L'uniformità della fusione e la consistenza delle leghe di alluminio sono cruciali per la qualità dei prodotti di fusione, soprattutto quando si tratta delle prestazioni dei lingotti e dei materiali lavorati. Durante il processo di fusione, la composizione dei materiali in lega di alluminio deve essere rigorosamente controllata per evitare la segregazione della composizione e l'irregolarità dei grani, che influiscono direttamente sulle proprietà meccaniche, sulla resistenza alla corrosione e sulla lavorabilità del materiale finale.
L'uniformità della fusione è strettamente correlata alla composizione delle leghe di alluminio, alle apparecchiature di fusione, ai parametri di processo, ecc. Durante il processo di fusione, il comportamento di solidificazione del liquido di alluminio a diverse temperature determina la struttura interna del materiale. Il gradiente di temperatura, la velocità di raffreddamento, ecc. influenzeranno la dimensione dei grani e la distribuzione del lingotto, quindi influenzeranno l'uniformità del materiale. Controllando la temperatura di fusione, il trattamento di omogeneizzazione e altri mezzi tecnici, i problemi di segregazione dei componenti e di irregolarità nella dimensione dei grani possono essere efficacemente ridotti.
L'uniformità della fusione e la consistenza delle leghe di alluminio sono le questioni fondamentali per garantire la qualità dei prodotti di fusione, che sono direttamente correlati a molteplici indicatori chiave come le proprietà meccaniche, la resistenza alla corrosione e le prestazioni di lavorazione dei getti. Uniformità e consistenza coinvolgono molteplici aspetti come la distribuzione degli elementi, il controllo della dimensione dei grani e il comportamento di solidificazione della lega durante il processo di fusione.
1. Importanza dell'uniformità della fusione
Nel processo di fusione delle leghe di alluminio, la distribuzione uniforme degli elementi metallici è un requisito fondamentale per garantire le prestazioni del materiale. Se il controllo della temperatura durante il processo di fusione è instabile, gli elementi nella lega potrebbero segregarsi, determinando una composizione locale incoerente del materiale. Questa composizione non uniforme causerà differenze di prestazioni durante il successivo processo di solidificazione e lavorazione, riducendo la resistenza meccanica, la tenacità e la resistenza alla corrosione del prodotto. Una scarsa uniformità nella fusione causerà aree fragili o deboli nel materiale, che sono molto facili da formare crepe e rotture.
2. Affinamento del grano durante la fusione
La dimensione e la forma dei grani influiscono direttamente sulle proprietà meccaniche del getto e sulla formazione di difetti di fusione. Durante il processo di solidificazione della lega di alluminio, se i grani sono troppo grandi o irregolari, spesso formano microstrutture indesiderate come cristalli colonnari e cristalli piuma, che possono facilmente causare la rottura della fusione o produrre altri difetti durante l'uso. Per prevenire questi fenomeni, spesso viene utilizzata la tecnologia di raffinazione per migliorare la distribuzione del grano.
L'uso dei raffinatori è un modo efficace per risolvere questo problema. In particolare, l'introduzione dei raffinatori di alluminio-titanio-boro ha comportato un significativo miglioramento della microstruttura dei lingotti di leghe di alluminio. Aggiungendo affinatori, i grani possono essere notevolmente raffinati, la microstruttura a multipli bassi del materiale può essere omogeneizzata e i cristalli colonnari e le strutture a grana grossa possono essere ridotti. L'effetto combinato di TiAl₃ e TiB₂ nel raffinatore di alluminio-titanio-boro aumenta il numero di nuclei cristallini, promuove la generazione di nuclei cristallini nel liquido di alluminio, rende i grani più fini e uniformi e quindi migliora la qualità e le proprietà meccaniche del il casting.
Quando si utilizzano raffinatori, per ottenere l'effetto migliore, è necessario controllare accuratamente la quantità e il metodo di aggiunta. In generale, la quantità di raffinatore aggiunta dovrebbe essere moderata. Un'aggiunta eccessiva porterà ad un eccessivo affinamento del grano e influenzerà la tenacità della lega, mentre una quantità insufficiente comporterà un affinamento insufficiente. Inoltre, la distribuzione dell'affinante deve essere uniforme per evitare eccessi o carenze locali nella massa fusa, in modo da garantire un affinamento uniforme del grano dell'intera colata.
3. Tecnologia di controllo della temperatura e agitazione durante la fusione
L'uniformità della fusione è fortemente influenzata dal controllo della temperatura e dai metodi di agitazione. Nella fusione delle leghe di alluminio, la distribuzione del campo di temperatura nella massa fusa e lo stato di flusso del metallo fuso svolgono un ruolo decisivo nell'uniformità della composizione. Una temperatura di fusione troppo alta o troppo bassa può causare una composizione non uniforme o grani grossolani. Attraverso un ragionevole controllo del gradiente di temperatura, la segregazione dei soluti nella massa fusa può essere efficacemente ridotta.
