Invloed van metaaloxidefilm op de kwaliteit van gietstukken van aluminiumlegeringen

"Gieten" is een vormingsproces van vloeibaar metaal. Het is algemeen bekend dat vloeibaar metaal bij hoge temperatuur aan het oppervlak in de atmosfeer zal oxideren en een oxidefilm zal produceren.

Lange tijd heeft de invloed van deze oxidefilm op de kwaliteit van gietstukken van aluminiumlegeringen echter in wezen alleen het probleem van niet-metalen insluitsels in het gesmolten metaal in overweging genomen, en er is geen verdere discussie gevoerd.

J. Campbell van de Universiteit van Birmingham, VK, ontdekte op basis van jarenlang onderzoek dat gevouwen bi-films een zeer belangrijke invloed hebben op de kwaliteit van gietstukken van aluminiumlegeringen vanuit de macro- en micro-aspecten. Campbell et al. geloven dat het begrijpen van bi-films de meest opwindende ontdekking is. Momenteel noemen we de voorlopige conclusies en inzichten van Campbell en anderen tijdelijk de "bi-films theory".

 Na de tussenlaag van de oxidefilm die betrokken is bij de vloeibare aluminiumlegering, kan de invloed ervan op de kwaliteit van het gietstuk grofweg worden onderverdeeld in twee aspecten:

Een daarvan is het macroscopische aspect. Naast het snijden van de metaalmatrix om de mechanische eigenschappen te verminderen, veroorzaakt het ook gietdefecten zoals porositeit en kleine krimp;

Het andere is het microscopische aspect, dat een belangrijke invloed heeft op de korrelgrootte, de afstand tussen dendrieten en het modificerende effect van Na en Sr in de aluminium-siliciumlegering.

1. De kenmerken van de oxidefilm op het oppervlak van vloeibaar metaal:

Het analyseren van de kenmerken van de oxidefilm, de dichtheid en het smeltpunt van de metaalmoedervloeistof waarop het is bevestigd, kan niet tegelijkertijd worden beschouwd. Neem op het gebied van staal en ijzer de productie van stalen gietstukken als voorbeeld. Het FeO dat wordt geproduceerd door de oxidatie van gesmolten staal heeft een smeltpunt en een veel lagere dichtheid dan dat van gesmolten staal, en is zeer actief bij hoge temperaturen, en het is in principe onmogelijk om alleen te bestaan. FeO kan combineren met SiO2 om FeO.SiO2 met een laag smeltpunt te vormen, dat kan reageren met silicium en mangaan in staal om MnO en SiO2 te vormen en vervolgens te combineren om MnO.SiO2 te vormen. Het kan ook reageren met koolstof in staal om CO te vormen, en er zal een klein deel van zijn. Opgelost in gesmolten staal. Als de desoxidatiebehandeling onjuist is, of als het gesmolten staal twee keer wordt geoxideerd na het tappen, zal dit het aantal niet-metalen insluitsels in het staal vergroten of defecten veroorzaken zoals poriën of slakinsluiting op het oppervlak van het gietstuk. De oxiden die op het oppervlak van het gesmolten staal worden geproduceerd, hebben echter smeltpunten die lager zijn dan de temperatuur van het gesmolten staal en kunnen zich alleen maar ophopen. Ze kunnen niet worden gevouwen tot een tussenlaag van een oxidefilm en opgehangen in het gesmolten staal, dus er zullen geen problemen zijn die worden veroorzaakt door de tussenlaag van de oxidefilm. .

De situatie van aluminiumlegeringen en magnesiumlegeringen is compleet anders. Een korte beschrijving van aluminiumlegeringen is als volgt: Aluminium is zeer actief in vloeibare toestand en het oppervlak van gesmolten aluminium kan gemakkelijk reageren met zuurstof in de atmosfeer om Al2O3-films te vormen. Het smeltpunt van Al2O3 is veel hoger dan dat van een vloeibare aluminiumlegering en het is zeer stabiel. De dichtheid van Al2O3 is iets hoger dan die van gesmolten aluminium. Daarom is de Al2O3-film gemakkelijk op te hangen in de aluminiumvloeistof en zal niet aggregeren en scheiden van de aluminiumvloeistof. Wanneer de vloeistof van de aluminiumlegering wordt verstoord, zal de Al2O3-film op het oppervlak in een sandwich vouwen en in het gesmolten metaal worden getrokken, wat veel unieke problemen van aluminiumlegeringen veroorzaakt.

