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镁合金细化晶粒的方法有哪些

发布时间:2022-07-13 11:35:58

❶ az91d镁合金常用的焊接方法有哪些

AZ91D的铸造镁合金可以焊接的方法有交流氩弧焊和双脉冲气体保护焊机焊接,一般精密的焊口焊接或者比较细致的焊口要求的适合用WEWELDING33M的镁合金TIG焊丝焊接,如果是比较厚的板或者壳体的话用双脉冲气体保护焊焊接,这种情况下需要对焊接效率比较高,所以适合用WEWELDING33M的MIG盘丝来焊接。

❷ 镁合金表面处理

如果我没猜错的话,你这个应该是压铸件,而且很可能是AZ91D吧

一般来说,影响盐雾前表面电阻的因素有四个:
1、离型剂是否处理干净
2、酸洗部分如果是有机酸的话,残膜是否处理干净
3、中和的程度,是否产生氧化膜
4、成膜厚度,以及质量
所以,工艺方面只能从这四方面去考虑调整

另外,个人认为表面电阻跟压铸方面也有很大关系,不知道贵公司的压铸条件怎么样,如果不尽乎人意的话,酸洗时间不能太长,而成膜部分时间应该适当拉长些。

至于配方方面,酸洗还是建议用有机酸,会比较稳定,毕竟镁合金很容易过蚀,皮膜方面的话适当减少盐类成分,尽量把皮膜做薄会好些,希望回答对LZ有帮助

❸ 细晶强化的原理以及金属性能

镁合金具有良好的生物兼容性、最高的比强度和比刚度、优异的工艺性能、较好的耐腐蚀性能、良好的导热、减振及电磁屏蔽性以及原材料丰富、切削加工简单和回收容易等优点。镁合金被认为是制备电器产品壳体、运输工具和航天飞行器零部件最具前途的结构材料。然而,镁合金的强度、塑性和韧性有待进一步提高。快速凝固(RS)技术可有效地细化合金晶粒、减少偏析,从而有望大幅度提高镁合金的力学性能。往复挤压(RE)是一种等体积大塑性变形技术,可以在不改变原始形状下,制备细晶材料。 研究了RE制备超细组织、高强高韧镁合金的强化机理及快速凝固薄带的焊合机制。研究包括的主要内容和获得的主要结论有: 基于RS原理完善了KND-Ⅱ型单辊快速凝固中试系统,在冷却速度介于1.14×10~6 K·s~(-1)~4.12×10~7K·s~(-1)条件下,制备的RS-Mg-Zn-Y合金薄带组织由过饱和α-Mg固溶体和少量在α-Mg晶粒间分布的Z相及其它金属间化合物构成,薄带组织存在微弱的微观偏析。薄带晶粒尺寸小于5μm。 研制了可在普通立式压力机上实现多道次RE装置,并采用该装置对CT及RS状态下的Mg-Zn-Y合金进行了RE。RE可促使RE-n-EX-CT-Mg-Zn-Y合金基体通过破碎和反复动态再结晶细化;晶界网状化合物通过破碎细化,并随材料的流动而发生位置迁移,最终均匀分布在基体上。提高RE道次,组织变得更均匀。RE是一种提高RE-n-EX-CT-Mg-Zn-Y镁合金强度和塑性的有效方法。 RE过程中,每一道次的名义应变速率是0.1503s~(-1)。温度介于300℃~350℃范围RE可以使材料内积累较高的真应变,有利于获得大的Zener-Hollomon参数Z~*值,促进原子扩散及析出相形核和长大;在获得高致密、高机械性能的同时,有利于RS薄带的焊合。 RE后,RE-n-EX-RS-Mg-Zn-Y合金强化相颗粒由三部分组成:第一类是原薄带晶粒内部凝固时的强化相,为~100nm。RE使第一类强化相在组织中分布更均匀,但大小基本不变;第二类是原薄带晶粒界面上的网状化合物经RE破碎形成的不规则颗粒,尺寸为~0.5μm;第三类为RE过程脱溶形成的沉淀相,尺寸一般为70nm左右,弥散分布于α-Mg基体中。RE后RE-n-EX-RS-Mg-Zn-Y合金获得了较高的拉伸强度(RE-n-EX-RS-B1和RE-n-EX-RS-B2合金的拉伸强度大于400MPa)、屈强比(大于0.8,其中RE-n-EX-RS66合金接近1)和伸长率(RE-n-EX-RS66合金的伸长率大于20%)。往复挤压获得高强韧快速凝固Mg-Zn-Y合金的强化机制包括细晶强化、固溶强化、位错强化、沉淀析出和弥散分布强化以及位错间的摩擦阻力强化机制。其中,细晶强化和Orowan强化机制是主要的强化机制。 在100~150℃温度范围,Mg-Zn-Y合金热(线)膨胀系数与制备工艺有关,材料的膨胀系数由大到小顺序为:α_tCT-Mg-Zn-Y>α_tRE-n-EX-CT-Mg-Zn-Y>α_tRE-n-EX-RS-Mg-Zn-Y。RE结合RS可以获得低膨胀系数的Mg-Zn-Y合金。

