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1、广东南海中南铝合金轮毂有限公司潘增源3杜士良摘要锶在 A l2S i2M g 合金液中有强烈的吸气性和特殊的减耗过程, 在批量生产过程中应特别注意锶的加入方法和加入量。 关键词: 锶变质铝合金吸气性减耗过程Ga s-A bsorp t ion Proper t ie s an d D ecrea s in g Rule of Stron t ium in A l- S i-M g A lloyPan Zhen gyan D u Sh il ian g (Guan gdon g Nan ha i Zhon gnan A llum in ium W hee l Co. L td)A BSTRACT
2、 In th is p ap e r, T h e re a re st ro n g ga s2ab so rp t io n p rop e r t ie s an d sp ec ia l dec rea sin g co n sum p 2 t io n p ro ce ss o f st ro n t ium in S r M o d if ied A l2S i2M g liqu id a llo y. In th e b a tch p ro du c t io n p ro ce ss, sp ec ia l a t ten t io n sho lu d b e p a id
3、 fo r S r add t io n m e tho d an d qu an t ity in liqu id a llo y.Key W ord s: Sr-M od if ied A l A lloy , Ga s-A bsorp t ion , D ecrea s in g Con sum p t ion Proce ss of Sr in A lloy近年来, 锶作为钠的代用元素, 已越来越广泛地被有色铸造界接受和注目, 我国得天独厚的锶资源优势更 促使了国内人士对锶应用的开发和研究, 多年的实践,使广大有色铸造工作者尝到了锶对合金中 “初晶硅形 变” 和 “细化” 的甜头, 为
4、此, 它已作为一种 “最佳变质手 段” 广泛出现在我国铸造行业中, 锶的生产厂也从全国 各地蜂涌而出。一个可能引起产生针孔的工序因素。 针对以前有人报道 锶容易吸气的观点与锑变质比较, 做了对比试验。 111试验方法和过程 (全部在大量生产条件下采样)11111试验设备 硅碳棒辐射式保温炉、 直读光谱仪、 减压凝固装置、 天秤 (规格为 D GT 160)。11112试验条件 环境温度: 30 36 环境湿度: 83% 89% (相对湿度)11113取样方法铝液在中频炉中熔化至750 后倒入转运包, 在转 运包内采用氩气作为载体的 FDU 法精炼12 m in , 倒入 保温炉, 保温炉温度控
5、制在710 730 , 然后对保温炉内的铝液进行取样分析。11114含 H + 量的测定含 H + 量的测定采用真空密度法 ( 间接测氢法。 如 试样密度大, 铝液中氢含量少; 如试样密度小, 则铝液中锶的吸气现象我厂地处高湿度地区, 全年平均相对湿度在80% 以 上, 最高湿度达100% , 而且持续4个多月。 而我厂的铝合 金车轮产品不仅是整车的安全零件, 也是整车的装饰零 件, 加工表面绝对不允许有针孔。 所以, 对合金液中 H + 的去除效果要求极高, 虽使用了最先进的 “惰性气体旋 转气泡精炼法”, 但稍有疏忽仍难避免产品出现针孔的 问题。 鉴于车轮装饰外观的特殊要求, 我们分析了每
6、1潘增源, 广东南海 ( 528247)收稿日期: 1997- 06- 18烧焊连接而成的形式。结束语65 浇注效果511 采用熔模石膏型铸造的观音面部、 手部经清理、 检 验发现, 除了2 4处出现 3 5 mm 冷隔、2处局部出现 “胀箱” 使铸件壁厚增厚外, 其它如铸件表面光洁度、 变 形度等均达预期效果。512 蜡模湿砂型及分铸出来的铸件, 壁厚均匀度、 光洁 度等各项指标均到达令人满意的效果。我厂于1993年初承造该巨型铸铜观音, 完成铸件时 间为10个月; 1994年7月完成拼焊、 安装、 打磨; 8月完成 整体贴金箔、 封闭; 10月23日进行隆重开光典礼, 受到了 佛教界、 港
7、、 澳同胞及国内各界人士的高度评价。 实践证明: 该巨型铜像所采用的铸造方法, 较之目 前大型艺术铸件普遍采用的树脂砂造型方法成本低、 工 艺简单, 在满足铸件的质量要求的同时又能满足艺术造型效果的要求。(编辑: 张振斌)46氢含量多) , 如图1, 铝液试样在负压0. 96 M P a 的真空度 下凝固3 m in 后得到, 然后测量其密度, 密度测量采用 浮力法, 即112试验结果分析( 1) 从图2可以看出, 铝液中初始锶含量的多少对 铝液吸氢有很大影响, 初始锶含量越高, 铝液吸氢倾向 越严重, 在环境湿度较高而又不可控的情况下, 为保证 铝 液 质 量, 需 控 制 锶 的 含 量,
