Rovnoměrnost tavení a konzistence hliníkových slitin jsou rozhodující pro kvalitu odlévaných produktů, zejména pokud jde o výkonnost ingotů a zpracovávaných materiálů. Během procesu tavení musí být složení materiálů z hliníkové slitiny přísně kontrolováno, aby se zabránilo segregaci složení a nerovnoměrnosti zrna, která přímo ovlivňuje mechanické vlastnosti, odolnost proti korozi a obrobitelnost konečného materiálu.
Rovnoměrnost tavení úzce souvisí se složením hliníkových slitin, tavicím zařízením, parametry procesu atd. Během procesu odlévání určuje chování hliníkové kapaliny při tuhnutí při různých teplotách vnitřní strukturu materiálu. Teplotní gradient, rychlost chlazení atd. ovlivní velikost zrna a distribuci ingotu a následně ovlivní stejnoměrnost materiálu. Řízením teploty tavení, homogenizačním ošetřením a dalšími technickými prostředky lze účinně snížit problémy se segregací součástí a nerovnoměrností velikosti zrn.
Rovnoměrnost tavení a konzistence hliníkových slitin jsou základními problémy pro zajištění kvality odlitků, které přímo souvisí s řadou klíčových ukazatelů, jako jsou mechanické vlastnosti, odolnost proti korozi a zpracovatelský výkon odlitků. Jednotnost a konzistence zahrnují více aspektů, jako je distribuce prvků, kontrola velikosti zrna a chování slitiny při tuhnutí během procesu tavení.
1. Význam stejnoměrnosti tavení
V procesu tavení hliníkových slitin je rovnoměrné rozložení kovových prvků základním požadavkem pro zajištění vlastností materiálu. Pokud je regulace teploty během procesu tavení nestabilní, prvky ve slitině mohou segregovat, což má za následek nekonzistentní místní složení materiálu. Toto nerovnoměrné složení způsobí rozdíly ve výkonu během následného tuhnutí a procesu zpracování, čímž se sníží mechanická pevnost, houževnatost a odolnost produktu proti korozi. Špatná rovnoměrnost tavení způsobí křehké nebo slabé oblasti v materiálu, které velmi snadno vytvářejí trhliny a poruchy.
2. Zjemnění zrna během odlévání
Velikost a tvar zrn přímo ovlivňují mechanické vlastnosti odlitku a vznik vad odlitku. V průběhu procesu tuhnutí hliníkové slitiny, pokud jsou zrna příliš velká nebo nerovnoměrná, často vytvářejí nežádoucí mikrostruktury, jako jsou sloupcovité krystaly a pérové krystaly, které mohou snadno způsobit praskání odlitku nebo jiné vady během používání. Aby se těmto jevům předešlo, často se ke zlepšení distribuce zrn používá technologie zušlechťování.
Použití rafinérů je účinný způsob, jak tento problém vyřešit. Zejména zavedení rafinérů hliník-titan-bor má výrazné zlepšení mikrostruktury ingotů z hliníkové slitiny. Přidáním zjemňovačů lze výrazně zjemnit zrna, homogenizovat nízkomnohonásobnou mikrostrukturu materiálu a redukovat sloupcové krystaly a hrubozrnné struktury. Kombinovaný účinek TiAl3 a TiB2 v rafinaci hliník-titan-bor zvyšuje počet krystalových zárodků, podporuje tvorbu krystalových zárodků v hliníkové kapalině, činí zrna jemnější a jednotnější, a tím zlepšuje kvalitu a mechanické vlastnosti casting.
Při použití rafinérů je pro dosažení nejlepšího účinku nutné přesně kontrolovat množství a způsob přidávání. Obecně by množství přidaného rafinéru mělo být mírné. Nadměrné přidávání povede k nadměrnému zjemnění zrna a ovlivní houževnatost slitiny, zatímco příliš malé množství povede k nedostatečnému zjemnění. Kromě toho musí být distribuce zjemňovače rovnoměrná, aby se zabránilo místnímu přebytku nebo nedostatku v tavenině, aby se zajistilo rovnoměrné zjemnění zrna celého odlitku.
3. Řízení teploty a technologie míchání při tavení
Rovnoměrnost tavení je značně ovlivněna řízením teploty a metodami míchání. Při tavení hliníkových slitin hraje na stejnoměrnosti složení rozhodující roli rozložení teplotního pole v tavenině a stav tečení roztaveného kovu. Příliš vysoká nebo příliš nízká teplota tání může způsobit nerovnoměrné složení nebo hrubá zrna. Prostřednictvím rozumného řízení teplotního gradientu lze účinně snížit segregaci rozpuštěných látek v tavenině.
