el desenvolupament de la tecnologia, el procés de fosa d'aliatges d'alumini avança cap a la intel·ligència i el refinament, i millora contínuament la qualitat dels productes de fosa d'aliatges d'alumini.
Data de publicació: 27 d'octubre de 2024
