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低劣的熔煉質(zhì)量導致鑄鐵砝碼缺陷該如何彌補 說明：

摘要：鑄鐵砝碼缺陷，諸如氧化夾雜物、氣孔、縮孔及宏觀縮孔，通常都是由低劣的熔煉質(zhì)量引起的。在熔煉中，有9種常見的錯誤應當避免，否則，成品部件的缺陷將不可避免，甚至在澆注之前就已存在。概述鑄鋁廠在熔煉和澆注時出現(xiàn)的偏差，就會降低熔融金屬和鑄鐵砝碼的質(zhì)量。從“熱的方面”來說，錯誤的根源在于：熔化過于緩慢、加入冷金屬、薄壁回爐料接觸火焰、熔化溫度高、不適宜的爐體涂層、爐體維修質(zhì)量差、坩堝的反應、對熔液的錯誤處理以及澆注時形成紊流。

1不希望出現(xiàn)的固溶體破壞了鑄態(tài)結(jié)構(gòu)

坯料和回爐料熔化緩慢，使得爐中長時間處于膠著狀態(tài)。鋁及合金元素的氧化物無法從液態(tài)金屬中完全析出，而留在熔液中，最終形成蠶繭狀的氧化皮(見圖1)。熔融金屬損失較大，同時形成偏析。因此，應該避免出現(xiàn)膏狀相。膏狀相會長時間滯留在超過自身熔化能力的裝料過多的爐內(nèi)，發(fā)生這種情況是因?qū)㈦娮枞刍癄t僅作保溫爐使用。在合金“偏析因素”的作用下，板狀鐵素體晶體會長大，從而割裂了均勻的組織(見圖2)，同時嚴重地破壞了鑄態(tài)結(jié)構(gòu)中力的流向。力線集中在板狀物的邊緣，形成應力峰，這大大降低了延伸率，導致鑄鐵砝碼受到動載荷作用時出現(xiàn)早期宏觀裂紋。這種鐵素體固溶體板狀體阻礙了鑄鐵砝碼內(nèi)部的補縮。加人冷坯料和回爐料使熔液局部降溫，阻斷了坯料和回爐料從熔液中正常析出的氧化“管路”。如果存在錳的話，甚至會發(fā)生偏析，這將促使析出硬晶體，從而形成10～lOOp,m大小的A1FeMnSi晶體。它將以碎片狀或致密的六方晶體狀(見圖3)存在于鑄態(tài)組織中，其顯微硬度為200～750HV，而致密六方晶體的最高硬度值達到1000HV。

2合理改變?nèi)刍^程

小魚鱗片狀的回爐料接觸到熔化火焰時，會產(chǎn)生劇烈的氧化反應，由此生成的氧化皮依次形成如圖4所示的簇狀物。這種封閉結(jié)構(gòu)的氧化皮將滯留于熔液中。鹽基溶劑可能有助于避免熔融金屬產(chǎn)生氧化皮。在這種情況下，即：無法用合適的爐子來熔化切屑或碎爐料時，該工作就應外包給熔煉廠。鋁熔液在溫度超過8O0℃時將遭到破壞。隨著溫度的升高，尤其是當熔煉爐或澆包外的濕度較大時，會加劇氫的吸收和氧化物的形成。在熔液由液態(tài)向固態(tài)的凝固過程中，溶解氫的間隙處會形成氣孔。這些氣孔正好在氧化物的周圍形成，而氧化物充當晶核的作用(見圖5)。與熔液直接接觸的澆包和工具應當單獨預熱，預熱有可能達到熔煉時的溫度。在熔液處理和澆注時，應避免拖延。如果在澆注中使用的是涂覆工具和保溫材料，就不必預熱到那么高的溫度。