Allo stesso tempo, la tecnologia di agitazione svolge un ruolo fondamentale nel processo di fusione. Attraverso l'agitazione meccanica o elettromagnetica, la tensione superficiale della lega di alluminio liquida può essere rotta, in modo che il soluto sia distribuito più uniformemente nella fase liquida e si impedisca l'arricchimento locale di elementi. L'uniformità dell'agitazione influisce direttamente sulla consistenza della composizione della massa fusa e sulla successiva qualità della solidificazione. Un controllo ragionevole della velocità e dei tempi di agitazione, in particolare un'agitazione sufficiente dopo l'aggiunta di affinatori, può migliorare l'uniformità complessiva della fusione e garantire l'effetto di raffinazione del grano della fusione.
4. Controllo della microstruttura durante la solidificazione
Il processo di solidificazione è una fase fondamentale che influenza la microstruttura dei getti in lega di alluminio. Durante la solidificazione, la distribuzione del campo di temperatura sul fronte di fusione, il comportamento di ridistribuzione del soluto e l'evoluzione morfologica dei grani avranno un profondo impatto sulle prestazioni della colata finale. Per le fusioni in lega di alluminio di alta qualità, è necessario controllare la velocità di raffreddamento, il sottoraffreddamento e lo stato termodinamico del fronte dell'interfaccia solido-liquido durante la solidificazione.
Durante il processo di solidificazione, il raffreddamento rapido aiuta a formare una struttura cristallina equiassica uniforme e a ridurre la proporzione di cristalli colonnari. Ottimizzando la velocità di raffreddamento e controllando il gradiente di temperatura durante il processo di raffreddamento, è possibile migliorare efficacemente l'uniformità della struttura del grano. Inoltre, per getti di grande sezione, viene solitamente utilizzato un processo di trattamento termico di omogeneizzazione per eliminare la distribuzione non uniforme delle fasi solide precipitate e migliorare ulteriormente l'uniformità e la consistenza del materiale.
5. Sviluppo continuo della tecnologia di fusione
Negli ultimi anni, con l'applicazione diffusa di materiali in lega di alluminio, anche la tecnologia di fusione è stata in continuo sviluppo, in particolare con l'introduzione di una tecnologia di controllo intelligente e raffinata. Le moderne apparecchiature per la fusione delle leghe di alluminio prestano sempre più attenzione al controllo automatico. Attraverso apparecchiature di rilevamento e controllo online, la composizione, la temperatura e lo stato di raffinazione del grano della fusione possono essere monitorati in tempo reale per garantire la stabilità e l'uniformità del processo di fusione.
Inoltre, con il miglioramento del processo di fusione, tecnologie come la fusione a processo breve e il trattamento di raffinazione in linea sono gradualmente diventate popolari. Queste tecnologie non solo migliorano l’efficienza produttiva, ma riducono anche efficacemente il consumo energetico e i costi di produzione, promuovendo ulteriormente la modernizzazione della tecnologia di fusione delle leghe di alluminio.
Nel processo di fusione delle leghe di alluminio, uniformità e consistenza sono fondamentali per garantire la qualità del prodotto. Attraverso l'uso razionale dei raffinatori, l'ottimizzazione del controllo della temperatura e della tecnologia di agitazione, la struttura dei grani e la distribuzione della composizione del lingotto possono essere significativamente migliorate per garantire che il getto abbia eccellenti proprietà meccaniche e qualità stabile. Con lo sviluppo della tecnologia, il processo di fusione delle leghe di alluminio si sta muovendo verso l'intelligenza e la raffinatezza e la qualità dei prodotti di fusione delle leghe di alluminio viene continuamente migliorata.
Inoltre, l’aggiunta di affinatori è una misura importante per migliorare l’uniformità della fusione delle leghe di alluminio. L'uso di raffinatori di alluminio-titanio-boro può migliorare significativamente la struttura a basso ingrandimento del lingotto e ridurre difetti come cristalli piuma e cristalli colonnari. Oltre a garantire l'effetto di raffinazione del grano, questo tipo di raffinatore deve anche controllare la quantità e la distribuzione dell'aggiunta, garantire l'uniformità della composizione ed evitare l'agglomerazione del raffinatore. Per garantire la qualità di fusione e colata delle leghe di alluminio, è necessario ottimizzare il processo di fusione, affinare i grani e controllare rigorosamente la distribuzione degli elementi leganti.
Nel processo di fusione delle leghe di alluminio, l'uniformità e la consistenza sono fondamentali per garantire la qualità del prodotto. Attraverso l'uso razionale dei raffinatori, l'ottimizzazione del controllo della temperatura e della tecnologia di agitazione, la struttura dei grani e la distribuzione della composizione del lingotto possono essere significativamente migliorate, garantendo che il getto abbia eccellenti proprietà meccaniche e qualità stabile. Con lo sviluppo della tecnologia, il processo di fusione delle leghe di alluminio si sta muovendo verso l'intelligenza e la raffinatezza e il miglioramento continuo della qualità dei prodotti di fusione delle leghe di alluminio.
Orario di pubblicazione: 27 ottobre 2024
