铝合金夹杂物与氢的来源及气泡问题解决关键

铝合金夹杂物与氢的来源及气泡问题解决关键

铝合金夹杂物与氢的来源及气泡问题解决关键

铝合金在工业应用中广泛使用,然而其表面气泡及气孔问题严重影响产品质量。要解决这些问题,深入了解夹杂物和氢的来源至关重要。

夹杂物来源:熔炼与加工环节的“多重隐患”

铝合金常见夹杂物来源可归结为熔炼厂与挤压或轧延厂两个主要方面。

  1. 熔炼厂来源:这是夹杂物产生的起始点,众多因素在此埋下隐患。熔炼原材料本身可能携带杂质,熔炼过程中的各种条件也会影响夹杂物的产生。熔剂、涂料、炉壁材料、炉底沉积物、流道材料、细化剂、过滤材料等,每一个环节都可能引入夹杂物。铸造过程中不可避免地会产生氧化物,炉子流道、铸盘及辅助工具携带的湿气也可能成为夹杂物的来源。可以说,熔炼厂就像一个“生产车间”,在铝合金熔炼阶段,这些因素相互交织,共同为夹杂物的产生创造了条件。
  2. 挤压或轧延厂来源:相较于熔炼厂,这里的夹杂物成分更为复杂。铸锭表面的氧化物或氢氧化铝,挤压厂使用的脱模剂或离型剂(如氮化硼及溶剂),盛锭筒残留的氧化物或含铁化合物,离型剂在盛锭筒内残留产生的化合物,以及生产线清洁工程问题等,都可能导致夹杂物的产生。这些因素在铝合金加工过程中不断积累,使得夹杂物问题变得更加棘手。

氢的来源:材料、环境与操作的“综合作用”

氢的来源与熔炼材料、环境及操作程序密切相关。

  1. 材料因素:铝或铝合金原料的纯净度对氢含量影响巨大。若原料含油、水或漆,就像给熔炉中的铝液“添乱”,会导致氢含量与夹杂物含量上升。但如果在投料前对原料进行干燥处理,去除这些杂质,铝液氢含量将显著降低,这表明原材料的预处理对控制氢含量至关重要。
  2. 环境因素:环境湿度如同一个“隐形杀手”,当环境湿度高,精炼剂、打渣剂及其他熔剂潮湿时,炉内铝液氢含量会增加,同时伴随着氧化物及夹杂物含量的上升。这说明环境条件对铝合金质量有着不可忽视的影响,在生产过程中需要严格控制环境湿度。
  3. 操作因素:熔炼时使用潮湿工具,就像给铝液“引入麻烦”,铝液表面的翻搅或铝液流动形成乱流,这些操作都可能成为氢气及夹杂物的来源。这提醒我们在实际操作中,要注意工具的干燥以及操作的规范性,以减少氢和夹杂物的产生。
  4. 表面因素:铝工件表面的碳氢化合物,如蜡、清洁剂、润滑剂及油渍等,在高温热处理时会“释放氢气”,渗入工件次表面。此外,热处理炉内的水蒸气及湿气会使铝合金工件在高温处理时表面氧化,氢气趁机渗入材料内部。这表明在铝合金加工和热处理过程中,要重视工件表面的清洁以及热处理环境的干燥。

解决气泡及气孔问题的关键:从源头把控质量

为解决铝合金表面气泡及气孔问题,使用干净的铝合金铸锭进行加工和热处理是根本。这就如同建造高楼大厦,打好坚实的基础至关重要。后续将简单阐述铸造干净铝合金铸锭的方法,这将为解决铝合金气泡及气孔问题提供具体的途径和方向。

表: 铝合金常见的夹杂物

夹杂物 化学成分
氧化物 氧化铝(Al₂O₃),氧化镁(MgO),铝酸镁(Al₂MgO₄)等
硼化物 钛硼化合物(Ti₂B),硼化锆(ZrB₂),硼化钒(VB₂)
碳化物 碳化铝(Al₃C₄),碳化钛(TiC)等
金属间化合物 铝铁硅化合物,铝锰化合物等
氮化物 氮化铝(AlN),氮化硼(BN)等
氯化物 氯化钾(KCl),氯化镁(MgCl₂)等
氟化物 氟化钙(CaF₂),氟化铝(AlF₃)等
耐火物 氧化铝(Al₂O₃),氧化硅(SiO₂),氧化锆(ZrO)等

这份表格详细列举了铝合金常见夹杂物的化学成分,为进一步研究夹杂物对铝合金性能的影响提供了基础信息。通过对夹杂物和氢来源的分析以及解决关键的明确,我们为提升铝合金产品质量指明了方向。