Уједначеност топљења и конзистентност легура алуминијума су кључне за квалитет ливених производа, посебно када је реч о перформансама ингота и обрађених материјала. Током процеса топљења, састав материјала од легура алуминијума мора бити строго контролисан како би се избегла сегрегација састава и неравномерност зрна, што директно утиче на механичка својства, отпорност на корозију и обрадивост финалног материјала.
Уједначеност топљења је уско повезана са саставом легура алуминијума, опремом за топљење, параметрима процеса итд. Током процеса ливења, понашање солидификације течног алуминијума на различитим температурама одређује унутрашњу структуру материјала. Градијент температуре, брзина хлађења итд. утицаће на величину и расподелу зрна ингота, а затим утицати на уједначеност материјала. Контролисањем температуре топљења, третманом хомогенизације и другим техничким средствима, проблеми сегрегације компоненти и неуједначености величине зрна могу се ефикасно смањити.
Уједначеност топљења и конзистентност легура алуминијума су кључна питања за обезбеђивање квалитета ливених производа, која су директно повезана са више кључних индикатора као што су механичка својства, отпорност на корозију и перформансе обраде одливака. Уједначеност и конзистентност обухватају више аспеката као што су расподела елемената, контрола величине зрна и понашање легуре при очвршћавању током процеса топљења.
1. Значај једнообразности топљења
У процесу топљења легура алуминијума, равномерна расподела металних елемената је основни захтев за обезбеђивање перформанси материјала. Ако је контрола температуре током процеса топљења нестабилна, елементи у легури могу се раздвојити, што резултира недоследним локалним саставом материјала. Овај неуједначен састав ће узроковати разлике у перформансама током накнадног процеса очвршћавања и обраде, смањујући механичку чврстоћу, жилавост и отпорност производа на корозију. Лоша уједначеност у топљењу ће узроковати крхка или слаба подручја у материјалу, која су веома лако подложна пукотинама и кваровима.
2. Уједначавање зрна током ливења
Величина и облик зрна директно утичу на механичка својства одливака и формирање дефеката одливака. Током процеса очвршћавања легуре алуминијума, ако су зрна превелика или неуједначена, често формирају непожељне микроструктуре као што су стубасти кристали и кристали пера, што може лако проузроковати пуцање одливака или стварање других дефеката током употребе. Да би се спречиле ове појаве, често се користи технологија рафинирања како би се побољшала расподела зрна.
Употреба рафинирача је ефикасан начин за решавање овог проблема. Конкретно, увођење рафинирача алуминијум-титанијум-бор значајно побољшава микроструктуру ингота алуминијумских легура. Додавањем рафинирача, зрна се могу значајно рафинисати, микроструктура материјала са ниским бројем зрна може се хомогенизовати, а стубасти кристали и крупне зрнасте структуре могу се смањити. Комбиновани ефекат TiAl₃ и TiB₂ у рафинирачу алуминијум-титанијум-бор повећава број кристалних језгара, подстиче стварање кристалних језгара у течности алуминијума, чини зрна финијим и уједначенијим, и тиме побољшава квалитет и механичка својства одливака.
Приликом коришћења рафинирача, да би се постигао најбољи ефекат, неопходно је прецизно контролисати количину и начин додавања. Генерално, количина додатог рафинирача треба да буде умерена. Прекомерно додавање ће довести до прекомерног рафинирања зрна и утицати на жилавост легуре, док ће премало довести до недовољног рафинирања. Поред тога, расподела рафинирача мора бити равномерна како би се избегао локални вишак или недостатак у растопу, како би се осигурало равномерно рафинирање зрна целог одлива.
3. Технологија контроле температуре и мешања током топљења
На једнообразност топљења у великој мери утичу контрола температуре и методе мешања. Приликом топљења легура алуминијума, расподела температурног поља у растопу и стање течења растопљеног метала играју одлучујућу улогу у једнообразности састава. Превисока или прениска температура растопљеног метала може проузроковати неуједначен састав или крупна зрна. Разумном контролом градијента температуре, сегрегација растворених материја у растопу може се ефикасно смањити.