❹ 镁合金表面处理一般要经过哪几个工序

镁合金表面处理一般要经过以下工序:

1、金属电镀方法:比较常见,同时有打磨后电镀的处理工艺。

2、氧化(上色):铝表面处理氧化的用途分两方面,增强物理特性,可以达到上色目的。

3、擦纹:有叫做拉丝,表现相似于车纹,都是表面形成流畅的连续纹路,不同的是,车纹表现为环状纹路,擦纹表现为直线批花。

4、喷砂:铝表面处理的目的是用来克服和掩盖铝合金在机械加工过程中产生的一些缺陷以及满足客户对产品外观的一些特殊要求。有玻璃砂、钨砂等,呈现不同感觉,类似毛玻璃的粗燥质感,细的砂型同样可以表现出高档的产品。

5、抛光:克服缺陷去毛刺和使表面光亮的作用。

6、车纹:铝表面处理是模具成型后再次加工的处理方式,使用车床加工出纹路,总体表现为极其规律的纹理特征。

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镁合金的发展历程:

2015年,国内汽车用镁合金将达到68kg/辆,而同期我国汽车销量将突破2800万辆,乘用车销量将达到1960万辆,自主品牌汽车企业通过产业兼并、技术研发和市场渠道开拓等因素作用,销量将突破1000万辆。

与此同时,镁合金在医药化工和航空航天工业领域的应用也将得到成长。由于下游终端汽车消费市场的稳步增长,预计2015年,全球镁合金市场为600万吨,年均复合增长率(CAGR)为20%-25%(其中包含了交通工具、3C、航空航天和医药化工领域镁合金的应用)。

此外,作为有色金属合金行业的子行业,镁合金行业在中国制造工业的的升级过程中得到实惠。作为资金、材料密集型行业,原材料价格的稳定和较低水平、铸造件行业的整合集中、技术研发的进步等都将较为有利于镁合金行业的发展,市场较为看好。

