Влияние пленки оксида металла на качество отливок из алюминиевых сплавов

«Литье» - это процесс формования жидкого металла. Хорошо известно, что жидкий металл при высокой температуре окисляется на поверхности в атмосфере и образует оксидную пленку.

Однако в течение долгого времени влияние этой оксидной пленки на качество отливок из алюминиевого сплава в основном учитывало только проблему неметаллических включений в расплавленном металле, и никакого дальнейшего обсуждения не проводилось.

Дж. Кэмпбелл из Университета Бирмингема, Великобритания, на основании многолетних исследований обнаружил, что складчатые биопленки имеют очень важное влияние на качество отливок из алюминиевых сплавов с макро и микро аспектов. Кэмпбелл и др. считаю, что понимание би-фильмов - это самое захватывающее открытие. В настоящее время мы временно называем предварительные выводы и идеи, полученные Кэмпбеллом и другими, «теорией двух фильмов».

 После того, как в жидком алюминиевом сплаве присутствует прослойка оксидной пленки, ее влияние на качество отливки можно условно разделить на два аспекта:

Один из них - макроскопический аспект. Помимо резки металлической матрицы для снижения механических свойств, это также вызывает дефекты литья, такие как пористость и небольшая усадка;

Другой - микроскопический аспект, который имеет важное влияние на размер зерна, расстояние между дендритами и эффект модификации Na и Sr в алюминиево-кремниевом сплаве.

1. Характеристики оксидной пленки на поверхности жидкого металла.

Анализируя характеристики оксидной пленки, нельзя одновременно учитывать плотность и температуру плавления металлической маточной жидкости, к которой она прикреплена. Что касается стали и чугуна, возьмем для примера производство стальных отливок. FeO, полученный окислением жидкой стали, имеет температуру плавления и плотность намного ниже, чем у жидкой стали, и очень активен при высоких температурах, и в принципе невозможно существовать в одиночку. FeO может объединяться с SiO2 с образованием FeO.SiO2 с низкой температурой плавления, который может реагировать с кремнием и марганцем в стали с образованием MnO и SiO2, а затем объединяться с образованием MnO.SiO2. Он также может реагировать с углеродом в стали с образованием CO, и его будет небольшая часть. Растворяется в расплавленной стали. Если обработка раскислением является неправильной или расплавленная сталь дважды окисляется после выпуска, это приведет к увеличению количества неметаллических включений в стали или вызовет дефекты, такие как поры или включения шлака на поверхности отливки. Однако оксиды, образующиеся на поверхности жидкой стали, имеют температуры плавления ниже, чем температура жидкой стали, и могут только накапливаться. Их нельзя сложить в прослойку оксидной пленки и подвесить в расплавленной стали, поэтому не будет проблем, вызванных прослойкой оксидной пленки. .

Совершенно иначе обстоит дело с алюминиевыми сплавами и сплавами магния. Краткое описание алюминиевых сплавов следующее: Алюминий очень активен в жидком состоянии, и поверхность расплавленного алюминия может легко реагировать с кислородом в атмосфере с образованием пленок Al2O3. Температура плавления Al2O3 намного выше, чем у жидкого алюминиевого сплава, и он очень стабилен. Плотность Al2O3 несколько выше, чем у расплавленного алюминия. Следовательно, пленку Al2O3 легко суспендировать в алюминиевой жидкости, и она не будет агрегироваться и отделяться от алюминиевой жидкости. Когда жидкость из алюминиевого сплава нарушается, пленка Al2O3 на поверхности складывается в сэндвич и втягивается в расплавленный металл, вызывая множество уникальных проблем алюминиевого сплава.

2. Образование прослойки оксидной пленки и ее вредное воздействие.

Жидкость из алюминиевого сплава будет сильно нарушена в процессе плавки, при выливании из плавильной печи, во время метаморфической обработки, при распылении и очистке с высокой скоростью воздуха и во время процесса разливки. Возмущение поверхности жидкого металла будет тянуть оксидную пленку на его поверхность, заставляя ее расширяться, складываться и ломаться. Жидкая поверхность чистого сплава, открытая при отсоединении оксидной пленки, окисляется с образованием новой оксидной пленки. Складывание оксидной пленки заставит сухие поверхности на стороне, обращенной к атмосфере, прилипнуть друг к другу, и небольшое количество воздуха будет намотано между двумя сухими поверхностями, образуя «сэндвич с оксидной пленкой». Промежуточный слой оксидной пленки легко вовлекается в расплавленный металл и будет сжиматься в небольшие комки под действием нарушенного расплавленного металла.

