Wpływ folii z tlenku metalu na jakość odlewów ze stopu aluminium

„Odlewanie” to proces formowania ciekłego metalu. Powszechnie wiadomo, że ciekły metal w wysokiej temperaturze będzie utleniał się na powierzchni w atmosferze i tworzy warstewkę tlenkową.

Jednak przez długi czas wpływ tej warstewki tlenkowej na jakość odlewów ze stopów aluminium dotyczył w zasadzie tylko problemu wtrąceń niemetalicznych w stopionym metalu i nie było dalszych dyskusji.

J. Campbell z University of Birmingham w Wielkiej Brytanii, na podstawie wieloletnich badań, stwierdził, że złożone bi-filmy mają bardzo istotny wpływ na jakość odlewów ze stopów aluminium w aspekcie makro i mikro. Campbell i in. wierzę, że zrozumienie bifilmów jest najbardziej ekscytującym odkryciem. Obecnie tymczasowo odwołujemy się do wstępnych wniosków i spostrzeżeń uzyskanych przez Campbella i innych jako „teorię bifilmów”.

 Po międzywarstwie warstewki tlenkowej zawartej w ciekłym stopie aluminium jej wpływ na jakość odlewu można z grubsza podzielić na dwa aspekty:

Jednym z nich jest aspekt makroskopowy. Oprócz cięcia metalowej osnowy w celu zmniejszenia właściwości mechanicznych, powoduje również wady odlewnicze, takie jak porowatość i mały skurcz;

Drugi to aspekt mikroskopowy, który ma istotny wpływ na wielkość ziarna, odległość między dendrytami oraz efekt modyfikacji Na i Sr w stopie aluminiowo-krzemowym.

1. Charakterystyka warstewki tlenkowej na powierzchni ciekłego metalu

Analizując właściwości warstewki tlenkowej, nie można jednocześnie brać pod uwagę gęstości i temperatury topnienia metalu macierzystego, do którego jest on przymocowany. W przypadku stali i żelaza weźmy na przykład produkcję odlewów stalowych. FeO wytwarzany przez utlenianie roztopionej stali ma temperaturę topnienia i gęstość znacznie niższą niż roztopionej stali i jest bardzo aktywny w wysokich temperaturach, a samo istnienie jest zasadniczo niemożliwe. FeO może łączyć się z SiO2, tworząc FeO.SiO2 o niskiej temperaturze topnienia, który może reagować z krzemem i manganem w stali, tworząc MnO i SiO2, a następnie łączyć się, tworząc MnO.SiO2. Może również reagować z węglem znajdującym się w stali, tworząc CO, a będzie jego niewielka część. Rozpuszczony w stopionej stali. Jeśli obróbka odtleniająca jest niewłaściwa lub stopiona stal utlenia się dwukrotnie po gwintowaniu, zwiększa to liczbę wtrąceń niemetalicznych w stali lub powoduje defekty, takie jak pory lub wtrącenia żużla na powierzchni odlewu. Jednak tlenki wytwarzane na powierzchni roztopionej stali mają temperatury topnienia niższe niż temperatura roztopionej stali i mogą się tylko gromadzić. Nie można ich złożyć w warstwę pośrednią filmu tlenkowego i zawiesić w stopionej stali, dzięki czemu nie będzie problemów spowodowanych przez warstwę pośrednią filmu tlenkowego. .

Zupełnie inaczej przedstawia się sytuacja stopów aluminium i stopów magnezu. Krótki opis stopów aluminium jest następujący: Aluminium jest bardzo aktywne w stanie ciekłym, a powierzchnia stopionego aluminium może łatwo reagować z tlenem w atmosferze, tworząc filmy Al2O3. Temperatura topnienia Al2O3 jest znacznie wyższa niż ciekłego stopu aluminium i jest bardzo stabilna. Gęstość Al2O3 jest nieco wyższa niż stopionego aluminium. Dlatego folia Al2O3 jest łatwa do zawieszenia w płynnym aluminium i nie będzie agregować i oddzielać się od płynu aluminiowego. Kiedy płyn ze stopu aluminium zostanie zakłócony, warstwa Al2O3 na powierzchni złoży się w kanapkę i zostanie wciągnięta w stopiony metal, powodując wiele unikalnych problemów ze stopem aluminium.