❺ 镁合金系列

1、电弧炉一步法冶炼稀土硅铁镁合金的工艺方法
2、铝、镁合金的固溶或均匀化热处理方法
3、镁合金的表面处理方法
4、镁合金加工专用模具组
5、镁合金在喷灌设备上的应用
6、镁合金在制做合金门窗及其型材方面的应用
7、耐热阻燃压铸镁合金及其熔炼铸造工艺
8、镁合金锻造成型新工艺
9、镁合金的熔炼方法
10、含有铝的镁合金用化成处理液、高耐蚀性表面处理镁合金制品及其制造方法
11、高耐腐蚀性表面处理镁合金制品及其制造方法
12、铝镁合金电缆桥架型材
13、铝镁合金电缆桥架
14、披覆有色彩薄膜的镁合金产品
15、铝镁合金电缆桥架型材
16、笔记本电脑铝镁合金外壳碳纤维的补强制法
17、高强度镁合金及其制备方法
18、镁合金专用水平连铸机
19、一种镁合金生产工艺
20、一种镁合金熔炼阻燃保护的方法
21、镁合金表面处理工艺
22、镁合金表面处理方法
23、镁合金的表面处理方法及镁合金构件
24、镁及镁合金环保型阳极氧化电解液及其应用
25、一种用于制备镁合金锭料的方法
26、一种镁合金粒的制备方法及其产品
27、镁合金薄壁铸造的压铸方法
28、含mg2si强化相镁合金的组织细化熔铸工艺
29、汽车用多元耐热镁合金及其熔铸工艺
30、一种制备超细晶粒组织变形镁合金的方法
31、低成本耐热镁合金
32、镁合金凝固过程表面合金化工艺
33、模铸镁合金
34、低热裂倾向性固溶强化高强度铸造镁合金
35、低热裂倾向性高强度压铸镁合金
36、镁合金成形品及其制造方法
37、用湿式喷砂机处理镁合金表面的方法
38、镁合金精炼剂及生产方法
39、镁合金成形品的涂覆结构及涂覆方法、以及该涂覆结构作为外包装部件的应用
40、镁合金屑专用铣床
41、一种电磁泵充型的镁合金低压铸造系统
42、镁合金屑数控专用铣床
43、大跨距铝镁合金桥架型材
44、铝镁合金防腐涂层
45、下流式高纯度镁和镁合金熔炼坩锅
46、压流式高纯度镁和镁合金熔炼坩锅
47、通过加钙-镁合金从熔融铅中除去铋的方法
48、基于酰胺的防冻剂浓缩物以及用于保护镁和镁合金的含这些浓缩物的冷却剂组合物
49、镁和/或镁合金制部件的制造方法
50、镁合金压铸机熔炉结构
51、无助熔镁合金废料回收炉结构及其回收系统
52、用于镁合金的化学转化试剂、表面处理方法和镁合金基质
53、抗蠕变镁合金
54、镁合金散热器片及其制造方法
55、镁合金安全气囊方向盘骨架
56、一种含nd-sr铸造镁合金及其制备方法
57、一种用于镁合金的复合阻燃变质工艺
58、镁合金表面多元复合氧化物膜的氧化处理方法
59、镁合金消失模铸造阻燃涂料及其制备方法
60、锌铝铜镁合金丝
61、镁合金表面复合陶瓷质膜和生成方法
62、废镁合金真空回收工艺及设备
63、镁合金固态冲压成型工艺方法
64、炉内加热固态扩散镁或镁合金制品表面合金化方法
65、一种新型耐蚀锌基稀土铝镁合金负极材料
66、镁合金安全帽或头盔及其制备方法
67、具有高耐蚀性的镁合金和镁合金元件
68、一种倾转式镁合金熔炼炉浇注装置
69、高延展性镁合金材料的制造方法
70、镁合金无铬化学转化膜制备方法及所用成膜溶液
71、强韧阻燃镁合金
72、用镁及镁合金造粒的方法