8、 一 般 控 制 在 0. 01% 0. 02% 范围内, 而且铝液在保温炉内保温时间最好不超过4 h , 这样, 既能保证锶变质效果而又能减少铝液吸 氢。(2) 从图3可以看出, 铝液经锶变质后, 铝液中的含 气量随铝液保温时间的增加而增加, 当铝液中锶含量低 于0. 005% 时, 即变质作用失效后, 铝液中含氢量会有减 少的趋势。( 3) 从图4中可以看出, 锑变质的铝液随保温时间 的延长铝液吸氢倾向不明显。M 空 水=M 空 - M 水式中 铝液密度, g/cm 3M 空 试样在空气中的质量, gM 水 试样在水中的质量, g水 水的密度, g/cm 3锶在铝液中的减耗虽然锶不像钠那样
9、活泼而 “亲和” 其它元素, 以至可 以起到钠达不到的长效变质效果, 但实践证明锶在铝液 中同样受各种因素的影响而减耗。 如果把握不住它的减 耗规律, 将直接关系到大批量生产中产品的性能差异。211不同的初始锶含量铝合金液中锶的减耗规律 我 们 对 初 始 锶 含 量 分 别 为 0. 045% , 0. 035% ,0. 024% , 0. 015% 的 A lS i7 M g 铝液在710 730 的保 温炉内保温进行取样分析, 发现减耗规律如图3。2图1 真空密度法测氢11115不同的初始锶含量的铝液中氢含量随保温时间 的变化情况 测定数据制成的变化曲线如图2。图2 锶对铝液中氢含量的影
10、响11116保温铝液中锶的损耗对铝液中含氢量的影响我们对初始锶含量为0. 025% 的铝液进行24 h 保温, 每隔2 h 对保温铝液进行一次锶含量和氢含量的测 定。 测得数据如表1。 表1 锶的损耗对铝液中含氢量的影响图3 不同的初始锶含量铝液中锶的减耗规律 从图3可知, 铝液中初始锶含量越高, 保温初 期锶的减耗速度越快, 在保温2 h 后, 锶的减耗速 度明显减少, 到保温8 12 h 后, 不同的初始锶含 量铝液, 锶减耗后铝液中残余的锶含量基本相等。 不同保温温度锶的减耗规律不 同 铝 液 温 度 条 件 下 , 添 加 同 等 量 的A l210% S r保温时间/h0481216
11、202224S r 含量/% 真空测氢密度/gcm - 30. 025 0. 018 0. 013 0. 009 0. 007 0. 004 0. 003 0. 0022. 53 2. 39 2. 22 2. 15 2. 15 2. 35 2. 43 2. 5111117锑 ( Sb ) 变质铝液的含氢量随铝液保温时间的 变化情况我们对初始锑含量为0. 33% 的 A lS i7 M g 合金液每 隔2 h 进行一次锑含量和氢含量测定, 测定数据如表2。212中间合金, 在不同的保温温度下锶的减耗规律。我们在720 , 770 , 820 的保温铝液中加入等 量的 A l210% S r 中间
12、合金。 当铝液温度在720 条件下加入 A l210% S r 中间 合金, 铝液中的锶含量随着保温时间增加很快下降, 经1 47表2锑变质对铝液氢含量的影响保温时间/h024681012 Sb 含量/% 真空测氢密度/gmm - 30. 33 0. 31 0. 28 0. 27 0. 25 0. 24 0. 21 2. 63 2. 62 2. 60 2. 59 2. 57 5. 57 2. 56h 后减耗速率降低, 并逐步稳定, 2 h 后测定锶的总减耗 量为33% 。 当铝液温度在770 条件下加 A l210% S r 合 金, 经 1 h 后, 锶含量也同样很快 下 降, 但 减 耗
13、速 度 略 低, 然 后 逐 步 稳 定, 经 2 h 后 测 得 含 锶 量 总 减 耗 量 为25% 。 当铝液在820 时加入 A l210% S r 合金, 其含锶 量随着时间虽也同样呈现急速下降, 后呈稳定状态, 但 总的减耗趋势要比前两种情况缓慢, 经2 h 后测出含锶 量的总减耗值为11% 。 213 试验结果分析( 1) 高温加入锶的减耗比率要比低温加入锶的减 耗比率小, 违反一般经验的规律。 同时也可推测, 锶在铝 液中的减耗并不是由 “烧损” 造成的, 这一点不符合通常 的认识。 (2) 锶的减耗主要是由于氧化, 减耗过程在铝液表 面进行, 它受到表面氧化膜状态的极大影响,
14、 当铝液表 面的氧化膜不健全时, 锶的减耗速度快。 当铝液表面的 氧化膜健全后, 锶的减耗速度会变慢。 另外由于铝液表面的锶氧化, 使铝液中的锶会向液面扩散, 当铝液中锶含量较高时, 这种扩散速度会加快, 所以初始锶含量越 高, 锶的减耗也就越快。结论(1) 锶 在 A l2S i2M g 合 金 中 的 吸 氢 主 要 是 锶 易 与 H + 结合, 当铝液刚除气后, H + 虽然减少, 但是铝液中的 锶不稳定, 在环境湿度较高的条件下, H + 容易进入铝液 中。 当锶量减耗到一定程度后, 锶与 H + 的化合物从铝 液中分离开来, 从而使铝液的氢含量减少。(2) 铝液中需加入锶时, 高温加入比低温加入锶的 减耗程度小。(3) 为获得健全的铸件, 特别对加工后表面针孔有 严格要求的产品, 应控制铝液中锶的含量和铝液精炼后 的保温时间。3(编辑:陈渭臣)48
