A fase de silício na eutética da liga de alumínio-silício se transformará em flocos em condições de crescimento espontâneo, podendo até mesmo surgir fases de silício espessas em forma de placas poligonais. Essas formas da fase de silício fragmentarão severamente a matriz de Al, causando concentração de tensão nas pontas e bordas da fase de Si, e é provável que a liga se fracture ao longo dos limites de grão. Ou então, a própria fase de silício em forma de placa se fratura, formando trincas, o que torna a liga frágil; as propriedades mecânicas, especialmente o alongamento, são significativamente reduzidas, e a capacidade de corte não é boa. A fim de alterar o estado atual do silício e melhorar as propriedades mecânicas da liga, a tecnologia de tratamento de modificação vem sendo utilizada há muito tempo.
Tecnologia de Tratamento de Modificação
Os elementos que exercem efeito modificador sobre o silício eutético são: sódio (Na), estrôncio (Sr), enxofre (S), lantânio (La), cério (Ce), antimônio (Sb), telúrio (Te), etc. A pesquisa atual concentra-se em vários modificadores, como sódio, estrôncio e terras raras.
Deterioração do sódio (Na)
O sódio é o elemento metamórfico eutético do silício mais antigo e mais eficaz. Existem três formas de adicionar sódio: sódio metálico, sal de sódio e carbonato de sódio.
O agente modificador inicial utilizado para o sódio metálico é o próprio sódio metálico. O sódio apresenta o melhor efeito de modificação e pode refinar efetivamente a estrutura eutética. Adicione uma pequena quantidade (cerca de 0,005% a 0,01%) para remover a fase eutética de silício da forma agulhada, transformando-a em uma forma fibrosa totalmente uniforme. No entanto, há algumas desvantagens no uso da metamorfose com sódio metálico. Primeiro, a temperatura de metamorfose é de 740 ℃, o que é próximo do ponto de ebulição do sódio (892 ℃). Portanto, o alumínio líquido tende a ferver facilmente, resultando em respingos, o que favorece a oxidação do alumínio líquido e torna a operação insegura. Em segundo lugar, a densidade do sódio é baixa (0,97), e ele se concentra na camada superficial do alumínio líquido durante o metamorfismo, de modo que a parte superior do alumínio líquido fica excessivamente modificada, enquanto a parte inferior fica insuficientemente modificada, e o efeito metamórfico é extremamente instável. Ao mesmo tempo, o sódio reage facilmente com o vapor de água para gerar hidrogênio, aumentando o teor de gás no alumínio líquido. O sódio é muito reativo quimicamente e reage facilmente com o oxigênio do ar. Geralmente, ele deve ser imerso em querosene para conservação, e o querosene deve ser removido antes do uso. Isso também é algo muito difícil, mas, se não for removido, introduzirá gás e inclusões no alumínio líquido.
Sal de sódio. O agente modificador geralmente utilizado na produção é uma mistura que contém sais halogenados, como o NaF, que aproveita a reação entre o sal de sódio e o alumínio para gerar sódio, desempenhando assim uma função modificadora. No entanto, esses sais de sódio são facilmente absorvidos pelo vapor de água, o que aumenta a tendência da liga à oxidação por getter. Ao mesmo tempo, esses sais de sódio têm um efeito corrosivo sobre o meio ambiente e prejudicam a saúde do corpo.
Carbonato de sódio. O agente modificador à base de carbonato de sódio é um agente modificador livre de poluição que deve ser desenvolvido para superar os problemas ambientais decorrentes do uso da modificação com sal de sódio. Ou seja, o carbonato de sódio é utilizado para reagir com o alumínio e o magnésio em alta temperatura, gerando sódio e desempenhando um papel metamórfico. O processo de reação e os produtos da reação são atóxicos. Da mesma forma, esse tipo de modificador livre de poluição também apresenta o problema de absorver água e aumentar a tendência da liga de alumínio à oxidação por getter.
Há outra limitação que não pode ser ignorada ao se utilizar a modificação com sódio: o tempo de modificação é curto, e trata-se de um agente de modificação que não tem efeito a longo prazo. O período de validade do modificador à base de sal de sódio é de apenas 30 a 60 minutos. Após esse tempo, o efeito da modificação desaparece por si só. Quanto mais alta a temperatura, mais rápida é a perda de eficácia. Portanto, o alumínio líquido modificado deve ser utilizado em um curto espaço de tempo e precisa ser remodificado quando refundido. Além disso, é difícil controlar com precisão o processo de modificação com sódio, de modo que esse método está sendo gradualmente substituído por alguns métodos de modificação de longo prazo.
Metamorfismo de estrôncio (Sr)
O estrôncio (Sr) é um modificador de ação prolongada, o Modificação Sr O efeito é equivalente ao do sódio, e não há as desvantagens da modificação com sódio; portanto, trata-se de um modificador promissor. A Grã-Bretanha, a Holanda e outros países começaram a promover a aplicação da tecnologia de tratamento por modificação com estrôncio (Sr) no início da década de 1980. Atualmente, muitas pesquisas têm sido realizadas sobre a deterioração do estrôncio, tanto no país quanto no exterior. A escala de uso do estrôncio (Sr) em substituição ao sódio ou ao sal de sódio na China também está aumentando.
O metamorfismo de estrôncio apresenta as seguintes vantagens:
- O efeito de deterioração é bom e o prazo de validade é longo;
- O processo de deterioração não produz fumaça, não é tóxico, não polui o meio ambiente, não corrói equipamentos e ferramentas, não prejudica a saúde e é fácil de operar;
- É fácil obter propriedades mecânicas satisfatórias;
- O material recarregado apresenta um certo efeito de refundição e metamorfismo;
- Alto rendimento das peças fundidas e notáveis benefícios econômicos globais.