73、一种镁合金的制备方法
74、镁合金轮毂压力铸造装置及其方法
75、一种铸造轮毂的镁合金及其熔炼与成型方法
76、一种镁合金用细化剂及其制备方法
77、镁合金金属型铸造涂料及制备方法
78、镁合金除铁熔剂及其生产方法
79、镁合金熔炼炉
80、镁合金废旧料再生工艺
81、镁合金超声波阳极氧化方法
82、铜镁合金绞线的制造方法
83、高镁合金包芯线的芯剂及芯线的制作工艺
84、流动性优异的镁合金及其材料
85、热轧用镁合金板的制造方法及镁合金的热轧方法
86、镁合金板材加工方法及专用装置
87、镁合金上化学镀镍的方法
88、镁合金专用泡沫陶瓷过滤器制备方法
89、镁合金表面均匀聚苯胺薄膜的制备方法
90、大型重熔镁及镁合金产品防止收缩裂纹的方法
91、镁合金除硅熔剂及生产方法
92、镁合金型材毛坯、其连续铸造方法及连续铸造装置
93、一种镁及镁合金锭的浇注方法
94、用于摩托车发动机上的镁合金左后盖
95、除涂层的方法、制备再生镁合金的方法和再生涂料的方法
96、用于摩托车发动机上的镁合金左前盖
97、用于摩托车发动机上的镁合金右曲轴箱盖
98、镁合金板材热冲压装置
99、一种镁及镁合金锭的浇注设备
100、卧式冷室镁合金压铸机
101、防氧化的镁合金低压铸造机
102、镁合金连续铸造机 .
103、镁合金
104、阳极化镁和镁合金的方法及在阳极化的表面上产生导电层的方法
105、镁和或镁合金的表面处理方法及镁和或镁合金制品
106、阳极化的镁或镁合金活塞及其生产方法
107、一种镁合金制品表面改性方法
108、镁合金汽车轮毂铸挤复合成形方法
109、一种新型耐蚀锌基稀土铝镁合金负极材料
110、具有改进的铸造性能的抗蠕变镁合金
111、一种镁合金手机前外壳
112、一种用于镁合金熔炼的坩埚及其制备工艺
113、一种镁合金轮毂的制造方法
114、一种手机机芯镁合金屏蔽罩
115、镁合金光亮浸蚀剂
116、镁合金丝连续挤压方法
117、耐热稀土镁合金
118、耐热轻金属镁合金
119、用于光磁记录器材的铝镁合金涂膜工艺
120、一种含稀土的镁铝锌合金及其制备方法
121、含稀土镁合金精炼用熔剂
122、用于镁合金板材生产的镁合金双辊连续铸造系统
123、一种镁合金熔炼保护气体的合成方法及装置
124、种镁合金废料再生设备
125、制造镁合金产品的方法
126、一种用于镁合金熔炼保护的在线混合供气设备
127、镁合金零件的无铬表面处理方法
128、一种用于反应生成镁合金保护气体的混合物
129、一种含稀土高锌镁合金及其制备方法
130、新型抗高温蠕变压铸镁合金
131、双相颗粒混杂增强镁合金基复合材料的制备方法
132、铸造熔炼镁合金的净化方法及吹气装置
133、高锌铝稀土镁合金
134、镁铝系镁合金晶粒细化复合熔剂及其制备方法
135、镁合金稀土化合物熔剂及其生产方法
136、镁合金硼化物除铁熔剂及其生产方法
137、一种镁合金屑的制备方法及其产品
138、镁合金不等径弯道挤压-剪切诱导等温球晶化半固态坯复合制备方法
139、一种镁合金粒的制备方法及其产品
140、镁合金电磁低温半连续铸造方法
141、镁合金超低温铸造制取半固态浆方法