Technologie míchání přitom hraje v procesu tavení zásadní roli. Mechanickým nebo elektromagnetickým mícháním lze narušit povrchové napětí tekuté hliníkové slitiny, takže rozpuštěná látka je rovnoměrněji distribuována v kapalné fázi a je zabráněno místnímu obohacení prvků. Rovnoměrnost míchání přímo ovlivňuje konzistenci složení taveniny a následnou kvalitu tuhnutí. Rozumná regulace rychlosti a načasování míchání, zejména dostatečné míchání po přidání rafinérů, může zlepšit celkovou rovnoměrnost taveniny a zajistit efekt zjemnění zrna odlitku.
4. Kontrola mikrostruktury během tuhnutí
Proces tuhnutí je klíčovou fází, která ovlivňuje mikrostrukturu odlitků z hliníkové slitiny. Během tuhnutí bude mít rozložení teplotního pole na čele taveniny, chování redistribuce rozpuštěné látky a morfologický vývoj zrn zásadní vliv na výkonnost konečného odlitku. U vysoce kvalitních odlitků z hliníkové slitiny je nutné během tuhnutí řídit rychlost ochlazování, podchlazení a termodynamický stav čela rozhraní pevná látka-kapalina.
Během procesu tuhnutí napomáhá rychlé ochlazení k vytvoření jednotné rovnoosé krystalové struktury a snížení podílu sloupcových krystalů. Optimalizací rychlosti ochlazování a řízením teplotního gradientu během procesu ochlazování lze účinně zlepšit rovnoměrnost struktury zrna. U velkoprofilových odlitků se navíc obvykle používá proces homogenizačního tepelného zpracování, aby se odstranilo nerovnoměrné rozložení pevných vysrážených fází a dále se zlepšila stejnoměrnost a konzistence materiálu.
5. Neustálý vývoj technologie tavení
V posledních letech se s širokým uplatněním materiálů z hliníkových slitin neustále rozvíjí také technologie tavení, zejména zavádění inteligentní a rafinované řídicí techniky. Moderní zařízení na tavení hliníkových slitin věnuje stále větší pozornost automatickému řízení. Prostřednictvím online detekčního a kontrolního zařízení lze v reálném čase sledovat složení, teplotu a stav zjemnění zrna, aby byla zajištěna stabilita a jednotnost procesu tavení.
Se zdokonalováním procesu tavení se navíc postupně staly populární technologie, jako je tavení v krátkém procesu a online rafinační zpracování. Tyto technologie nejen zlepšují efektivitu výroby, ale také účinně snižují spotřebu energie a výrobní náklady a dále podporují modernizaci technologie tavení hliníkových slitin.
V procesu tavení hliníkové slitiny je pro zajištění kvality produktu rozhodující jednotnost a konzistence. Racionálním použitím rafinérů, optimalizací řízení teploty a technologie míchání lze výrazně zlepšit strukturu zrn a rozložení složení ingotu, aby bylo zajištěno, že odlitek má vynikající mechanické vlastnosti a stabilní kvalitu. S rozvojem technologie se proces tavení hliníkových slitin posouvá k inteligenci a zdokonalování a kvalita odlévacích výrobků z hliníkových slitin se neustále zlepšuje.
Kromě toho je přidání rafinérů důležitým opatřením pro zlepšení stejnoměrnosti tavení hliníkových slitin. Použití hliník-titan-borových rafinérů může výrazně zlepšit strukturu ingotu s malým zvětšením a snížit vady, jako jsou perové krystaly a sloupcové krystaly. Při zajišťování efektu rafinace zrna musí tento typ rafinéru také řídit množství a distribuci jeho přídavku, zajistit jednotnost složení a zabránit aglomeraci rafinéru. Aby byla zajištěna kvalita tavení a odlévání hliníkových slitin, je nutné optimalizovat proces tavení, zjemňovat zrna a přísně kontrolovat distribuci legujících prvků.
V procesu tavení hliníkové slitiny je pro zajištění kvality produktu rozhodující jednotnost a konzistence. Racionálním použitím rafinérů, optimalizací řízení teploty a technologie míchání lze výrazně zlepšit strukturu zrn a rozložení složení ingotu, čímž se zajistí, že odlitek má vynikající mechanické vlastnosti a stabilní kvalitu. S rozvojem technologie se proces tavení hliníkových slitin posouvá k inteligenci a zdokonalování a neustále zlepšuje kvalitu odlévacích výrobků z hliníkových slitin.
Čas odeslání: 27. října 2024
