Aditivi de turnare a aluminiului: tipuri, selecție și ghid practic de topire
Când o turnătorie toarnă A356 într-o matriță permanentă și vede granule grosiere, alungire scăzută și porozitate împrăștiată, prima reacție este adesea de a „adăuga ceva” la topitură. Această reacție poate agrava problema. Aditivii de turnare a aluminiului nu sunt un singur produs; sunt o familie de materiale cu diferite locuri de muncă, temperaturi de adăugare și riscuri. Concluzia practică: potriviți aditivul cu problema metalurgică înainte de a atinge topitura.
Acest ghid explică principalele categorii de aditivi, cum diferă acestea și ce trebuie verificat înainte de a le cumpăra sau de a le adăuga.
Ce contează ca aditiv pentru turnarea aluminiului?
În turnătoriile de aluminiu, „aditivi” înseamnă de obicei trei grupuri: aliaje principale, tablete de aliere și fluxuri. Fiecare grup rezolvă o parte diferită a problemei de turnare.
Aliaje principale sunt aliaje pe bază de aluminiu pretopit care poartă un procent ridicat de unul sau mai multe elemente. Exemplele includ AlTiB, AlSr, AlB, AlSi și AlFe. Sunt utilizate pentru rafinarea cerealelor, modificarea și ajustarea compoziției în vrac.
Tablete de aliere sunt aditivi presați, în formă de tabletă, care introduc un singur element, cum ar fi cuprul, manganul, titanul, fierul, cromul sau zirconiul. Sunt convenabile pentru tăierea din partea cuptorului și mici corecții chimice.
Fluxuri sunt amestecuri pe bază de sare sau minerale adăugate topiturii pentru rafinare, degazare, îndepărtarea incluziunii, reducerea calciului sau magneziului și separarea zgurului. Nu sunt agenți de aliere în sensul obișnuit.
Funcția, fumul, conținutul de sodiu, comportamentul reziduurilor
Aliaje principale vs. Tablete vs. Fluxuri: Ce să folosești când
Alegerea este determinată de specificațiile aliajului țintă și de starea topiturii, nu doar de comoditate.
Utilizați aliaje principale pentru elemente greu de dizolvat sau critice
Elemente precum titanul, borul, stronțiul și zirconiul sunt adesea adăugate prin aliaje principale, deoarece elementul pur se poate topi la o temperatură mult mai mare, se poate oxida rapid sau se poate dizolva prea lent. Un aliaj de bază AlTiB bine făcut, de exemplu, poate furniza titan și bor într-o formă care nucleează granule fine în întreaga topitură. Această rafinare a cerealelor îmbunătățește hrănirea, reduce ruperea la cald și face ca proprietățile mecanice să fie mai uniforme.
Folosiți tablete pentru tăierea laterală a cuptorului
Când analiza spectrului arată că cuprul este cu 0,15% sub specificație, o tabletă de cupru poate fi o corecție rapidă. Tabletele sunt, de asemenea, utile pentru adaosuri de mangan, fier, crom, titan și zirconiu. Cu toate acestea, tabletele nu sunt automat interschimbabile cu aliajele principale. O tabletă care se dizolvă lent poate sta pe fundul cuptorului, în timp ce o tabletă care reacționează prea repede se poate arde la suprafață. Verificați temperatura de adăugare recomandată de furnizor și rata de recuperare.
Folosiți fluxuri pentru curățenie, nu pentru chimie
Fluxurile se adresează oxizilor, hidrogenului și incluziunilor nemetalice. Un flux de rafinare fără sodiu, de exemplu, este utilizat atunci când preluarea sodiului este o problemă pentru anumite aliaje sau tratamente termice din aval. Un flux de epuizare a magneziului elimină magneziul din resturi de aluminiu, în timp ce un flux de scurgere ajută la separarea aluminiului de stratul de zgură. Adăugarea de mai mult flux decât recomandat nu face un agent de curățare a topiturii; de obicei creează mai multe reziduuri, fum și costuri de eliminare.
Controlul compoziției
Topiți curățenia
Rafinarea cerealelor
Zone de focalizare ilustrative, nu date de piață.
Cum să alegeți aditivii pentru turnarea aluminiului
Deciziile de cumpărare ar trebui să înceapă cu specificația aliajului și fereastra de proces a turnătoriei. Un aditiv cu costuri reduse care crește rata deșeurilor este scump.
Definiți ținta metalurgică. Problema este chimia, dimensiunea granulelor, porozitatea hidrogenului sau conținutul de incluziune? Fiecare indică o categorie diferită de aditivi.
Verificați recuperarea și toleranța. Solicitați o recuperare tipică la temperatura de adăugare, nu doar o valoare certificată. O ipoteză de recuperare de 90% poate împinge căldura unui cuptor din specificație.
Examinați metoda de adăugare. Unele aliaje principale funcționează cel mai bine în oala de transfer sau în linie; unele tablete necesită o suprafață de topire curată și dispersie mecanică.
Evaluați reziduurile și emisiile. Fluxurile pot genera fum, zgur și costuri de eliminare. Opțiunile fără sodiu sau cu fum redus pot fi necesare pentru anumite aliaje și controale de mediu.