142、镁合金激光-tig焊接方法
143、粗镁精炼、合金化及连续铸造熔炼镁合金的方法
144、一种高塑性镁合金带材的制造方法
145、一种镁合金自行车车架的生产方法
146、镁合金表面热压敷膜防腐处理的方法
147、准晶增强快速凝固高强度变形镁合金的制备方法
148、镁合金表面合金化固体处理剂
149、镁合金铸件表面抗腐蚀处理技术
150、mg-zn-al基镁合金及其熔炼方法
151、镁合金整体圆筒挤冲技术
152、镁合金锆化合物除硅熔剂及其生产方法
153、镁合金板的改质方法以及镁合金板
154、镁和镁合金熔融体净化用泡沫陶瓷
155、一种镁合金表面化学清洗工艺方法及清洗液
156、消失模铸造镁合金及其熔炼方法
157、高效高镁合金包芯线的制造工艺
158、一种在镁合金表面阴、阳双极微弧电沉积陶瓷层的方法
159、高流动性消失模铸造镁合金及其熔炼方法
160、去除镁合金材料上的涂层的方法
161、一种镁合金熔炼保护气体的合成装置
162、一种机动车用的铝镁合金燃油箱
163、通用发电机镁合金支架
164、一种用于镁合金熔炼保护的在线混合供气设备
165、通用发电机镁合金箱盖
166、一种镁合金自行车车架
167、一种手机机芯镁合金屏蔽罩
168、带保护层的镁合金金属眼镜框架
169、铸造熔炼镁合金的净化吹气装置
170、脚踏车镁合金轮圈的制动轮面构造
171、镁合金板及其制造方法
172、有机铝配合物的生产方法及其用于生产铝-镁合金电化学沉积用电解质溶液的用途
173、表面具有导电性阳极氧化被膜的镁或镁合金制品及其制造方法
174、消失模铸造镁铝系镁合金复合变质处理方法
175、含硅的高锌镁合金及其制备工艺
176、镁合金液搅拌精炼器
177、铸造阻燃镁合金
178、纳米铝镁合金工艺品的制作方法
179、纳米铝镁合金仿木纹家具的制作方法
180、采用铝镁合金制备复合铁粉降解水中含卤有机物
181、变形镁及镁合金板材的轧制加工方法
182、耐蚀性好的锌铝镁合金镀层钢材生产方法及锌铝镁合金镀层钢材
183、一种镁合金丝拉拔方法
184、触变成型用镁合金坯料的制造方法
185、镁合金变速器箱体压铸模具
186、纳米铝镁合金铝艺门
187、压铸机用步进式镁合金定量送料装置
188、镁、镁合金的表面活化处理方法及表面镀方法
189、一种镁合金丝拉拔装置
190、镁合金化学镀镍溶液及其施镀方法
191、镁合金熔模精密铸造模壳的制备工艺
192、镁合金磷化溶液及其磷化工艺
193、专用于镁合金熔炼的坩埚
194、镁合金用复合坩埚材料的制备方法
195、镁合金玻璃体覆盖熔剂及其生产方法
196、ti细化mg-al-ca抗蠕变镁合金及其熔铸工艺
197、镁及镁合金化学镀镀液配方
198、镁及镁合金复合保护阻燃覆盖熔剂及其生产方法
199、高强度高塑性mg-al基镁合金
200、镁及镁合金化学镀镀液配方
201、镁及镁合金高耐蚀性复合镀层及其制备工艺
202、镁合金激光表面强化修复方法
203、铝合金、镁合金低频电磁场水平连续铸造工艺与设备
204、镁合金表面活化工艺
205、用于镁合金工件表面处理的方法
206、镁合金真空压力铸造机
207、镁合金试棒简易拉伸蠕变试验方法
