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鋁合金熔體過濾淨化技術

新聞資訊 / NEWS

鋁合金熔體過濾淨化技術

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金屬中的夾雜物、氣體對材料的強度疲勞抗力、耐腐蝕性、應力腐蝕開裂性能等均有重大影響。有效地控制熔體的氧化夾雜物,以提高鑄棒和軋闆的質量已成為各國冶金、鑄造及材料丁業共同追求的目标。目前廣泛采用過濾淨化方法去除鋁合金熔體中的夾雜物。

  1 鋁合金中夾雜物的形成

  鋁合金中的夾雜物一部分直接來自爐料,而大部分則是在熔煉和澆注過程中所形成的,主要是氧化物夾雜。在鑄造前的所有夾雜物稱為一次氧化夾雜,根據尺寸大小可分為兩類:一類是宏觀組織中分布不均勻的大塊夾雜物,它使合金組織不連續,降低鑄件的緻密性,成為腐蝕的根源和裂紋源,從而明顯降低合金的強度和塑性;另一類是細小的

彌散夾雜,這類夾雜物經過精煉也不能完全去除,它使金屬熔體粘度增大,降低凝固時鋁液的補縮能力。二次氧化夾雜物主要是在澆注過程中形成的,在澆注時,鋁液和空氣接觸,氧與鋁作用形成氧化夾雜物。鋁合金在熔煉過程中與爐氣中各種成分接觸,生成AL2O3等化合物。鋁液中的Al2O3會增加鋁合餘熔體的氫含量,所以,鋁液中的AL2O3(含量對鋁鑄件中氣孔的形成有很大的影響。

  2 過濾淨化方法

  泡沫陶瓷過濾技術于20世紀70年代問世,在美國、加拿大、日本、法國、澳大利亞、瑞士等同家迅速得到廣泛應用。采用泡沫陶瓷過濾闆過濾口前是清除鋁熔體中夾雜的最有效方法。

  近年來,國内外還研究廠一些淨化鋁液的新技術,如真空動态處理、超聲波連續去氣淨化和剛玉質陶瓷過濾器,收到了很好的效果。但這些工藝方法較為複雜,成本很高,難以在上業牛産中大量推廣。至于金屬過濾網、纖維布過濾,隻能除去鋁合金熔體中的大塊夾雜,但對微米級以下的夾雜無法去除,而且金屬濾網還會污染鋁合金。采用泡沫陶瓷過濾闆,能濾除細小夾雜物,顯著提高鑄件的力學性能和外觀質量。

  3過濾原理

  泡沫陶瓷過濾闆具有多層網絡、多維通孔,孔與孔之間連通。過濾時,鋁液攜帶夾雜物沿曲折的通道和孔隙流動,與過濾闆泡沫狀骨架接觸時受到直接攔截、吸附、沉積等作用。當熔體在孔洞中流動時,過濾闆通道是彎曲的,流經通道的熔體改變流動方向,其中的夾雜物與孔壁砧撞而牢固的粘附在孔壁上。

  4 過濾闆的使用和選擇

  泡沫陶瓷過濾闆安裝在爐口與分流盤之間的過濾箱裡,過濾箱由“中耐五号”耐火材料制成,它能經過于行次激冷激熱而不開裂,打着強度高、保溫性能好等優點,是目前制作過濾箱、流槽等最好的材料過濾箱離分流盤越近越好,原因是這樣能縮短鋁液過濾後的流動距離而減少或避免氧化物的再次産生。鋁液從爐口流出經過過濾箱,再通過流槽流八分流盤。過濾裝置起動時,熔體過濾前後的落差約50mm,随着過濾時間的延長,過濾闆表面和孔壁上夾雜物增加、過濾流量減小、前後蔣差增加,至鑄造結束時,落差增加至60—120n皿。選擇過濾闆必須根據鋁液流量而定,其次,應考慮熔體的清潔度、夾雜物最高含量和熔體總通過量

  過濾闆的過濾效果主要山它的尺寸和孔隙度來保證,過濾闆的孔隙越大,除渣效果越差,對于要求很嚴格的鋁鑄件,應選擇孔隙小的過濾闆。如選用40~45孔/英寸(1 7707L/m)的過濾闆。

  5 過濾裝置的設計

  設計過濾裝置時,應根據被選過掂闆的規格,以及考慮爐口、分流盤的落差,必須保證過濾闆在熔體鑄造時浸沒在鋁液内。此外,還必須考慮到安裝和拆卸很安全方便,在熔體鑄造完後能把過濾箱内的鋁液全部流完

  6 過濾效果

  實踐證明,泡沫陶瓷過濾闆是目前除去名熔體中的氧化夾雜的最有效工具。一般的纖維過濾隻能除去大塊夾雜,而泡沫陶瓷過濾闆可同時濾除大塊夾雜和細小夾雜物(見表3)

試樣棒号

過濾

未過濾

氣孔

夾渣

氣孔

夾渣

1

3

5

2

1

2

2

3

3

4

1

2

合計

1

9

9

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