Поскольку температура плавления Al2O3 более чем на тысячу градусов по Цельсию выше, чем температура жидкости из алюминиевого сплава, и он имеет высокую степень химической стабильности, небольшие кластеры не плавятся и не растворяются в алюминиевом сплаве. Хотя плотность Al2O3 немного выше, чем у жидкости из алюминиевого сплава, плотность прослойки оксидной пленки, обернутой на воздухе, относительно близка к плотности жидкости из алюминиевого сплава. Следовательно, помимо возможности проседания промежуточного слоя оксидной пленки во время длительного пребывания в большой раздаточной печи, он будет более стабильно взвешиваться в жидкости из алюминиевого сплава в обычных условиях производства отливок. Жидкость из алюминиевого сплава, которая имеет взвешенные прослойки оксидной пленки, будет производить больше прослоек оксидной пленки, когда она снова будет нарушена. В процессе производства отливок плавка сплава, разливка из печи, модификация, очистка, разливка и другие операции вызывают сильные нарушения в жидкости из алюминиевого сплава. В дополнение к сохранению первоначального прослойки оксидной пленки, жидкость из алюминиевого сплава также будет вызывать ее повторное нарушение, и постоянно добавляются новые прослойки оксидной пленки. Следовательно, расплавленный металл, попадающий в полость, содержит большое количество крошечных прослоек оксидной пленки. После того, как расплавленный металл заполнит полость, он находится в статическом состоянии, и прослойка оксидной пленки, сжатая в кластер, постепенно растянется в небольшой кусок. После того, как расплавленный металл охлаждается ниже линии ликвидуса, зарождение и рост дендритов также являются факторами, которые способствуют растяжению прослойки оксидной пленки, которая сжимается в агломераты.

После затвердевания отливки большое количество мелких прослоек чешуйчатой ​​оксидной пленки сами по себе являются небольшими трещинами, которые играют роль резки металлической матрицы. Конечно, механические свойства сплава будут снижены, но более вредным будет образование пор и мелких усадочных ямок. По мере того как температура жидкого металла постепенно снижается, растворимость водорода в расплавленном металле продолжает снижаться, но водород очень трудно осаждать из жидкого металла в виде пор. Когда в однородной жидкой фазе образуется другая новая фаза (газовая фаза), она всегда образуется сначала путем объединения нескольких атомов или молекул, и ее объем невелик. Эта крошечная новая фаза имеет очень большую удельную поверхность (то есть площадь поверхности на единицу объема). Чтобы создать новый интерфейс, необходимо поработать над ним. Это энергия границы раздела новой фазы, то есть ее площадь поверхности и поверхностное натяжение. Продукт. Практически невозможно получить такое большое количество энергии в процессе охлаждения жидкости из алюминиевого сплава. Даже если ядро ​​новой фазы создается, ему требуется много энергии для роста, и вырасти можно только тогда, когда размер новой фазы превышает определенное критическое значение. Ядро новой фазы размером меньше критического не может вырасти и только исчезнет само. Теоретически газовой фазе очень трудно зародиться и расти в жидкой фазе. Фактически. Если нет других индуцирующих факторов, при условии, что содержание водорода в основном нормальное, невозможно образовать поры в гомогенном алюминиевом сплаве из-за выделения водорода.

Когда расплавленный металл содержит большое количество взвешенных прослоек оксидной пленки, ситуация совершенно иная. Большая часть прослойки оксидной пленки покрыта небольшим количеством воздуха. Когда температура расплавленного металла снижается и растворимость в нем водорода уменьшается, маленькие пузырьки воздуха в промежуточном слое оксидной пленки создают вакуум для водорода, и водород, растворенный в расплавленном металле, будет двигаться к пузырькам воздуха. Средняя диффузия очень удобна. Водород диффундирует в маленькие пузырьки воздуха, которые расширяют прослойку оксидной пленки и создают поры в отливке. Если очистка жидкого алюминиевого сплава хорошая, а содержание водорода в расплавленном металле очень низкое, в отливке будет мало пор. Однако, если в расплавленном металле нет прослойки оксидной пленки, даже если содержание водорода в расплавленном металле высокое, водород может быть растворен в сплаве только в перенасыщенном состоянии во время затвердевания, и невозможно образовать поры. Если состояние подачи отливки плохое, в процессе затвердевания и усадки возникнут усадочные полости. Поскольку промежуточный слой оксидной пленки является полым, его легко разрывать, и усадочные полости в основном образуются на промежуточном слое оксидной пленки. В этом случае водород, растворенный в расплавленном металле, также будет диффундировать в него, вызывая расширение пор.