208、镁合金成型制品的铝锌系表面耐蚀涂层结构及其制备工艺
209、镁合金复合成形方法
210、镁合金薄板气胀成型的方法
211、镁及镁合金氟聚合物协合涂层处理工艺
212、一种提高镁合金耐蚀性的复合处理方法
213、制造超塑成型及扩散连接的镁合金制品的方法
214、镁合金硫酸镍主盐镀液及其化学镀工艺
215、高强度变形镁合金
216、镁合金无氰镀铜化学镀镍与电镀工艺
217、电缆编织屏蔽用铝镁合金丝及其生产方法
218、采用二氟甲烷为保护气氛的镁合金熔炼方法
219、采用1,1-二氟乙烷为保护气氛的镁合金熔炼方法
220、具有优良的耐热性、铸造性的低成本的铸造用耐热镁合金
221、一种镁合金及其复合材料的制备工艺
222、镁合金零件表面有机填充剂及其使用工艺
223、镁合金贫液半固态冲击挤压成形技术
224、高强变形镁合金制备工艺
225、镁合金的压铸方法及其金属制品
226、廉价的含ca高强耐热变形镁合金
227、用于镁合金的抗腐蚀、无铬酸盐转化涂层
228、一种含稀土钇的高塑性镁合金
229、一种废镁合金的回收方法
230、镁合金表面sic+al堆焊方法
231、一种含锂镁合金材料及其制备方法
232、变形镁合金薄板带连续铸轧的工艺方法
233、镁合金压铸机
234、锌铝铜镁合金丝的制备方法
235、一种镁合金热处理实验用井式电阻炉炉体
236、通用发电机镁合金框架
237、一种具有铝锌系表面耐蚀涂层的汽车摩托车镁合金轮毂
238、镁合金熔炼炉
239、镁合金薄板真空扩散焊接方法
240、镁或镁合金重熔的熔解坩埚
241、耐热抗蠕变镁合金及其制造方法
242、原位合成准晶及其近似相增强高性能耐热镁合金
243、az61镁合金半固态坯料的制备方法
244、一种镁合金表面防护层的喷涂的工艺
245、一种镁合金表面处理方法
246、一种铝镁稀土合金
247、镁合金石膏型熔模铸造工艺
248、稀土铝镁合金粉的制备方法
249、氯化物电解共析法制取铈镁合金
250、耐热镁合金
251、抗蠕变耐腐蚀镁合金
252、含铍的镁合金和该合金的半固态制造方法及该合金的制品
253、耐热镁合金成形部件、用于成形的耐热镁合金及其成形方法
254、镁或镁合金的水平直接式冷硬铸造的装置、结晶器的方法
255、具有优越高温性能和模铸性的镁合金
256、铝-镁合金板或挤压件
257、镁合金成型制品及其制造方法
258、镁基复合材料或镁合金基复合材料的生产方法
259、一种铝镁合金屑的制备方法及其产品
260、镁合金构件及其应用
261、塑性变形阻燃镁合金及其熔炼和塑性变形工艺
262、铸造阻燃镁合金及其熔炼和铸造工艺
263、镁合金化学改性皮膜的非铬系处理的方法和配方
264、压铸阻燃镁合金及其熔炼和压铸工艺
265、镁合金的压铸方法及压铸制品
266、镁合金锻造材料和锻造构件以及制造锻造构件的方法
267、特别适用于汽车应用的、新的可焊、耐腐蚀、高镁含量的铝-镁合金
268、镁合金保健保温杯
269、特别适用于交通运输的、可焊、耐腐蚀铝-镁合金
270、特别适用于航空应用的、新的可焊、耐腐蚀、高镁含量的铝-镁合金
271、镁或镁合金的表面处理制品,表面预处理方法和涂装方法