2. Powstawanie międzywarstwy tlenkowej i jej szkodliwe skutki

Ciekły stop aluminium będzie silnie zaburzony podczas procesu wytapiania, wylewania z pieca do topienia, obróbki metamorficznej, natryskiwania i oczyszczania z dużą prędkością powietrza oraz procesu zalewania. Zaburzenie powierzchni ciekłego metalu pociągnie warstewkę tlenkową na jej powierzchni, powodując jej rozszerzanie się, fałdowanie i pękanie. Czysta powierzchnia ciekłego stopu odsłonięta przy odłączeniu warstewki tlenkowej zostanie utleniona w celu wytworzenia nowej warstewki tlenkowej. Złożenie warstewki tlenkowej spowoduje, że suche powierzchnie po stronie zwróconej do atmosfery przylgną do siebie, a niewielka ilość powietrza zostanie owinięta pomiędzy dwie suche powierzchnie, tworząc „kanapkę z warstewką tlenkową”. Warstwa pośrednia warstewki tlenkowej łatwo wchodzi w roztopiony metal i będzie ściskana w małe grudki pod wpływem zaburzonego roztopionego metalu.

Ponieważ temperatura topnienia Al2O3 jest o ponad tysiąc stopni Celsjusza wyższa niż temperatura ciekłego stopu aluminium i ma wysoki stopień stabilności chemicznej, małe klastry nie stopią się i nie rozpuszczą się w stopie aluminium. Chociaż gęstość Al2O3 jest nieco wyższa niż gęstość ciekłego stopu aluminium, gęstość międzywarstwy tlenkowej owiniętej w powietrzu jest stosunkowo zbliżona do gęstości ciekłego stopu aluminium. W związku z tym, oprócz możliwości zatonięcia międzywarstwy warstewki tlenkowej podczas długotrwałego przebywania w dużym piecu podgrzewającym, będzie ona bardziej stabilnie zawieszona w ciekłym stopie aluminium w ogólnych warunkach produkcji odlewów. Ciecz ze stopu aluminium, która ma zawieszone międzywarstwy folii tlenkowej, wytworzy więcej międzywarstw folii tlenkowych, gdy zostanie ponownie zakłócona. Podczas procesu produkcyjnego odlewów wytapianie stopu, wylewanie z pieca, obróbka modyfikująca, oczyszczanie, odlewanie i inne operacje spowodują silne zakłócenia w płynie stopu aluminium. Oprócz zachowania oryginalnej międzywarstwy folii tlenkowej, płyn ze stopu aluminium spowoduje również ponowne zakłócenie i ciągłe dodawanie nowych międzywarstw folii tlenkowych. W związku z tym stopiony metal wchodzący do wnęki zawiera dużą liczbę maleńkich międzywarstw warstewek tlenkowych. Gdy stopiony metal wypełni wnękę, znajduje się ona w stanie statycznym, a warstwa pośrednia warstewki tlenkowej, która jest ściśnięta w klaster, stopniowo rozciąga się na mały kawałek. Po schłodzeniu stopionego metalu poniżej linii likwidusu, zarodkowanie i wzrost dendrytów są również czynnikami sprzyjającymi rozciąganiu międzywarstwy warstewki tlenkowej, która jest ściskana w aglomeraty.

