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1、§13-2铸造铝合金组织的控制晶粒细化,AL-Si合金共晶硅和初晶硅的的变质一、晶粒细化处理:加入细化剂,常用的细化剂如下:TiBZr的盐类和含有这些元素的中间合金:盐类:K2TiF6KBF4K2ZrF6ZrCl4BCl4中间合金:AL-TiAL-BAL-ZrAL-Ti-B细化作用的异相质点:有:ALB2:来源:2KBF4+3AL→ALB2+2ALF3+2KFTiC:3K2TiF6+3C+4AL→3TiC+4ALF3+6KFZrAL3:3K2ZrF6+4AL→4ALF3+3Zr+6KFTiB2:3K2TiF6+4KBF4+10AL→3TiB2+10A
2、LF3+12KFTiAL3:3/2K2TiF6+2AL→3/2Ti+2ALF3+3KF一般TiB联合使用,细化效果明显.使用盐类细化晶粒有如下特点:1:无细化元素或质点的宏观偏析.2:对铸件壁厚敏感性小.3:对浇注温度不敏感.4:抗衰退能力强.5:成本较低.6:产生少量的污染气体.二、铝硅合金中初晶硅的细化处理:1:初晶硅的细化就是磷变质.(ALP)2:单独加磷:易产生烟尘,磷的吸收率低.加入方式:中间合金型与盐组合型;盐与精炼剂组合型.3:处理温度800-850℃.低:ALP易聚集长大,效果不良.高:精炼效果受影响,需要进行两次精炼.4:加入量:0
3、.05-0.1%.如含Na,则↑P量.所以Na3P共用,消耗磷.P过高，使初晶硅有粗化趋势.P为长效变质剂,重熔化仍有细化作用.三硅铝合金中共晶硅的变质:(一):钠变质处理,1:金属钠变质,将金属钠直接压入铝液中.加入量:0.1%,1-2min反应完毕.缺点:1)钠沸点低,活泼,易产生铝液的沸腾飞溅.2)易造成上,下两部变质效果不均,钠轻,而上部过变质,下部达不到变质效果.2:钠盐变质:目前广泛使用的钠盐变质剂是含氟化种的钠盐.常用的多元变质剂,见表12-5.NaF+AL→ALF3+Na,ALF3+NaF→Na3ALF6加入量:2-3%,时间10-1
4、5min.变质温度要高于浇注温度.防止过变质,钠在局部区域含量过高所致.双色变质剂:上层(白色)熔点高,向铝液中不断提供Na下层(蓝色)3:无毒变质剂:为避免氟化钠的有毒性,以碳酸钠为主作为变质剂.作用:有待于进一步研究.㈡锶变质:长效变质剂有效时间:6-8h重熔后仍有变质作用.加入量:WSr:0.02-0.03%变质温度:720-730℃缺点:1:有40min的变质孕育期.2:针孔倾向大,流动性下降.3:铝液不能用氯盐和氟盐精炼.㈢稀土变质:孕育期:30-40min加入量:0.03-0.05%变质温度:720-740℃优点:对坩埚无腐蚀作用,改善铝
5、液流动性.㈣锑变质:加入量:0.1-0.5%.孕育期:15-20min变质温度:720-740℃有效时间:100h重熔后仍有变质作用.对坩埚无腐蚀,冷却速度快,变质效果好,注意比重偏析,不能与钠复合作用.一、变质效果的检验:㈠断口检验:浇注φ20圆棒,凝固后击断好效果:断口成银白色,晶粒细小,无硅相小亮点.不好效果:断口成灰颜色,晶粒粗大,有明显的硅相亮点.过共晶铝硅合金,则硅相小亮点分布均匀,细密.㈡热分析法:根据变质元素对AL-Si合金凝固特性的影响不同,可以通过热分析曲线加以判别.1:钠和锶的变质检验:图12-1012-11钠的冷却曲线特性:A
6、:共晶平台的温度比未变质要低8℃左右.B:共晶平台先是丙平台,而后是真正平台.锶变质的过冷度为4℃2:锑变质检验图12-12过冷度较小,2-3℃,在一般热电偶的误差范围内,可用凝固时间作为锑变质程度的判据.3:细化初晶硅的检验:图12-13加磷:第一拐点出现早,温度高,甚至难发现第一拐点.未加磷:出现凹陷和滞后现象.§13-3铸造铝合金的炉料和熔炉一、炉料㈠炉料种类金属锭,纯金属(AL,Mg)回炉料,中间合金配置的合金锭和重熔合金锭.但回炉料一次不易加的太多.㈡炉料的管理:1:防止混料,避免有害元素混入,表12-6.2:炉料的遗传性:杂质和微量元素的
7、遗传,组织遗传(共晶硅)3:炉料的储放:干燥的地方保存,避免长时间沾污油脂和泥砂,注意变质剂的受潮.㈢中间合金的熔制1:熔制要求:熔点尽量接近所熔制的合金含合金元素尽量高,成分均匀,含气,夹杂物少,易破碎.2:熔制方法:混熔法:AL-TiAL-Si还原法或热反应法㈣配料计算必须预先知道如下条件:1:设计合金的化学成分及技术要求.2:炉料的化学成分.3:熔炼时各元素烧损率.4:每一炉的投料量.一、铸造合金的熔炉.㈠坩埚炉电阻丝,硅碳棒,铸铁,石墨,碳化硅.㈡反射坩埚炉液体,气体,燃料,焦碳等.图12-15㈢感应电炉1:无芯工频感应炉2:无芯中频炉3:有
8、芯感应炉㈣反射炉阅读教材P286-296
