Литье алюминиевых сплавов играет важную роль в получении высококачественной алюминиевой продукции. После того как слиток алюминиевого сплава подвергается гомогенизирующей термообработке, на его поверхности иногда образуются пузырьки. Поверхность отливок из алюминиевого сплава выглядит как разбросанные выпуклости, причём каждая такая выпуклость представляет собой полость. При увеличении внутренняя стенка полости имеет блестящий металлический блеск.
Дендритная структура, сохранившаяся после равномерного отжига, будет располагаться вблизи полости пузыря, и с ней будет соответствовать дендритная структура в соответствующем месте на внутренней стенке пузыря. При наблюдении с помощью электронного микроскопа видно, что внутренняя стенка пузыря имеет террасообразную структуру, а поверхность пузыря — рыхлую. Пузырьки на поверхности слитка из алюминиевого сплава отсутствуют после литья, но появляются только после равномерного отжига отливки. По-видимому, это не является металлургическим дефектом, а вызвано слишком высоким содержанием водорода в процессе литья слитка.
Литье из алюминиевого сплава
В процессе плавки алюминиевого сплава из-за неполного дегазирования избыток газа (в основном водорода), оставшегося в расплаве, попадает в алюминиевый слиток. Если содержание водорода слишком высокое, в алюминиевом слитке образуются пузырьки.
Помимо содержания водорода в алюминиевом слитке, появление пузырьков воздуха на его поверхности также зависит от скорости охлаждения и температуры гомогенизации. Согласно исследованиям алюминиево-магниево-кремниевых сплавов, при одинаковом содержании водорода в слитке чем выше скорость охлаждения отливки и чем выше температура гомогенизации, тем легче образуются пузырьки на поверхности алюминиевого слитка. Чем выше активность водорода в слитке, тем ниже температура гомогенизации пузырьков на поверхности изделия, независимо от скорости охлаждения.
Помимо литейных слитков, алюминиевые сплавы могут также образовывать пузырьки на поверхности готовых изделий, таких как листы и экструдированные изделия, в процессе термообработки. Кроме того, это явление связано с чрезмерной влажностью в печи для термообработки.
Атомарный водород образуется на поверхности водяного пара и алюминиевого сплава. Атом водорода имеет небольшой радиус и диффундирует в металлический слой вдоль границ зерен и кристаллической решетки. При понижении температуры в печи концентрация водорода в ней становится очень низкой, и водород выделяется из твёрдого раствора. Давление достигает значений, в несколько раз превышающих атмосферное, что приводит к выпуклости поверхности металла и образованию пузырьков.
Чтобы предотвратить образование пузырьков на поверхности алюминиевых слитков и изделий из алюминия, можно начать с следующих четырёх аспектов:
1. Выберите подходящую жидкую алюминиевую смесь система дегазации и оборудование для фильтрации с целью минимизации содержания водорода в алюминиевом слитке.
2. При проведении однородного отжига и термообработки алюминиевых слитков необходимо строго контролировать температуру в отжиговой печи. При этом время отжига не должно быть слишком длительным.
3. Влажность в печи для однородного отжига не должна быть слишком высокой, а вопросы технического обслуживания и влагостойкости оборудования для термообработки должны быть отражены в отчете о проделанной работе.
4. Слитки из алюминиевого сплава, изделия из алюминия, а также производственные инструменты и приспособления следует хранить в сухом месте и защищать от влаги.