افزودنی های ریخته گری آلومینیوم: انواع، انتخاب و راهنمای عملی مذاب
هنگامی که یک کارخانه ریخته گری A356 را در قالب دائمی می ریزد و دانه درشت، ازدیاد طول کم و تخلخل پراکنده را می بیند، اولین واکنش اغلب «افزودن چیزی» به مذاب است. این واکنش می تواند مشکل را بدتر کند. افزودنی های ریخته گری آلومینیوم یک محصول نیستند. آنها خانواده ای از مواد با مشاغل مختلف، دماهای اضافه و خطرات مختلف هستند. نتیجه عملی: قبل از اینکه مذاب را لمس کنید، افزودنی را با مشکل متالورژیکی مطابقت دهید.
این راهنما دستههای اصلی افزودنیها، تفاوت آنها و آنچه را که باید قبل از خرید یا اضافه کردن آنها بررسی کنید، توضیح میدهد.
چه چیزی به عنوان یک افزودنی ریخته گری آلومینیوم به حساب می آید؟
در ریختهگریهای آلومینیوم، «افزودنیها» معمولاً به معنای سه گروه است: آلیاژهای اصلی، قرصهای آلیاژی و فلاکسها. هر گروه بخش متفاوتی از مشکل بازیگری را حل می کند.
آلیاژهای اصلی آلیاژهای مبتنی بر آلومینیوم از پیش ذوب شده هستند که دارای درصد بالایی از یک یا چند عنصر هستند. به عنوان مثال می توان به AlTiB، AlSr، AlB، AlSi و AlFe اشاره کرد. آنها برای پالایش دانه، اصلاح و تنظیم ترکیب توده استفاده می شوند.
قرص های آلیاژی افزودنیهای فشرده و قرصشکلی هستند که یک عنصر مانند مس، منگنز، تیتانیوم، آهن، کروم یا زیرکونیوم را معرفی میکنند. آنها برای پیرایش در سمت کوره و اصلاحات شیمیایی کوچک مناسب هستند.
شارها مخلوطهای مبتنی بر نمک یا مواد معدنی هستند که به مذاب برای تصفیه، گاززدایی، حذف آغشتهسازی، کاهش کلسیم یا منیزیم و جداسازی تفاله اضافه میشوند. آنها عوامل آلیاژی به معنای معمولی نیستند.
مقایسه سه دسته اصلی افزودنی های ریخته گری آلومینیوم.
دسته بندی
فرم معمولی
نقش اصلی
بررسی کلید
آلیاژهای اصلی
شمش، وافل، میله یا کلاف
تنظیم ترکیب، پالایش دانه، اصلاح
بازیابی عنصر، دمای انحلال، سطح گنجاندن
قرص های آلیاژی
قرص یا بریکت فشرده
افزودن تک عنصری
تراکم قرص، سرعت انحلال، کنترل رطوبت
شارها
پودر، گرانول یا قرص
پالایش، گاز زدایی، حذف انکلوژن، جداسازی تفاله
عملکرد، دود، محتوای سدیم، رفتار باقی مانده
آلیاژهای اصلی در مقابل تبلت ها در مقابل فلوکس ها: چه زمانی باید استفاده کرد
انتخاب بر اساس مشخصات آلیاژ هدف و شرایط مذاب انجام می شود، نه تنها به راحتی.
از آلیاژهای اصلی برای عناصر سخت انحلال یا بحرانی استفاده کنید
عناصری مانند تیتانیوم، بور، استرانسیم و زیرکونیوم اغلب از طریق آلیاژهای اصلی اضافه می شوند، زیرا عنصر خالص ممکن است در دمای بسیار بالاتر ذوب شود، به سرعت اکسید شود یا خیلی آهسته حل شود. به عنوان مثال، یک آلیاژ اصلی AlTiB که به خوبی ساخته شده است، می تواند تیتانیوم و بور را به شکلی که دانه های ریز را در سراسر مذاب هسته تشکیل می دهد، ارائه دهد. این پالایش دانه، تغذیه را بهبود می بخشد، پارگی گرم را کاهش می دهد و خواص مکانیکی را یکنواخت تر می کند.
از قرص ها برای برش کنار کوره استفاده کنید
هنگامی که تجزیه و تحلیل طیف نشان می دهد که مس 0.15٪ کمتر از مشخصات است، یک قرص مسی می تواند یک اصلاح سریع باشد. قرص ها همچنین برای افزودنی های منگنز، آهن، کروم، تیتانیوم و زیرکونیوم مفید هستند. با این حال، تبلت ها به طور خودکار با آلیاژهای اصلی قابل تعویض نیستند. قرصی که به آرامی حل می شود می تواند در کف کوره بنشیند، در حالی که قرصی که خیلی سریع واکنش نشان می دهد ممکن است در سطح بسوزد. دمای اضافه و نرخ بازیابی پیشنهادی تامین کننده را بررسی کنید.
