鋁合金熔體過(guò)濾凈化技術(shù)
金屬中的夾雜物、氣體對(duì)材料的強(qiáng)度疲勞抗力、耐腐蝕性、應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂性能等均有重大影響。有效地控制熔體的氧化夾雜物，以提高鑄棒的質(zhì)量是鋁業(yè)熔鑄共同追求的目標(biāo)。目前,廣泛采用過(guò)濾凈化方法去除鋁合金熔體中的夾雜物。
1.鋁合金中夾雜物的形成
鋁合金中的夾雜物一部分直接來(lái)自廢料，而大部分則是在熔煉和澆注過(guò)程中所形成的，主要是氧化物夾雜。在鑄造前的所有夾雜物稱為一次氧化夾雜，根據(jù)尺寸大小可分為兩類：一類是宏觀組織中分布不均勻的大塊夾雜物，它使合金組織不連續(xù)，降低鑄件的致密性，成為腐蝕的根源和裂紋源，從而明顯降低合金的強(qiáng)度和塑性；另一類是細(xì)小的彌散夾雜，這類夾雜物經(jīng)過(guò)精煉也不能完全去除，它使熔體粘度增大，降低凝固時(shí)鋁液的補(bǔ)縮能力。二次氧化夾雜物主要是在澆注過(guò)程中形成的，在澆注時(shí)，鋁液和空氣接觸，氧與鋁作用形成氧化夾雜物。鋁合金在熔煉過(guò)程中與爐氣中各種成分接觸，生成AL2O3等化合物。鋁液中的Al2O3會(huì)增加鋁合金熔體的氫含量，所以，鋁液中的AL2O3含量對(duì)鋁鑄件中氣孔的形成有很大的影響。
2.過(guò)濾凈化方法
泡沫陶瓷過(guò)濾技術(shù)出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代,采用泡沫陶瓷過(guò)濾板是清除鋁熔體中夾雜的最有效方法。至于金屬過(guò)濾網(wǎng)、纖維布過(guò)濾，只能除去鋁合金熔體中的大塊夾雜物，但對(duì)微米級(jí)以下的夾雜物無(wú)法去除，而且金屬濾網(wǎng)還會(huì)污染鋁合金。采用泡沫陶瓷過(guò)濾板，能濾除細(xì)小夾雜物，顯著提高鑄件的力學(xué)性能和外觀質(zhì)量，是熔鑄車間的首要選擇。
3.過(guò)濾板的使用和選擇
泡沫陶瓷過(guò)濾板安裝在爐口與分流盤之間的過(guò)濾箱里，過(guò)濾箱由中耐五號(hào)耐火材料制成，它能經(jīng)過(guò)于多次激冷激熱而不開(kāi)裂，有著強(qiáng)度高、保溫性能好等優(yōu)點(diǎn)，是目前制作過(guò)濾箱、流槽等最好的材料。過(guò)濾箱離分流盤越近越好，原因是這樣能縮短鋁液過(guò)濾后的流動(dòng)距離而減少或避免氧化物的再次產(chǎn)生。鋁液從爐口流出經(jīng)過(guò)過(guò)濾箱，再通過(guò)流槽流入分流盤。過(guò)濾裝置起動(dòng)時(shí)，熔體過(guò)濾前后的落差約50mm，但隨著過(guò)濾時(shí)間的延長(zhǎng)，引起過(guò)濾板表面和孔壁上夾雜物增加、過(guò)濾流量減小、前后落差增加，至鑄造結(jié)束時(shí)，落差增加至60--120 mm。選擇過(guò)濾板必須根據(jù)鋁液流量而定； 其次，應(yīng)考慮熔體的清潔度、夾雜物最高含量和熔體總通過(guò)量。設(shè)計(jì)過(guò)濾裝置時(shí)，應(yīng)根據(jù)被選過(guò)濾板的規(guī)格，以及考慮爐口、分流盤的落差，必須保證過(guò)濾板在熔體鑄造時(shí)浸沒(méi)在鋁液內(nèi)。此外，還必須考慮到安裝和拆卸很安全方便，在熔體鑄造完后能把過(guò)濾箱內(nèi)的鋁液全部流完。過(guò)濾板表面實(shí)踐證明，泡沫陶瓷過(guò)濾板是目前除去熔體中的氧化夾雜物的最有效工具。一般的纖維過(guò)濾只能除去大塊夾雜物，而泡沫陶瓷過(guò)濾板可同時(shí)濾除大塊夾雜物和細(xì)小夾雜物。
4.過(guò)濾原理
泡沫陶瓷過(guò)濾板具有多層網(wǎng)絡(luò)、多維通孔，孔與孔之間連通。過(guò)濾時(shí)，鋁液攜帶夾雜物沿曲折的通道和孔隙流動(dòng)，與過(guò)濾板泡沫狀骨架接觸時(shí)受到直接攔截、吸附、沉積等作用。當(dāng)熔體在孔洞中流動(dòng)時(shí)，過(guò)濾板通道是彎曲的，流經(jīng)通道的熔體改變流動(dòng)方向，其中的夾雜物與孔壁砧撞而牢固的粘附在孔壁上。
過(guò)濾板的主要效果是它的的尺寸和孔隙度來(lái)保證，過(guò)濾板的孔隙越大，除渣效果越差，對(duì)于要求很嚴(yán)格的鋁鑄件，應(yīng)選擇孔隙小的過(guò)濾板。
泡沫陶瓷過(guò)濾板是目前除去熔體中氧化夾雜物的最有效工具。
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