Po zestaleniu odlewu duża liczba małych łuskowatych warstw międzywarstwowych jest sama w sobie małymi pęknięciami, które pełnią rolę cięcia metalowej osnowy. Oczywiście właściwości mechaniczne stopu ulegną zmniejszeniu, ale bardziej szkodliwa jest indukcja porów i małych otworów skurczowych. W miarę jak temperatura ciekłego metalu stopniowo spada, rozpuszczalność wodoru w stopionym metalu nadal spada, ale bardzo trudno jest wytrącić wodór z ciekłego metalu w postaci porów. Gdy inna nowa faza (faza gazowa) powstaje w jednorodnej fazie ciekłej, zawsze powstaje w wyniku agregacji najpierw kilku atomów lub cząsteczek, a jej objętość jest niewielka. Ta maleńka nowa faza ma bardzo dużą powierzchnię właściwą (to znaczy powierzchnię na jednostkę objętości). Aby stworzyć nowy interfejs, trzeba nad nim popracować. Jest to energia interfejsu nowej fazy, czyli jej pole powierzchni i napięcie powierzchniowe. Produkt. Praktycznie niemożliwe jest uzyskanie tak dużej ilości energii podczas procesu chłodzenia ciekłego stopu aluminium. Nawet jeśli rdzeń nowej fazy jest wytwarzany, to potrzebuje dużo energii, aby dorosnąć, a wzrost jest możliwy tylko wtedy, gdy rozmiar nowej fazy przekroczy pewną wartość krytyczną. Rdzeń nowej fazy o rozmiarze mniejszym niż wartość krytyczna nie może urosnąć i zniknie samoistnie. Teoretycznie bardzo trudno jest zarodkować fazę gazową i rozwijać się w fazie ciekłej. Faktycznie. Jeśli nie ma innych czynników indukujących, pod warunkiem, że zawartość wodoru jest w zasadzie normalna, niemożliwe jest wytworzenie porów w jednorodnym stopie aluminium z powodu wytrącania wodoru.

Gdy stopiony metal zawiera dużą ilość zawieszonych międzywarstw warstw tlenkowych, sytuacja jest zupełnie inna. Większość międzywarstwy filmu tlenkowego jest pokryta niewielką ilością powietrza. Gdy temperatura roztopionego metalu spada i rozpuszczalność wodoru w nim zmniejsza się, małe pęcherzyki powietrza w międzywarstwie tlenkowej są próżnią dla wodoru, a wodór rozpuszczony w stopionym metalu będzie przemieszczał się w kierunku pęcherzyków powietrza. Dyfuzja średnia jest bardzo wygodna. Wodór dyfunduje do małych pęcherzyków powietrza, które rozszerzają warstwę pośrednią filmu tlenkowego i tworzą pory w odlewie. Jeśli obróbka oczyszczająca ciekłego stopu aluminium jest dobra, a zawartość wodoru w stopionym metalu jest bardzo niska, w odlewie będzie niewiele porów. Jeśli jednak w roztopionym metalu nie ma międzywarstwy warstewki tlenkowej, nawet jeśli zawartość wodoru w roztopionym metalu jest wysoka, wodór może być rozpuszczony w stopie tylko w stanie przesyconym podczas krzepnięcia i niemożliwe jest wytworzenie porów. Jeżeli warunki podawania odlewu nie są dobre, w procesie krzepnięcia i skurczu powstaną wnęki skurczowe. Ponieważ warstwa pośrednia warstewki tlenkowej jest pusta, łatwo ją rozerwać, a wnęki skurczowe powstają głównie w warstwie pośredniej warstewki tlenkowej. W takim przypadku wodór rozpuszczony w stopionym metalu również dyfunduje do niego, powodując rozszerzenie porów.

Podsumowując, można uznać, że w przypadku odlewów ze stopów aluminium, międzywarstwa filmu tlenkowego jest główną przyczyną pogorszenia właściwości mechanicznych materiału oraz defektów porów i porów odlewu. Aby poprawić właściwości mechaniczne materiału i zwiększyć gęstość odlewu, ważniejsze jest podjęcie działań w celu wyeliminowania międzywarstwy filmu tlenkowego niż wzmocnienie operacji odgazowania i oczyszczania.