Истовремено, технологија мешања игра виталну улогу у процесу топљења. Механичким или електромагнетним мешањем може се прекинути површински напон течне легуре алуминијума, тако да се растворена супстанца равномерније распоређује у течној фази и спречава се локално обогаћивање елемената. Уједначеност мешања директно утиче на конзистенцију састава растопа и накнадни квалитет очвршћавања. Разумна контрола брзине и времена мешања, посебно довољно мешање након додавања рафинисаних средстава, може побољшати укупну уједначеност растопа и осигурати ефекат рафинисања зрна одливака.
4. Контрола микроструктуре током очвршћавања
Процес очвршћавања је кључна фаза која утиче на микроструктуру одливака од легура алуминијума. Током очвршћавања, расподела температурног поља на фронту растопа, понашање прерасподеле растворених материја и морфолошка еволуција зрна имаће дубок утицај на перформансе коначног одливака. За висококвалитетне одливке од легура алуминијума, неопходно је контролисати брзину хлађења, потхлађивање и термодинамичко стање фронта чврсто-течног граничног повезивања током очвршћавања.
Током процеса солидификације, брзо хлађење помаже у формирању једнолике кристалне структуре са једнаким осама и смањењу удела стубастих кристала. Оптимизацијом брзине хлађења и контролом градијента температуре током процеса хлађења, може се ефикасно побољшати једноликост структуре зрна. Поред тога, за одливке великог пресека, обично се користи процес термичке обраде хомогенизацијом како би се елиминисала неравномерна расподела чврстих исталожених фаза и додатно побољшала једноликост и конзистенција материјала.
5. Континуирано развијање технологије топљења
Последњих година, са широком применом материјала од легура алуминијума, технологија топљења се такође континуирано развија, посебно увођењем интелигентне и рафинисане технологије управљања. Модерна опрема за топљење легура алуминијума све више пажње посвећује аутоматској контроли. Путем онлајн опреме за детекцију и управљање, састав, температура и стање рафинисања зрна растопа могу се пратити у реалном времену како би се осигурала стабилност и уједначеност процеса топљења.
Поред тога, са побољшањем процеса топљења, технологије као што су краткотрајно топљење и онлајн рафинирање постепено су постале популарне. Ове технологије не само да побољшавају ефикасност производње, већ и ефикасно смањују потрошњу енергије и трошкове производње, додатно промовишући модернизацију технологије топљења легура алуминијума.
У процесу топљења легура алуминијума, једнообразност и конзистентност су кључни за обезбеђивање квалитета производа. Рационалном употребом рафинисача, оптимизацијом контроле температуре и технологије мешања, структура зрна и расподела састава ингота могу се значајно побољшати како би се осигурало да одливак има одлична механичка својства и стабилан квалитет. Са развојем технологије, процес топљења легура алуминијума креће се ка интелигенцији и префињености, а квалитет производа од ливених легура алуминијума се континуирано побољшава.
Поред тога, додавање рафинирача је важна мера за побољшање уједначености топљења легура алуминијума. Употреба рафинирача алуминијум-титанијум-бор може значајно побољшати структуру ингота са малим увећањем и смањити недостатке као што су кристали пера и стубасти кристали. Уз обезбеђивање ефекта рафинирања зрна, ова врста рафинирача такође мора да контролише количину и расподелу додатка, осигура уједначеност састава и избегне агломерацију рафинирача. Да би се осигурао квалитет топљења и ливења легура алуминијума, неопходно је оптимизовати процес топљења, рафинисати зрна и строго контролисати расподелу легирајућих елемената.
У процесу топљења легура алуминијума, једнообразност и конзистентност су кључни за обезбеђивање квалитета производа. Рационалном употребом рафинисача, оптимизацијом контроле температуре и технологије мешања, структура зрна и расподела састава ингота могу се значајно побољшати, осигуравајући да одливак има одлична механичка својства и стабилан квалитет. Са развојем технологије, процес топљења легура алуминијума креће се ка интелигенцији и рафинирању, и континуираном побољшању квалитета производа од ливених легура алуминијума.
Време објаве: 27. октобар 2024.
