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鋁合金型材原材料方面
鋁合金成分影響:鋁合金型材中的某些合金元素可能會增加氣孔形成的傾向。例如,鎂(Mg)元素在鋁合金中含量較高時,鎂在熔化過程中容易與空氣中的氧氣反應(yīng)生成氧化鎂(MgO)。當(dāng)這些氧化物進(jìn)入熔池后,會降低熔池的流動性,并且在凝固過程中可能作為氣體的形核點,促使氣孔的形成。
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另外,鋁合金中的氫(H)含量也是一個關(guān)鍵因素,氫在液態(tài)鋁中的溶解度比固態(tài)鋁高很多,在凝固過程中,氫會從液態(tài)鋁中析出,如果來不及逸出,就會形成氣孔。
原材料質(zhì)量問題:如果鋁合金原材料本身含有較多的雜質(zhì),如氧化物夾雜、油污、水分等,在熔煉過程中會產(chǎn)生氣體。例如,原材料表面的油污在高溫下會分解產(chǎn)生碳?xì)浠衔餁怏w,而水分會分解為氫氣和氧氣,這些氣體在型材凝固過程中就容易形成氣孔。
2、鋁合金型材熔煉過程因素
熔煉溫度與時間:鋁合金型材熔煉溫度過高或時間過長會導(dǎo)致鋁合金吸氣增加。當(dāng)溫度升高時,液態(tài)鋁合金與周圍氣氛中的氣體(如氫氣)接觸機會增多,氣體的溶解度也隨之增大。而且,高溫下鋁合金的化學(xué)反應(yīng)速度加快,一些合金元素與爐內(nèi)氣氛中的氧氣等反應(yīng)生成氧化物,這些氧化物可能會卷入熔池,在凝固過程中產(chǎn)生氣孔。相反,熔煉溫度過低或時間過短,合金元素可能沒有充分熔化和均勻混合,也會影響熔體質(zhì)量,導(dǎo)致氣孔產(chǎn)生。
熔煉爐內(nèi)氣氛控制:熔煉過程中爐內(nèi)的氣氛對氣孔的形成有重要影響。如果爐內(nèi)氣氛是氧化性氣氛,鋁合金中的合金元素容易被氧化,產(chǎn)生氧化物夾雜。這些氧化物夾雜在熔池中會影響氣體的逸出,同時還可能與其他元素反應(yīng)產(chǎn)生氣體。而在還原性氣氛過強的情況下,一些還原氣體(如一氧化碳)可能會溶解在熔池中,在凝固過程中形成氣孔。
3、鋁合金型材鑄造過程影響
鑄造速度:鋁合金型材鑄造速度過快,液態(tài)金屬在模具中的流動速度太快,會使熔池中的氣體沒有足夠的時間逸出,從而被困在凝固的型材中形成氣孔。而且,快速的鑄造過程可能會導(dǎo)致金屬液體在模具內(nèi)產(chǎn)生紊流,卷入空氣,增加氣孔形成的可能性。相反,鑄造速度過慢會使液態(tài)金屬在模具中停留時間過長,熱量散失過多,可能會導(dǎo)致局部凝固,同樣不利于氣體的排出。
模具設(shè)計與狀態(tài):模具的設(shè)計不合理,如澆口位置、流道形狀和尺寸等不合適,會影響液態(tài)金屬的充型過程。如果澆口位置不當(dāng),可能會導(dǎo)致金屬液在充型過程中產(chǎn)生飛濺、卷入空氣,或者使熔池前端的氣體無法順利排出。模具的排氣系統(tǒng)不完善也是導(dǎo)致氣孔產(chǎn)生的重要原因,模具內(nèi)的氣體無法及時排出,就會被封閉在凝固的型材中。此外,模具的表面質(zhì)量差,如有砂眼、裂紋等,會使氣體通過這些缺陷進(jìn)入液態(tài)金屬,增加氣孔的形成幾率。
4、鋁合金型材精煉除氣環(huán)節(jié)因素
精煉劑選擇與使用:精煉劑的種類和質(zhì)量直接影響除氣效果。如果選擇的精煉劑不適合鋁合金的精煉,或者精煉劑的用量不足,就不能有效地去除熔池中的氣體和雜質(zhì)。例如,常用的氯鹽精煉劑可以通過化學(xué)反應(yīng)去除氫氣,但如果用量不夠,氫氣去除不徹底,就會在型材中形成氣孔。
除氣操作規(guī)范程度:除氣過程需要嚴(yán)格按照操作規(guī)范進(jìn)行。例如,在采用氣體除氣(如用氬氣除氣)時,氣體的流量、噴射位置和時間等都需要控制好。如果氣體流量過大,可能會導(dǎo)致熔池表面波動劇烈,卷入空氣;而流量過小則不能有效地將氣體從熔池中帶出。噴射位置不準(zhǔn)確,也不能充分去除熔池各個部位的氣體,從而導(dǎo)致氣孔產(chǎn)生。