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共晶型Al-Si系鳳鋁合金變質(zhì)問題分析

發(fā)布時間：2016-01-17 04:47:57 瀏覽次數(shù)：

　　Al-Si系變形鋁合金，有亞共晶型和共晶型兩類，共晶型合金主要鑄造成較大規(guī)格圓錠，經(jīng)擠壓、鍛造后，用于生產(chǎn)內(nèi)燃機活塞。

　　共晶型Al-Si系合金的熔鑄生產(chǎn),由于不對初晶Si進行變質(zhì)處理,在工藝措施不到位的條件下鑄錠中難免出現(xiàn)尺寸超標(biāo)的初晶Si組織。初晶Si的纖維硬度很高，它不僅增加切削加工刀具的磨損，影響材料組織的均勻性，還降低受力件的使用壽命，因而是一種組織缺陷，需要嚴(yán)格限制，初晶Si的晶粒大小一般要求不超過0.08mm。共晶型Al-Si系變形鋁合金，若在澆注前不進行共晶Si相的變質(zhì)處理，其鑄錠沒有工業(yè)實用價值，因此，本文重點介紹目前用于共晶硅變質(zhì)處理的幾種變質(zhì)劑。

　　1 共晶Si的Na變質(zhì)

　　廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)的Na變質(zhì)劑為Na鹽，這是一種傳統(tǒng)的變質(zhì)工藝，采用Na鹽變質(zhì)劑的突出優(yōu)點是可以獲得滿意的變質(zhì)效果，同時變質(zhì)成本低。但有以下缺點:

　　(1) Na鹽極易氧化揮發(fā)，變質(zhì)有效期短，且可使熔體中氫含量增加。

　　(2) Na鹽變質(zhì)劑中的NaF有毒，損害人體健康，腐蝕工具、設(shè)備。

　　(3) 沒有重熔變質(zhì)效果。

　　在變形鋁合金的熔鑄生產(chǎn)中,使用的冶金爐通常為反射爐，容積較大，鑄造作業(yè)時間較長。工業(yè)生產(chǎn)的實踐證明，運用Na鹽變質(zhì)劑對共晶Si相進行變質(zhì)處理，需采取特殊的工藝措施，減少變質(zhì)后熔體中的Na燒損，有效的延長變質(zhì)有效期。

　　2 共晶Si的Sr變質(zhì)

　　共晶Si相的Sr變質(zhì)，是繼Na變質(zhì)后出現(xiàn)的新技術(shù)，它有與Na相近的變質(zhì)效果。

　　Sr鹽變質(zhì)劑也曾在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用，其中含有SrF2、SrCl2、Na3AlF6等，但其變質(zhì)效果不太穩(wěn)定。Sr變質(zhì)的突出優(yōu)點:可獲得與Na相近的變質(zhì)效果;變質(zhì)有效期長;無毒無煙害，不損害人體健康;不腐蝕熔煉設(shè)備;有一定程度的重熔變質(zhì)效果。Sr變質(zhì)的缺點主要是Sr可分解爐氣中的水蒸氣,使熔體中氫含量增加,且變質(zhì)成本較高。

　　在變形鋁合金的熔煉生產(chǎn)中,若在爐內(nèi)用Al-Sr中間合金變質(zhì),需在熔體表面覆蓋含SrCl2的覆蓋劑，以減少Sr的燒損,進而延長Sr變質(zhì)的有效期,同時也有利于降低熔體中的含氫量。

　　3 共晶Si相的Sb變質(zhì)

　　共晶Si相的Sb變質(zhì)，其變質(zhì)效果略低于Na的，通常采用含Sb5%～8%的Al-Sb中間合金將Sb加到合金中，Sb有長效變質(zhì)效果。加Sb變質(zhì)劑的合金對鑄造凝固速度敏感，如凝固冷卻速度低或鑄件壁厚較大時會降低變質(zhì)效果。

　　Sb可與合金中的Mg形成Mg3Sb2化合物，降低了Mg的強化作用。Sb可與Na形成Na3Sb 化合物，因此在熔鑄生產(chǎn)中采用Sb變質(zhì)時，不能使用鈉鹽。