❻ 晶粒细化的变质处理

变质处理是向金属液中添加少量活性物质,促进液体金属内部生核或改变晶体成长过程的一种方法,生产中常用的变质剂有形核变质剂和吸附变质剂。 形核变质剂的作用机理是向铝熔体中加入一些能够产生非自发晶核的物质,使其在凝固过程中通过异质形核而达到细化晶粒的目的。
对形核变质剂的要求
要求所加入的变质剂或其与铝反应生成的化合物具有以下特点:晶格结构和晶格常数与被变质熔体相适应;稳定;熔点高;在铝熔体中分散度高,能均匀分布在熔体中;不污染铝合金熔体。
形核变质剂的种类
变形铝合金一般选含Ti、Zr、B、C等元素的化合物作晶粒细化剂,其化合物特征见表1。 表1 铝熔体中常用细化质点特征 名称 密度/g/cm³ 熔点/℃ TiAl3 3.11 1337 TiB2 3.2 2920 TiC 3.4 3147 Al-Ti是传统的晶粒细化剂,Ti在Al中包晶反应生成TiAl3,TiAl3与液态金属接触的(001)和(011)面是铝凝固时的有效形核基面,增加了形核率,从而使结晶组织细化。
Al-Ti-B是目前国内公认的最有效的细化剂之一。Al-Ti-B与Re、Sr等元素共同作用,其细化效果更佳。
在实际生产条件下,受各种因素影响,TiB2质点易聚集成块,尤其在加入时由于熔体局部温度降低,导致加入点附近变得黏稠,流动性差,使TiB2质点更易聚集形成夹杂,影响净化、细化效果;TiB2质点除本身易偏析聚集外,还易与氧化膜或熔体中存在的盐类结合造成夹杂;7系合金中的Zr、Cr、V元素还可以使TiB2失去细化作用,造成粗晶组织。
由于Al-Ti-B存在以上不足,于是人们寻求更为有效的变质剂。不少厂家正致力于Al-Ti-C变质剂的研究。
变质剂的加入方式
1. 以化合物形式加入,如K2TiF6、KBF4、KZrF6、TiCl4、BCl3等。经过化学反应,被置换出来的Ti、Zr、B等,再重新化合而形成非自发晶核。这些方法虽然简单,但效果不理想。反应中生成的浮渣影响熔体质量,同时再次生成的TiCl3、KB2、ZrAl3等质点易聚集,影响细化效果。
2. 以中间合金形式加入。当前工业用细化剂大多以中间合金形式加入,如Al-Ti、Al-Ti-B、Al-Ti-C、Al-Ti-B-Sr、Al-Ti-B-RE等。中间合金做成块状或线状。
影响细化效果的因素
1. 细化剂的种类。细化剂不同,细化效果也不同。实践证明,Al-Ti-B比Al-Ti更为有效。
2. 细化剂的用量。一般来说,细化剂加入越多,细化效果越好。但细化剂加入过多易使熔体中金属间化合物增多并聚集,影响熔体质量。因此在满足晶粒度的前提下,杂质元素加入的越少越好。从包晶反应的观点出发,为了细化晶粒,Ti的添加量应大于0.15%,但在实际变形铝合金中,其他组元(如Fe)以及自然夹杂物(如Al2O3)亦参与了形成晶核的作用,一般只加入0.01%-0.06%便足够了。
熔体中B含量与Ti含量有关。要求B与Ti形成TiB2后熔体中有过剩Ti存在。
在使用Al-Ti-B作为晶粒细化剂时,500个TiB2粒子中有一个使α-Al成核,TiC的形核率是TiB2的100倍,因此一般将加入TiC质点数量定为TiB2质点数量的50%以下,粒子越少,每个粒子的形核机会就越高,同时也防止粒子碰撞、聚集和沉淀。此外,TiC质量分数0.001%-0.01%,晶粒细化就相当有效。
3. 细化剂质量。细化质点的尺寸、形状和分布是影响细化效果的重要因素。质点尺寸小,比表面积小(以点状、球状最佳),在熔体中弥散分布,则细化效果好。以TiAl3为例,块状TiAl3比针状TiAl3细化效果好,这是因为块状TiAl3有三个面面向熔体,形核率高。
4. 细化剂添加时机。TiAl3质点在加入熔体后10min效果最好,40min后细化效果衰退。TiB2质点的聚集倾向随时间的延长而加大,TiC质点随时间延长易分解。因此,细化剂最好在铸造前在线加入。
5. 细化剂加入时熔体温度。随着温度的提高,TiAl3逐渐溶解,细化效果降低。 吸附变质剂的特点是熔点低,能显着降低合金的液相线温度,原子半径大,在合金中固溶量小,在晶体生长时富集在相界面上,阻碍晶体长大,又能形成较大的成分过冷,使晶体分枝形成细的缩颈而易于熔断,促进晶体的游离和晶核的增加。其缺点是由于存在于枝晶和晶界间,常引起热脆。吸附性变质剂常有以下几种。