از Fluxes برای تمیزی استفاده کنید، نه شیمی
شارها به اکسیدها، هیدروژن و اجزای غیرفلزی می پردازند. برای مثال، شار پالایشی بدون سدیم زمانی استفاده میشود که پیکاپ سدیم برای آلیاژهای خاص یا عملیاتهای حرارتی پاییندست مورد توجه قرار گیرد. یک شار تخلیه منیزیم منیزیم را از ضایعات آلومینیوم حذف می کند، در حالی که یک شار تخلیه به جداسازی آلومینیوم از لایه تفاله کمک می کند. افزودن شار بیشتر از آنچه توصیه می شود، یک پاک کننده مذاب ایجاد نمی کند. معمولاً باقیمانده، دود و هزینه دفع بیشتری ایجاد می کند.
کنترل ترکیب
تمیزی ذوب شود
پالایش غلات
مناطق تمرکز گویا، نه داده های بازار.
نحوه انتخاب افزودنی های ریخته گری آلومینیوم
تصمیمات خرید باید با مشخصات آلیاژ و پنجره فرآیند ریخته گری شروع شود. یک افزودنی کم هزینه که نرخ ضایعات را افزایش می دهد گران است.
هدف متالورژیکی را تعریف کنید. آیا مشکل شیمی، اندازه دانه، تخلخل هیدروژن یا محتوای گنجایش است؟ هر کدام به یک دسته افزودنی متفاوت اشاره می کنند.
بازیابی و تحمل را بررسی کنید. بازیابی معمولی را در دمای اضافه خود بخواهید، نه فقط یک مقدار گواهی. یک فرض بازیابی 90 درصد می تواند حرارت کوره را از مشخصات خارج کند.
روش جمع را مرور کنید. برخی از آلیاژهای اصلی بهترین عملکرد را در ملاقه انتقال یا درون خط دارند. برخی از قرص ها به سطح مذاب تمیز و پراکندگی مکانیکی نیاز دارند.
پسماندها و انتشارات را ارزیابی کنید. شارها می توانند دود، زباله و هزینه های دفع را ایجاد کنند. گزینه های بدون سدیم یا کم دود ممکن است برای آلیاژهای خاص و کنترل های محیطی ضروری باشد.
سازگاری تامین کننده را تایید کنید. تغییرات دسته به دسته در آلیاژهای اصلی و قرص ها بر هر حرارت تأثیر می گذارد. تامین کننده با مستند قابلیت تولید مانند کارخانه دارای گواهینامه GJB9001C با خطوط آلیاژ اصلی و تبلت های خودکار، این تنوع را کاهش می دهد.
ذخیره سازی و جابجایی را برنامه ریزی کنید. قرص ها و فلاکس ها باید خشک بمانند. رطوبت می تواند باعث انفجار بخار، جذب هیدروژن و تخلخل شود.
اگر در دمای نامناسب یا بدون مخلوط کردن کافی اضافه شود، حتی افزودنی مناسب نیز ممکن است از کار بیفتد. از این مراحل به عنوان نقطه شروع استفاده کنید، سپس با داده های فنی تامین کننده خود تنظیم کنید.
ابزارها و بسته های افزودنی را برای از بین بردن رطوبت سطح از قبل گرم کنید. هرگز مواد خیس را در آلومینیوم مذاب فرو نکنید.
آلیاژهای اصلی را به یک حمام کاملاً مذاب و با گرمای مناسب اضافه کنید. برای بسیاری از آلیاژهای آلومینیوم، محدوده کاری تقریباً 730 تا 760 درجه سانتیگراد است، اما همیشه توصیه های تامین کننده آلیاژ و مواد افزودنی را دنبال کنید.
از همزن مکانیکی یا یک پیستون تمیز برای پراکنده کردن افزودنی استفاده کنید. اجازه دهید قبل از خامه گیری ذوب ته نشین شود.
شارها را با توجه به دوز توصیه شده اضافه کنید. شار بیشتر بهتر نیست. شار اضافی باعث افزایش اقلام و هزینه دفع می شود.
پس از چرخاندن، سریعاً تفاله ها را بشویید. باقی ماندن یک لایه ضخیم ضخیم بر روی مذاب می تواند آلومینیوم را دوباره آلوده کند.
گاز زدایی با آرگون یا نیتروژن زمانی که تخلخل هیدروژن خطر دارد. با اندازه گیری هیدروژن یا آزمایش فشار کاهش یافته تأیید کنید.