2. De vorming van een oxidefilm tussenlaag en de schadelijke effecten ervan

De vloeistof van de aluminiumlegering zal sterk worden verstoord tijdens het smeltproces, bij het uitgieten uit de smeltoven, tijdens de metamorfe behandeling, bij het sproeien en zuiveren met hoge luchtsnelheid en tijdens het gietproces. De verstoring van het oppervlak van het vloeibare metaal zal de oxidefilm op het oppervlak trekken, waardoor deze uitzet, vouwt en breekt. Het vloeibare oppervlak van de schone legering dat vrijkomt bij het loskoppelen van de oxidefilm zal worden geoxideerd om een ​​nieuwe oxidefilm te produceren. Het vouwen van de oxidefilm zorgt ervoor dat de droge oppervlakken aan de kant die naar de atmosfeer is gericht, aan elkaar gaan kleven en een kleine hoeveelheid lucht zal tussen de twee droge oppervlakken worden gewikkeld om een ​​"oxidefilmsandwich" te worden. De tussenlaag van de oxidefilm wordt gemakkelijk bij het gesmolten metaal betrokken en zal onder invloed van het verstoorde gesmolten metaal in kleine klonten worden geperst.

Omdat het smeltpunt van Al2O3 meer dan duizend graden Celsius hoger is dan de temperatuur van de vloeistof van de aluminiumlegering en het een hoge mate van chemische stabiliteit heeft, zullen de kleine clusters niet samensmelten en niet oplossen in de aluminiumlegering. Hoewel de dichtheid van Al2O3 iets hoger is dan die van aluminiumlegeringsvloeistof, ligt de dichtheid van de oxidefilm tussenlaag gewikkeld in lucht relatief dicht bij die van aluminiumlegeringsvloeistof. Daarom zal, naast de mogelijkheid van het zinken van de oxidefilm tussenlaag tijdens langdurig staan ​​in een grote oven, deze stabieler worden gesuspendeerd in de aluminiumlegeringsvloeistof onder algemene gietproductieomstandigheden. De vloeistof van aluminiumlegering die tussenlagen van oxidefilm heeft gesuspendeerd, zal meer tussenlagen van oxidefilm produceren wanneer deze opnieuw wordt verstoord. Tijdens het productieproces van gietstukken, zullen het smelten van de legering, het gieten uit de oven, de modificatiebehandeling, de zuiveringsbehandeling, het gieten en andere bewerkingen sterke verstoringen in de vloeistof van de aluminiumlegering veroorzaken. Naast het behoud van de originele tussenlaag van de oxidefilm, zal de vloeistof van de aluminiumlegering er ook voor zorgen dat het opnieuw verstoord wordt en er continu nieuwe tussenlagen van de oxidefilm worden toegevoegd. Daarom bevat het gesmolten metaal dat de holte binnenkomt een groot aantal kleine oxidefilm tussenlagen. Nadat het gesmolten metaal de holte heeft gevuld, bevindt het zich in een statische toestand en zal de tussenlaag van de oxidefilm die in een cluster wordt geperst, zich geleidelijk uitrekken tot een klein stukje. Nadat het gesmolten metaal is afgekoeld tot onder de liquiduslijn, zijn de kiemvorming en groei van dendrieten ook factoren die het uitrekken van de tussenlaag van de oxidefilm die tot agglomeraten wordt geperst, bevorderen.

