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      鋁合金鑄造 液壓閥座 Hydraulic Valve Seat

      產品分類:重力鑄造產品

      產品標簽: 鑄造 鋁合金 

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      產品詳情

      防止鋁合金鑄造裂紋產生的措施

        鑄造裂紋的影響因素歸納起來主要與熔體質量、鑄造設備、鑄造工藝條件和晶粒組織有關。因此可從這四個方面入手,采取對應措施來防止鑄造裂紋的產生。

        3.1 保證熔體的質量

        3.1.1 減少熔體中雜質的含量

        段玉波等[5]對7050合金鑄造工藝進行了研究,提出對化學成分的優化,可以提高合金的成型性,減少鑄錠開裂。

        雜質含量高時,合金組織中晶格畸變量增大,內應力增大,抵抗塑性變形能力大大下降,導致合金易于開裂。對于鋁及鋁合金,Fe、Si是其主要雜質元素。它們主要以FeAl3和游離硅存在。當硅大于鐵,形成β-FeSiAl5(或Fe2Si2Al9)相,而鐵大于硅時,形成α-Fe2SiAl8(或Fe3SiAl12)相[6]。當鐵和硅的比例不當時,會引起鑄件產生裂紋。

        此外,其它雜質元素也需相應控制。當合金中存在鈉時,在凝固過程中,鈉吸附在枝晶表面或晶界,熱加工時,晶體上的鈉形成液態吸附層,產生脆性開裂,即“鈉脆”。堿金屬鈉(除高硅合金外)一般應控制在5×10-4%以下,甚至更低,達2×10-4%以下。像K、Sn等低熔點雜質元素少量存在也會使合金性能變脆,易于開裂。這主要是由于低熔點雜質元素在凝固時后結晶,往往包在晶界周圍,導致凝固收縮時受拉應力而沿晶開裂。所以需對鋁液中的雜質含量進行合理調配,控制其含量。

        3.1.2 減少熔體的含氣量和夾雜物含量

        鋁及鋁合金熔煉、保溫時,空氣和爐氣中的N2、O2、H2O、CO2、H2、CO和CmHn等要與熔體在界面相互作用,產生化合、分解、溶解和擴散等過程,最終使熔體產生氧化和吸氣。其氧化生成物有A12O3、SiO2、MnO和MgO等,其中Al2O3是主要的氧化夾雜物[7]。其中,對于非金屬夾雜要求其數量少而小,其單個顆粒應少于10μm;而對于特殊要求的航空、航天材料、雙零箔等制品的非金屬夾雜的單個顆粒應小于5μm。

        由于熔體吸收的氣體中H2占85%以上[8],且氫在熔體中的溶解度隨溫度的降低而減小,因而在熔體結晶凝固時有大量氣體析出,未及時逸出的便在鑄錠中形成氣孔。夾雜物和氣孔都可削弱晶粒間的聯結,造成應力集中,使鑄錠的塑性和強度下降,從而導致鑄造裂紋。一般來說,普通制品要求的產品氫含量控制在0.15~0.2mL/(100g Al)以下,而對于特殊要求的航空、航天材料、雙零箔等氫含量應控制在0.1 mL/(100g Al)以下。

        3.2 調整鑄造設備狀況

        3.2.1 結晶器

        以熱頂鑄造結晶器為例(圖6),其結晶器是由隔熱的熱頂部分和未隔熱的冷卻部分組成的,通常是由2A50合金鍛造毛坯或紫銅加工而成。而結晶器的材質、高度、水套中間水孔、內腔斷面形狀、二次冷卻水孔位置和均勻性,及其安裝的平整性,對鑄造裂紋都有影響。

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