Таким образом, можно считать, что для отливок из алюминиевого сплава прослойка оксидной пленки является основной причиной ухудшения механических свойств материала, а также точечных и поровых дефектов отливки. Чтобы улучшить механические свойства материала и увеличить плотность отливки, более важно принять меры по устранению прослойки оксидной пленки, чем усилить операцию дегазации и очистки.

Сохраните источник и адрес этой статьи для перепечатки.: Влияние пленки оксида металла на качество отливок из алюминиевых сплавов

Минхэ Компания по литью под давлением специализируются на производстве и предоставлении качественных и высокопроизводительных литых деталей (ассортимент металлических деталей для литья под давлением в основном включает Тонкостенное литье под давлением,Литье под давлением,Литье под давлением в холодной камере), Round Service (Служба литья под давлением,Обработка с ЧПУ,Изготовление пресс-форм, Обработка поверхности) .Любое индивидуальное литье под давлением из алюминия, магния или замака / цинка, а также другие требования к отливкам, пожалуйста, свяжитесь с нами.

Под контролем ISO9001 и TS 16949, все процессы выполняются на сотнях передовых машин для литья под давлением, 5-осевых станках и других объектах, от струйных до стиральных машин Ultra Sonic. Minghe не только имеет современное оборудование, но и имеет профессиональное оборудование. команда опытных инженеров, операторов и инспекторов для воплощения в жизнь проекта заказчика.

Контрактный производитель отливок под давлением. Возможности включают в себя детали для литья под давлением алюминия с холодной камерой весом от 0.15 фунта. до 6 фунтов, быстрая установка и обработка. Дополнительные услуги включают полировку, вибрацию, удаление заусенцев, дробеструйную очистку, окраску, гальванику, нанесение покрытий, сборку и оснастку. Обрабатываемые материалы включают такие сплавы, как 360, 380, 383 и 413.

Помощь в проектировании литья цинка под давлением / сопутствующие инженерные услуги. Изготовление на заказ прецизионных отливок из цинка под давлением. Могут изготавливаться миниатюрные отливки, отливки под высоким давлением, отливки в формы с несколькими суппортами, отливки в обычные формы, единичные отливки под давлением и независимые отливки под давлением, а также отливки с герметизацией полости. Отливки могут изготавливаться длиной и шириной до 24 дюймов с допуском +/- 0.0005 дюйма.  

Производитель литья под давлением из магния, сертифицированный по стандарту ISO 9001: 2015. Возможности включают литье под давлением магния под высоким давлением с горячей камерой до 200 тонн и холодной камерой на 3000 тонн, проектирование инструментов, полировку, формование, механическую обработку, порошковую и жидкостную окраску, полный контроль качества с возможностями CMM , сборка, упаковка и доставка.

Сертифицирован ITAF16949. Дополнительные услуги трансляции включают инвестиционное литье,литье в песчаные формы,Гравитационное литье, Литье по выплавляемым моделям,Центробежное литье,Вакуумное литье,Постоянное литье формыВозможности включают EDI, техническую поддержку, твердотельное моделирование и вторичную обработку.

Литейная промышленность Примеры использования запчастей для: автомобилей, велосипедов, самолетов, музыкальных инструментов, судов, оптических устройств, датчиков, моделей, электронных устройств, корпусов, часов, машинного оборудования, двигателей, мебели, ювелирных изделий, приспособлений, телекоммуникаций, освещения, медицинских устройств, фотографических устройств, Роботы, скульптуры, звуковое оборудование, спортивное оборудование, инструменты, игрушки и многое другое. 

Что мы можем вам сделать дальше?

∇ Перейти на главную страницу для Литье под давлением Китай

By Производитель литья под давлением Minghe | Категории: Полезные статьи |Материалы Теги: Литье алюминия, Цинковое литье, Литье магния, Титановое литье, Литье из нержавеющей стали, Латунное литье,Бронзовое литье,Кастинг видео,История компании,Литье алюминия под давлением | Комментарии отключены