Nadat het gietstuk is gestold, zijn een groot aantal kleine schilferige oxidefilmtussenlagen zelf kleine scheurtjes, die de rol spelen van het snijden van de metaalmatrix. Natuurlijk zullen de mechanische eigenschappen van de legering afnemen, maar des te schadelijker is de inductie van poriën en kleine krimpgaatjes. Naarmate de temperatuur van het vloeibare metaal geleidelijk daalt, blijft de oplosbaarheid van waterstof in het gesmolten metaal afnemen, maar het is erg moeilijk voor waterstof om uit het vloeibare metaal neer te slaan in de vorm van poriën. Wanneer een andere nieuwe fase (gasfase) wordt geproduceerd in een homogene vloeibare fase, wordt deze altijd eerst gevormd door de aggregatie van enkele atomen of moleculen en is het volume klein. Deze kleine nieuwe fase heeft een zeer groot specifiek oppervlak (dat wil zeggen het oppervlak per volume-eenheid). Om een ​​nieuwe interface te maken, moet er aan gewerkt worden. Dit is de interface-energie van de nieuwe fase, dat wil zeggen het oppervlak en de oppervlaktespanning. Het product van. Het is praktisch onmogelijk om zo'n grote hoeveelheid energie te verkrijgen tijdens het koelproces van aluminiumlegeringsvloeistof. Zelfs als de kern van de nieuwe fase wordt geproduceerd, heeft het veel energie nodig om op te groeien, en het is alleen mogelijk om op te groeien als de grootte van de nieuwe fase een bepaalde kritische waarde overschrijdt. De kern van de nieuwe fase met een maat kleiner dan de kritische waarde kan niet opgroeien en zal alleen vanzelf verdwijnen. In theorie is het erg moeilijk voor de gasfase om te kiemen en op te groeien in de vloeibare fase. Werkelijk. Als er geen andere inducerende factoren zijn, is het, op voorwaarde dat het waterstofgehalte in principe normaal is, onmogelijk om poriën te produceren in een homogene aluminiumlegering vanwege de precipitatie van waterstof.

Wanneer het gesmolten metaal een grote hoeveelheid gesuspendeerde oxidefilm tussenlagen bevat, is de situatie heel anders. Het grootste deel van de tussenlaag van de oxidefilm is bedekt met een kleine hoeveelheid lucht. Wanneer de temperatuur van het gesmolten metaal daalt en de oplosbaarheid van waterstof daarin afneemt, vormen de kleine luchtbellen in de tussenlaag van de oxidefilm een ​​vacuüm voor waterstof, en zal de waterstof die in het gesmolten metaal is opgelost naar de luchtbellen bewegen. Medium diffusie is erg handig. De waterstof diffundeert in de kleine luchtbellen, waardoor de tussenlaag van de oxidefilm uitzet en poriën in het gietstuk ontstaan. Als de zuiveringsbehandeling van de vloeistof van aluminiumlegering goed is en het waterstofgehalte in het gesmolten metaal erg laag is, zullen er weinig poriën in het gietstuk zijn. Als er echter geen tussenlaag van een oxidefilm in het gesmolten metaal is, zelfs als het waterstofgehalte in het gesmolten metaal hoog is, kan de waterstof tijdens het stollen alleen in een oververzadigde toestand in de legering worden opgelost en is het onmogelijk om poriën te produceren. Als de voedingstoestand van het gietstuk niet goed is, zullen er krimpholten optreden tijdens het stollen en krimpen. Omdat de tussenlaag van de oxidefilm hol is, is deze gemakkelijk uit elkaar te trekken en worden krimpholten meestal gevormd aan de tussenlaag van de oxidefilm. In dit geval zal de waterstof die in het gesmolten metaal is opgelost ook daarin diffunderen, waardoor de poriën uitzetten.

Samenvattend kan worden aangenomen dat voor gietstukken van aluminiumlegeringen de tussenlaag van de oxidefilm de belangrijkste reden is voor de verslechtering van de mechanische eigenschappen van het materiaal en de gaatjes en poriëndefecten van het gietstuk. Om de mechanische eigenschappen van het materiaal te verbeteren en de dichtheid van het gietstuk te verhogen, is het belangrijker maatregelen te nemen om de tussenlaag van de oxidefilm te verwijderen dan om de ontgassings- en zuiveringsoperatie te versterken.

