Основная причина появления алюминиевых микроотверстий:
Чем выше температура плавки, тем в большей степени расплавленный металл поглощает водород из влажного воздуха. Основным источником водорода является разложение водяного пара под действием высокой температуры расплавленного алюминия. Растворимость водорода в расплавленном алюминии увеличивается с ростом температуры, однако его растворимость в твердом алюминии очень низкая. Поэтому в процессе затвердевания поры, образующиеся в результате осаждения водорода, в большей степени зависят от температуры плавления сплава и времени плавления. Если на поздней стадии плавки контроль осуществляется ненадлежащим образом (например, нагрев происходит слишком быстро или при слишком высокой температуре), количество водорода, поглощаемого расплавленным алюминием, будет значительным, водород будет более полно диффундировать в расплаве, а вероятность образования микропоров будет выше. Вблизи наружной поверхности пор меньше из-за более быстрого охлаждения. Согласно некоторым данным, при 700 ℃ растворимость водорода в 100 г алюминия составляет 0,5–0,9 см³. Когда температура поднимается до 850 °C, растворимость водорода увеличивается в 2–3 раза. Поэтому температуру плавления следует поддерживать ниже 750 °C; рекомендуется быстрая плавка, однако необходимо контролировать проблему слишком быстрого повышения температуры на поздней стадии нагрева.
Операционный анализ
①Загрузка нечистая, а время обжига задней загрузки короткое.
② Неудовлетворительная конструкция системы разлива.
③Высокая температура разливки и неправильное выполнение операций разливки приводят к попаданию газа и шлака.
④ Очищающий агент влажный, и время выдержки после обработки по устранению дефектов недостаточно.
⑤Предварительный нагрев шихты проводится ненадлежащим образом и небрежно.
Меры по устранению алюминиевых микроотверстий
Процесс плавления
① Измените соотношение нового материала к вторичному: 30% вторичного материала и 70% нового материала.
②Усовершенствовать процесс плавки и перед использованием удалить ржавчину, ил и другие загрязнения с поверхности шихты, чтобы предотвратить попадание влаги и масла.
③Для получения алюминиевых отливок без пор или с меньшим количеством пор ключевым этапом является предварительный нагрев шихты. Температура предварительного нагрева составляет 350–450 °C, и она поддерживается в течение более 3 часов. Если время обжига (предварительного нагрева) шихты короткое, в поперечном сечении отливки всё же остаётся небольшое количество мелких и рассеянных пор.
Сушка и предварительный нагрев рафинирующего агента дают значительные преимущества. После рафинирования и перед разливом жидкий сплав необходимо оставить отстаиваться на определённое время, чтобы удалить окислительные включения и водород из жидкого алюминия. Если рафинирующий агент влажный, он также принесёт в сплав большое количество водорода. Печи, прошедшие капитальный ремонт или не использовавшиеся в течение длительного времени, необходимо полностью прокалить; в противном случае влага, содержащаяся в огнеупорном материале, испарится и создаст влажную атмосферу, что приведет к образованию пор во время плавки.
Для устранения микропористости в отливках из алюминиевых сплавов тигель, использовавшийся для плавки, можно применить в качестве ковша. Когда после рафинирования и метаморфизма тигель нагревается до температуры разливки, его поднимают вручную и разливают содержимое напрямую, чтобы избежать попадания воздуха из-за перевернутого ковша. Используемые инструменты следует очистить перед применением, а затем нанести на них защитные покрытия, предварительно нагреть и просушить, чтобы избежать неполного нагрева и поглощения влаги поверхностью, что приведёт к образованию большого количества газа в процессе плавки и разливки, в результате чего в отливках появятся микропоры.
Кроме того, в процессе плавки следует использовать специальный покрывающий агент. Выбирается агент для дегазации, рафинирования и модификации, количество которого составляет 0,61 TP3T от массы расплавленного алюминия. Перед использованием его необходимо просушить. Когда температура расплава сплава достигнет 720 ℃, с помощью колпака из нержавеющей стали вдавливайте дегазирующий и рафинирующий агент на дно тигля и перемещайте его с постоянной скоростью вдоль внутренней стенки тигля, предотвращая попадание в тигель различных загрязнений.