Proszę zachować źródło i adres tego artykułu do przedruku: Wpływ folii z tlenku metalu na jakość odlewów ze stopu aluminium

Minhe Firma odlewnicza są dedykowane do produkcji i zapewniania wysokiej jakości i wysokiej wydajności części odlewniczych (zakres części odlewanych z metalu obejmuje głównie) Cienkościenne odlewanie ciśnieniowe,Odlewanie pod ciśnieniem z komory gorącej,Odlewanie matrycowe w zimnej komorze), Usługa okrągła (usługa odlewania ciśnieniowego,Obróbka CNC,Produkcja form, Obróbka powierzchni). Wszelkie niestandardowe odlewanie ciśnieniowe z aluminium, odlewanie ciśnieniowe magnezu lub znalu / cynku oraz inne wymagania dotyczące odlewów są mile widziane, aby się z nami skontaktować.

Pod kontrolą ISO9001 i TS 16949, wszystkie procesy są przeprowadzane przez setki zaawansowanych maszyn do odlewania ciśnieniowego, maszyn 5-osiowych i innych urządzeń, od blasterów po pralki Ultra Sonic. Minghe ma nie tylko zaawansowany sprzęt, ale także profesjonalny zespół doświadczonych inżynierów, operatorów i inspektorów, aby zrealizować projekt klienta.

Producent kontraktowy odlewów ciśnieniowych. Możliwości obejmują odlewanie ciśnieniowe aluminium w zimnej komorze od 0.15 funta. do 6 funtów, szybka zmiana konfiguracji i obróbka. Usługi o wartości dodanej obejmują polerowanie, wibrowanie, gratowanie, śrutowanie, malowanie, powlekanie, powlekanie, montaż i oprzyrządowanie. Obrabiane materiały obejmują stopy takie jak 360, 380, 383 i 413.

Pomoc w projektowaniu odlewów cynkowych/równoległe usługi inżynieryjne. Zleceniodawca precyzyjnych odlewów cynkowych. Można wytwarzać miniaturowe odlewy, odlewy ciśnieniowe wysokociśnieniowe, odlewy wielopłytkowe, konwencjonalne odlewy formowe, odlewy jednostkowe i niezależne oraz odlewy z uszczelnieniem gniazdowym. Odlewy mogą być produkowane w długościach i szerokościach do 24 cali z tolerancją +/- 0.0005 cala.  

Certyfikowany ISO 9001: 2015 producent odlewanego magnezu, Możliwości obejmują odlewanie ciśnieniowe magnezu do 200 ton gorącej komory i 3000 ton zimnej komory, projektowanie oprzyrządowania, polerowanie, formowanie, obróbka skrawaniem, malowanie proszkowe i płynne, pełna kontrola jakości z możliwościami CMM , montaż, pakowanie i dostawa.

Certyfikat ITAF16949. Dodatkowa usługa odlewania obejmuje casting inwestycyjny,odlewanie piaskowe,Odlewanie grawitacyjne, Utracone odlewanie pianki,Odlewanie odśrodkowe,Odlewanie próżniowe,Trwałe odlewanie form,.Możliwości obejmują EDI, pomoc inżynierską, modelowanie bryłowe i przetwarzanie wtórne.

Przemysł odlewniczy Części Studia przypadków dla: samochodów, rowerów, samolotów, instrumentów muzycznych, jednostek pływających, urządzeń optycznych, czujników, modeli, urządzeń elektronicznych, obudów, zegarów, maszyn, silników, mebli, biżuterii, przyrządów, telekomunikacji, oświetlenia, urządzeń medycznych, urządzeń fotograficznych, Roboty, rzeźby, sprzęt dźwiękowy, sprzęt sportowy, narzędzia, zabawki i inne. 

W czym możemy Ci pomóc dalej?

∇ Przejdź do strony głównej dla Odlewanie ciśnieniowe Chiny

By Producent odlewów ciśnieniowych Minghe |Kategorie: Przydatne artykuły |Materiał tagi: Odlewanie aluminium, Odlew cynkowy, Odlewanie magnezu, Casting tytanu, Odlewanie ze stali nierdzewnej, Odlew mosiężny,Odlew z brązu,Przesyłanie wideo,Historia firmy,Odlew aluminiowy |Komentarze wyłączone