Confirmați consecvența furnizorului. Variația de la lot la lot a aliajelor principale și a tabletelor afectează fiecare căldură. Un furnizor cu documentat capacitatea de fabricație , cum ar fi o fabrică certificată GJB9001C cu linii master automate de aliaje și tablete, reduce această variație.
Planificați depozitarea și manipularea. Tabletele și fluxurile trebuie să rămână uscate. Umiditatea poate provoca explozii de abur, captarea hidrogenului și porozitatea.
Chiar și aditivul potrivit poate eșua dacă este adăugat la o temperatură greșită sau fără o amestecare suficientă. Utilizați acești pași ca punct de plecare, apoi ajustați-vă cu datele tehnice ale furnizorului dvs.
Preîncălziți uneltele și pachetele de aditivi pentru a îndepărta umezeala de suprafață. Nu introduceți niciodată material umed în aluminiu topit.
Adăugați aliaje principale într-o baie complet topită, supraîncălzită corespunzător. Pentru multe aliaje de aluminiu, domeniul de lucru este de aproximativ 730–760°C, dar urmați întotdeauna recomandările furnizorului de aliaje și aditivi.
Utilizați amestecarea mecanică sau un piston curat pentru a dispersa aditivul. Lăsați topirea să se stabilească înainte de degresare.
Adăugați fluxuri conform dozei recomandate. Mai mult flux nu este mai bine; excesul de flux crește incluziunile și costul de eliminare.
După flux, curățați imediat zgură. Lăsarea unui strat gros de zgură pe topitură poate recontamina aluminiul.
Degazează cu argon sau azot atunci când porozitatea hidrogenului este un risc. Verificați cu o măsurătoare de hidrogen sau cu un test de presiune redusă.
Înregistrați fiecare adăugare: gradul, greutatea, temperatura, recuperarea și spectrul final. Acel record este cel mai rapid mod de a corecta următoarea căldură.
Greșeli și riscuri comune
Utilizarea fluxului ca aditiv de aliere. Fluxurile curăță topitura; nu adaugă cupru, mangan sau siliciu la specificații.
Supra-adăugarea de rafinare de cereale. Prea mult AlTiB sau aliaj de bază similar poate forma aglomerate și poate crește conținutul de incluziune.
Ignorarea timpului de dizolvare. Tabletele nedizolvate sau piesele de aliaj de master pot apărea ca puncte dure în piese turnate prelucrate.
Omiterea preîncălzirii. Aditivii reci sau umezi provoacă stropi, captarea hidrogenului și recuperarea inconsecventă.
A avea încredere într-un singur certificat. Chimia de intrare este utilă, dar verificarea pe partea de topire detectează probleme de recuperare înainte de turnare.
Întrebări frecvente
Fluxurile sunt considerate aditivi pentru turnarea aluminiului?
Da. În practica de turnătorie, „aditivi” acoperă aliajele principale, tabletele de aliere și fluxurile. Cu toate acestea, fluxurile sunt utilizate mai degrabă pentru tratarea topiturii decât pentru compoziția chimică.
Pot folosi tablete pentru fiecare element?
Nu. Elementele cu puncte de topire ridicate, tendință mare de oxidare sau solubilitate slabă sunt adesea adăugate mai bine ca aliaje principale. Tabletele sunt cele mai bune pentru tundere și pentru elemente cu o formă practică presată.
Cât aditiv ar trebui să adaug?
Începeți cu compoziția țintă, recuperarea recomandată de furnizor și greutatea reală a topiturii. O căldură de probă mică sau un test pe partea de cuptor poate împiedica o căldură completă să iasă din specificații.
Aditivii afectează proprietățile mecanice?
Ei pot. Rafinarea cerealelor îmbunătățește rezistența și alungirea, modificarea modifică morfologia siliciului în aliajele Al-Si, iar curățarea topiturii reduce porozitatea și defecțiunile legate de incluziune.
Aditivii de turnare a aluminiului sunt materiale de proces, nu consumabile generice. Alegerea corectă depinde de aliaj, cuptor, temperatura de adăugare și defectul pe care încercați să îl rezolvați. Începeți cu o țintă metalurgică clară, verificați cerințele de recuperare și manipulare și păstrați evidența loturilor. Această abordare transformă aditivii dintr-o sursă de variabilitate într-o parte controlată a procesului de turnare.
Dacă trebuie să atingeți o gamă restrânsă de mangan, titan sau crom într-o topitură de aluminiu, tabletele chinezești de aditivi de aliaj de aluminiu sunt adesea instrumentul cel mai direct. Dar nu sunt o marfă. Densitatea tabletei, rata de dizolvare și recuperarea elementară variază în funcți...
O topitură de aluminiu de 12 tone se află la 735 °C, intră 200 kg de tablete de mangan, cuptorul ține timp de zece minute, iar spectrometrul încă revine cu 0,12% scăzut de mangan. Comandând mai multe tablete, rareori rezolvă acest lucru. Întrebările utile sunt mai restrânse: care a fost temper...
Când o turnătorie toarnă A356 într-o matriță permanentă și vede granule grosiere, alungire scăzută și porozitate împrăștiată, prima reacție este adesea de a „adăuga ceva” la topitură. Această reacție poate agrava problema. Aditivii de turnare a aluminiului nu sunt un singur produs; sunt o fami...