3避免產(chǎn)生不必要的反應

不合適的煉鋁耐火爐襯會與熔融金屬發(fā)生反應，反應物會污染熔液，金屬還會滲入爐襯。如果采用耐火材料，則應考慮鋁的酸堿性。業(yè)已證明：含85％以上A1，O的材料為合適的材料。此外，尤其應選擇大密度、高熔點的耐火材料作為A1MgSi熔液的爐襯材料，因為它可防止?jié)B漏。不潔凈的爐體會促使氧化物產(chǎn)生結(jié)晶(見圖6)，形成氧化物晶體，如：氧化鋁(A10)、氧化鎂(MgO)、尖晶石(MgA1：O)、氧化水合物(OA1OH)、氧化鋯(ZrO)或氧化硅(SiO)。對具有正常進風口的熔煉爐而言，爐內(nèi)熔化溫度在700℃、25h后，或在800~C、7h后，會生成氧化物晶核。為了避免在熔液內(nèi)產(chǎn)生硬質(zhì)夾雜物，清理的間隙時間應更短些。為了防止熔煉爐或保溫爐與鋁熔液發(fā)生反應，坩堝應在使用前數(shù)小時，即溫度約800~C時進行退火。該工藝同樣適用于粘土石墨爐和碳化硅爐。爐體材料或熔液的反應物在鑄態(tài)結(jié)構(gòu)中生成夾雜物，特別是鑄鐵砝碼的內(nèi)補縮被破壞，產(chǎn)生縮松，甚至宏觀縮孔(見圖7)。熔液中的反應物也會使鑄態(tài)組織生成夾雜物，因其呈黑色，故稱為黑色夾雜物。

4低壓密度試樣揭示熔液質(zhì)量

用噴槍或低速旋轉(zhuǎn)的葉輪對熔液進行除氣處理，會使熔池液面產(chǎn)生劇烈的動蕩。除氣所產(chǎn)生的上升氣泡不得將液面攪成熔融金屬。不充分的變質(zhì)處理和晶粒細化也會破壞熔液。通過低壓密度試驗，便可監(jiān)測到處理中熔液的質(zhì)量變化情況。圖8是質(zhì)量密度為2．60g／cm的A1一Si7Mg0．3的處理曲線，這是由250ppm的鍶在780℃下精煉而成的。該質(zhì)量密度最后下降到約2．34g／cm。處理好熔煉問題便改進了其質(zhì)量：熔液質(zhì)量密度再次上升并達到所需的2．55g／cm。這種葉輪除氣技術(shù)(氮氣或氬氣)已被廣泛使用，它可在短時間內(nèi)提高熔液的質(zhì)量。這是一種唯一能在高壓密封環(huán)境下生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)無缺陷鑄鐵砝碼的方法。

用鈉變質(zhì)處理熔液應當更加謹慎，要保證鈉的快速擴散，同時避免鑄鐵砝碼表面產(chǎn)生針孔(見圖9)。過分變質(zhì)處理，哪怕是部分浸沒鐘式爐的變化都會在晶界富集鐵并生成固溶體沉淀，因此應當加以限制。鋁熔液在澆注時，液流應呈平滑的層流狀，必須避免紊流澆注。采用適當?shù)膶Я餮b置，可以避免熔液自由流淌。紊亂的融流不但會帶入空氣，而且還會連續(xù)地形成融流管狀氧化物。對此，鑄造廠在生產(chǎn)大型鑄鐵砝碼和可焊壓力模具鑄鐵砝碼時，應當特別給予關(guān)注。低壓密度試樣再次證明：熔液不恰當?shù)臐沧⑹侨绾斡绊懭垡嘿|(zhì)量的。例如，質(zhì)量密度為2．65g／cm的熔液，從熔煉爐中以自由傾瀉式倒入澆包(落點高度為2．1n1)，熔液以這種紊流方式倒人澆包后，其質(zhì)量密度只有2．43g／cm。采用經(jīng)計算的導流裝置將熔液倒入澆包時，澆包中的熔融金屬的質(zhì)量密度值為2．55g／cm。

5采取預防措施提高生產(chǎn)率

鑄鋁廠在熔煉和澆注時應避免上述錯誤，以便從一開始就為制造高質(zhì)量的鑄鐵砝碼打下穩(wěn)固的基礎(chǔ)，從而降低廢品率，提高生產(chǎn)率。與此同時，重要的是要意識到現(xiàn)有條件的局限性，不是所有事情都要在本企業(yè)完成。如：熔煉小尺寸的回爐料時，可利用重熔廠的專用設(shè)備進行重熔，不然的話，就要進行自我的設(shè)備投資。特別對鑄造廠而言，檢查并優(yōu)化清理與維修間隔時間，非常重要。

以上是低劣的熔煉質(zhì)量導致鑄鐵砝碼缺陷該如何彌補的詳細介紹！