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压铸铝合金时应注意的问题

更新日期:2022-07-01
铝合金元素在铝中的溶解
　　铝合金添加元素在熔融铝中的溶解是合金化的一个重要过程。元素的溶解与它的性质密切相关，并受添加元素的固态结构键的破坏和铝液中原子的扩散速度控制。元素在铝液中的溶解度可以通过元素和铝的合金系统的相图来确定。通常情况下，与铝形成熔融共晶的元素容易溶解；与铝形成包晶转化的元素，特别是熔点相差很大的元素，很难溶解。例如，Al-Mg、Al-Zn、Al-Cu、Al-Li等。属于共晶合金体系，其熔点也比较接近铝，合金元素比较容易溶解，在熔化过程中可以直接加入到铝熔体中；但Al Al-Si、Al-Fe、Al-Be等合金体系也有共晶反应，但由于其熔点与铝相差较大，溶解速度很慢，需要较大的过热度才能完全溶解；Al-Ti、Sl-Zr、Al-Nb等合金体系具有包晶性。Al-Nb等具有包晶相图，都是不溶性金属元素，很难溶解于铝，必须以中间合金的形式加入，才能使其尽快溶解于铝。
　　元素的蒸发
　　蒸发的物理现象始终存在于熔化过程中。金属的蒸发（或挥发）主要取决于蒸气压力的大小。在相同的熔化条件下，蒸气压高的元素容易蒸发。铝合金的添加元素可分为两组。Cu、Cr、Fe、Ni、Ti、Si等元素的蒸气压比铝小，蒸发较慢；Mn、Li、Mg、Zn、Na、Cd等元素的蒸气压比铝大，容易蒸发，在熔炼过程中损失较大。
　　金属和炉气的作用
　　在熔化铝合金压铸过程中，金属在熔融或半熔融状态下暴露在炉气中，并与之长时间作用，往往容易造成金属大量吸收气体，发生氧化并形成其他非金属夹杂物。
　　影响气体含量的因素
　　(1）合金元素与气体结合的影响较大 合金元素，如钛、锆、镁等会增加气体在合金中的溶解度。而铜、硅、锰、锌等元素会降低气体在铝合金中的溶解度。
　　(2）气体分压的影响 在相同温度条件下，气体在金属中的溶解度随炉气成分中氢分压的增加而增加。因此，在火焰炉中熔化的铝熔体中，氢气的溶解度要比电炉中的大。
　　(3）温度的影响 当氢气分压一定时，温度越高，铝熔体吸收的氢气就越多。
　　此外，金属表面的氧化膜状态和熔化时间也对气体在铝熔体中的溶解度有影响。
　　铝中的非金属夹杂物
　　夹杂物的类型和形式
　　存在于铝熔体中的非金属夹杂物有
　　在氧化物合金的熔化和回填过程中，铝与炉气中的氧气和水蒸气相互作用，产生Al2O3、MgO、SiO2和Al2O3﹒MgO（尖晶石）。
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