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工業(yè)鋁材生產(chǎn)過程中針孔的形成原因分析


發(fā)布者:永裕金屬   發(fā)布時間:2019-9-2 16:10:09

工業(yè)鋁材在熔煉和澆注時,能吸收大量的氫氣,冷卻時則因溶解度的下降而不斷析出。有的資料介紹②,工業(yè)鋁材中溶解的較多的氫,其溶解度隨合金液溫度的升高而增大,隨溫度的下降而減少,由液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)時,氫在工業(yè)鋁材中的溶解度下降19倍。(氫在純鋁中的溶解度與溫度的關(guān)系見圖1③)。因此工業(yè)鋁材液在冷卻的凝固過程中,氫的某一時刻,氫的含量超過了其溶解度即以氣泡的形式析出。因過飽和的氫析出而形成的氫氣泡,來不及上浮排出的,就在凝固過程中形成細(xì)小、分散的氣孔,即平常我們所說的針孔(gas porosity)。在氫氣泡形成前達(dá)到的過飽和度是氫氣泡形核的數(shù)目的函數(shù),而氧化物和其他夾雜物則在起氣泡核心的作用。

  在一般生產(chǎn)條件下,特別是在厚大的砂型鑄件中很難避免針孔的產(chǎn)生。在相對濕度大的氣氛中溶煉和澆注工業(yè)鋁材,鑄件中的針孔尤其嚴(yán)重。這就是我們在生產(chǎn)中常常有人納悶干燥的季節(jié)總比多雨潮濕的時節(jié)鋁合金鑄件針孔缺陷少些的原因。

  一般說來,對工業(yè)鋁材而言,如果結(jié)晶溫度范圍較大,則產(chǎn)生網(wǎng)狀針孔的機(jī)率也就大得多③。這是因?yàn)樵谝话汨T造生產(chǎn)條件下,鑄件具有寬的凝固溫度范圍,使鋁合金容易形成發(fā)達(dá)的樹枝狀結(jié)晶。在凝固后期,樹枝狀結(jié)晶間隙部分的殘留鋁液可能相互隔絕,分別存在于近似封閉的小小空間之中,由于它們受到外界大氣壓力和合金液體的靜壓作用較小,當(dāng)殘留鋁液進(jìn)一步冷卻收縮時能形成一定程度的真空(即補(bǔ)縮通道被阻塞),從而使合金中過飽和的氫氣析出而形成針孔。

工業(yè)鋁材

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