含钠的变质剂
钠是变质共晶硅最有效的变质剂,生产中可以钠盐或纯金属形式加入(但以纯金属形式加入时可能分布不均,生产中很少采用)。钠混合盐组成为NaF、NaCl、Na3AlF6等,变质过程中只有NaF起作用,其反应如下:
6NaF+Al→Na3AlF6+3Na
加入混合盐的目的,一方面是降低混合物的熔点(NaF熔点992℃),提高变质速度和效果,另一方面对熔体中钠进行熔剂化保护,防止钠的烧损。熔体中钠质量分数一般控制在0.01%-0.014%,考虑到实际生产条件下不是所有的NaF都参与反应,因此计算时钠的质量分数可适当提高,但一般不应超过0.02%。
使用钠盐变质时,存在以下缺点:钠含量不易控制,量少易出现变质不足,量多可能出现过变质(恶化合金性能,夹杂倾向大,严重时恶化铸锭组织);钠变质有效时间短,要加保护性措施(如合金化保护、熔剂保护等);变质后炉内残余钠对随后生产合金的影响很大,造成熔体黏度大,增加合金的裂纹和拉裂倾向,尤其对高镁合金的钠脆影响更大;NaF有毒,影响操作者健康。
含锶变质剂
含锶变质剂有锶盐和中间合金两种。锶盐的变质效果受熔体温度和铸造时间影响大,应用很少。目前国内应用较多的是Al-Sr中间合金。与钠盐变质剂相比,锶变质剂无毒,具有长效性,它不仅细化初晶硅,还有细化共晶硅团的作用,对炉子污染小。但使用含锶变质剂时,锶烧损大,要加含锶盐类熔剂保护,同时合金加入锶后吸气倾向增加,易造成最终制品气孔缺陷。
锶的加入量受下面各因素影响很大:熔剂化保护程度好,锶烧损小,锶的加入量少;铸件规格小,锶的加入量少;铸造时间短,锶烧损小,加入量少;冷却速度大,锶的加入量少。生产中锶的加入量应由试验确定。
其他变质剂
钡对共晶硅具有良好的变质作用,且变质工艺简单、成本低,但对厚壁件变质效果不好。
锑对Al-Si合金也有较好的变质效果,但对缓冷的厚壁铸件变质效果不明显。此外,对部分变形铝合金而言,锑是有害杂质,须严加控制。
最近的研究发现,不只晶粒度影响铸锭的质量和力学性能,枝晶的细化程度及枝晶间的疏松、偏析、夹杂对铸锭质量也有很大影响。枝晶的细化程度主要取决于凝固前沿的过冷,这种过冷与铸造结晶速度有关。靠近结晶前沿区域的过冷度越大,结晶前沿越窄,晶粒内部结构就越小。在结晶速度相同的情况下,枝晶细化程度可采用吸附性变质剂加以改变,形核变质剂对晶粒内部结构没有直接影响。 金属 变质剂一般用量/% 加入方式 效果 附注 1系合金 0.01-0.05Ti Al-Ti合金 好 晶核TiAl3或Ti的偏析吸附细化晶粒 0.01-0.03Ti+0.003-0.01B Al-Ti-B合金或K2TiF6+KBF4 晶核TiAl3或TiB2、(Ti,Al)B2,质量分数之比B:Ti=1:2效果好 3系合金 0.45-0.6Fe Al-Fe合金 较好 晶核(FeMn)4Al6 0.01-0.05Ti Al-Ti合金 晶核TiAl3 含Fe、Ni、Cr的铝合金 0.2-0.5Mg 纯镁 细化金属化合物初晶 0.01-0.05Na或Li Na或NaF、LiF 5系合金 0.01-0.05Zr或Mn、Cr Al-Zr合金或锆盐、Al-Mn、Cr合金 好 晶核ZrAl3,用于高镁合金 0.1-0.2Ti+0.02Be Al-Ti-Be合金 晶核TiAl3或TiAlx,用于高镁合金 0.1-0.2Ti+0.15C Al-Ti合金或碳粉 晶核TiAl3或TiAlx、TiC,用于各种Al-Mg系合金 需变质的4系合金 0.005-0.01Na 纯钠或钠盐 好 主要是钠的偏析吸附细化共晶硅,并改变其形貌;常用67%NaF+33%NaCl,变质时间少于25min 0.01-0.05P 磷粉或P-Cu合金 晶核Cu2P,细化初晶硅 0.1-0.5Sr或Te、Sb 锶盐或纯碲、锑 较好 Sr、Te、Sb阻碍晶体长大 6系合金 0.15-0.2Ti Al-Ti合金 好 晶核TiAl3或TiAlx 0.1-0.2Ti+0.02B Al-Ti、Al-B合金或Al-Ti-B合金 晶核TiAl3或TiB2、(Al,Ti)B2

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