Bewaar de bron en het adres van dit artikel voor herdruk: Invloed van metaaloxidefilm op de kwaliteit van gietstukken van aluminiumlegeringen

Minge Spuitgietbedrijf zijn toegewijd aan het vervaardigen en leveren van hoogwaardige en hoogwaardige gietstukken (het assortiment metalen spuitgietonderdelen omvat voornamelijk: Dunwandig spuitgieten,Hot Chamber Spuitgieten,Koude kamer spuitgieten),Ronde Service (Die Casting Service,CNC-bewerking,Matrijzen maken, Oppervlaktebehandeling). Elk aangepast aluminium spuitgieten, magnesium of Zamak / zink spuitgieten en andere gietstukken zijn welkom om contact met ons op te nemen.

Onder controle van ISO9001 en TS 16949 worden alle processen uitgevoerd door honderden geavanceerde spuitgietmachines, 5-assige machines en andere faciliteiten, variërend van blasters tot Ultra Sonic-wasmachines. Minghe heeft niet alleen geavanceerde apparatuur, maar heeft ook professionele team van ervaren ingenieurs, operators en inspecteurs om het ontwerp van de klant waar te maken.

Contractfabrikant van spuitgietwerk. Mogelijkheden zijn onder meer koude kamer aluminium spuitgietonderdelen vanaf 0.15 lbs. tot 6 lbs., snelwissel instellen en machinaal bewerken. Diensten met toegevoegde waarde omvatten polijsten, trillen, ontbramen, stralen, schilderen, plateren, coaten, assembleren en bewerken. Materialen waarmee gewerkt is, zijn legeringen zoals 360, 380, 383 en 413.

Hulp bij ontwerp van spuitgieten van zink/concurrent engineering. Custom fabrikant van precisie gegoten zink. Miniatuurgietstukken, hogedrukgietstukken, multi-slide gietstukken, conventionele gietstukken, eenheidsmatrijs en onafhankelijke spuitgietstukken en holteverzegelde gietstukken kunnen worden vervaardigd. Gietstukken kunnen worden vervaardigd in lengtes en breedtes tot 24 inch met een tolerantie van +/- 0.0005 inch.  

ISO 9001: 2015 gecertificeerde fabrikant van gegoten magnesium. Mogelijkheden zijn onder hoge druk spuitgieten van magnesium tot 200 ton hete kamer en 3000 ton koude kamer, gereedschapsontwerp, polijsten, gieten, machinale bewerking, poeder- en vloeistofverven, volledige QA met CMM-mogelijkheden , montage, verpakking & levering.

ITAF16949 gecertificeerd. Extra castingservice omvat: investering gieten,zandgieten,Zwaartekracht gieten, Verloren schuimafgietsel,Centrifugaal gieten,Vacuümgieten,Permanent vormgieten,. Mogelijkheden zijn onder meer EDI, technische assistentie, solide modellering en secundaire verwerking.

Gietindustrieën Casestudy's over onderdelen voor: auto's, fietsen, vliegtuigen, muziekinstrumenten, waterscooters, optische apparaten, sensoren, modellen, elektronische apparaten, behuizingen, klokken, machines, motoren, meubels, sieraden, mallen, telecom, verlichting, medische apparaten, fotografische apparaten, Robots, sculpturen, geluidsapparatuur, sportuitrusting, gereedschap, speelgoed en meer. 

Wat kunnen we u hierna helpen doen?

∇ Ga naar de startpagina voor Spuitgieten China

By Minghe Die Casting Fabrikant: |Categorieën: Handige artikelen |Materiaal Tags: Aluminium gieten, Zink gieten, Magnesium gieten, Titanium gieten, Gieten van roestvrij staal, Messing gieten,Brons gieten,Video casten,Geschiedenis van ons bedrijf,Aluminium spuitgieten |Reacties uitgeschakeld