هر اضافه شده را ثبت کنید: درجه، وزن، دما، بازیابی و طیف نهایی. این رکورد سریعترین راه برای اصلاح حرارت بعدی است.
اشتباهات و خطرات رایج
استفاده از فلاکس به عنوان یک افزودنی آلیاژی. شار مذاب را تمیز می کند. آنها مس، منگنز یا سیلیکون را به مشخصات اضافه نمی کنند.
اضافه کردن بیش از حد تصفیه کننده های غلات مقدار بیش از حد AlTiB یا آلیاژ اصلی مشابه می تواند آگلومرا تشکیل دهد و محتوای گنجایش را افزایش دهد.
نادیده گرفتن زمان انحلال قرص های حل نشده یا قطعات آلیاژ اصلی می توانند به صورت لکه های سخت در ریخته گری ماشینی ظاهر شوند.
رد شدن از پیش گرم کردن افزودنی های سرد یا مرطوب باعث پاشش، برداشت هیدروژن و بازیابی ناسازگار می شوند.
اعتماد به یک گواهی واحد شیمی دریافتی مفید است، اما تأیید سمت مذاب مشکلات بازیابی را قبل از ریختن ایجاد می کند.
سوالات متداول
آیا فلاکس ها افزودنی های ریخته گری آلومینیوم در نظر گرفته می شوند؟
بله در عمل ریخته گری، "افزودنی ها" آلیاژهای اصلی، قرص های آلیاژی و فلاکس ها را پوشش می دهند. با این حال، شارها برای عملیات مذاب به جای ترکیب شیمیایی استفاده می شوند.
آیا می توانم برای هر عنصر از تبلت استفاده کنم؟
خیر. عناصر با نقطه ذوب بالا، تمایل به اکسیداسیون بالا، یا حلالیت ضعیف اغلب بهتر است به عنوان آلیاژ اصلی اضافه شوند. قرص ها برای پیرایش و برای عناصر با فرم فشرده عملی بهترین هستند.
چه مقدار افزودنی باید اضافه کنم؟
با ترکیب هدف، بازیابی پیشنهادی تامین کننده و وزن مذاب واقعی شروع کنید. یک گرمای آزمایشی کوچک یا یک آزمایش در سمت کوره میتواند از خارج شدن حرارت کامل از مشخصات جلوگیری کند.
آیا مواد افزودنی بر خواص مکانیکی تأثیر می گذارند؟
آنها می توانند. پالایش دانهها استحکام و ازدیاد طول را بهبود میبخشد، اصلاح مورفولوژی سیلیکون را در آلیاژهای Al-Si تغییر میدهد و تمیز کردن مذاب تخلخل و خرابیهای مربوط به گنجایش را کاهش میدهد.
افزودنی های ریخته گری آلومینیوم مواد فرآیندی هستند، نه مواد مصرفی عمومی. انتخاب مناسب به آلیاژ، کوره، دمای افزودن و نقصی که سعی در حل آن دارید بستگی دارد. با یک هدف متالورژیکی روشن شروع کنید، نیازهای بازیابی و جابجایی را تأیید کنید و سوابق دسته ای را نگه دارید. این رویکرد افزودنیها را از منبع تغییرپذیری به بخش کنترلشدهای از فرآیند ریختهگری تبدیل میکند.
اگر در مذاب آلومینیوم نیاز به استفاده از محدوده باریک منگنز، تیتانیوم یا کروم دارید، قرص های افزودنی آلیاژ آلومینیوم چینی اغلب مستقیم ترین ابزار هستند. اما آنها یک کالا نیستند. تراکم قرص، سرعت انحلال و بازیابی عنصری بسته به دسته و تامین کننده متفاوت است. یکی از کارخانههای ریختهگری خودرو دریا...
مذاب آلومینیوم 12 تنی در دمای 735 درجه سانتیگراد می نشیند، 200 کیلوگرم قرص منگنز وارد می شود، کوره به مدت ده دقیقه نگه می دارد و طیف سنج همچنان 0.12 درصد منگنز را کم می کند. سفارش تبلت های بیشتر به ندرت این مشکل را برطرف می کند. سؤالات مفید محدودتر هستند: دمای مذاب در لحظه افزودن چقدر بود، قرص...
هنگامی که یک کارخانه ریخته گری A356 را در قالب دائمی می ریزد و دانه درشت، ازدیاد طول کم و تخلخل پراکنده را می بیند، اولین واکنش اغلب «افزودن چیزی» به مذاب است. این واکنش می تواند مشکل را بدتر کند. افزودنی های ریخته گری آلومینیوم یک محصول نیستند. آنها خانواده ای از مواد با مشاغل مختلف، دماهای ا...