鋁合金的變質(zhì)劑的變質(zhì)效果和特點(diǎn)

1、 鋁合金的變質(zhì)劑的變質(zhì)效果和特點(diǎn)1）鈉鹽變質(zhì)劑變質(zhì)方法 Na 可使共晶硅的結(jié)晶由短圓針狀變?yōu)榧?xì)粒狀，并降低共晶溫度，增加過冷度，細(xì)化晶粒。其細(xì)化效果，對(duì)冷的慢的砂型、石膏型鑄件而言比較好，還有分散鑄件（鑄錠）縮窩的作用，這對(duì)要求氣密性好的鑄件有重要的作用。鈉鹽變質(zhì)法的成本低，制備也比較簡(jiǎn)單，適合批量小、要求不很高的產(chǎn)品，其缺點(diǎn)是：鈉是化學(xué)活潑性元素，在變質(zhì)處理中氧化、燒損激烈、冒白色煙霧，對(duì)人體和環(huán)境都有危害，操作也不太安

2、全，特別是易使坩堝腐蝕損壞，它的充分變質(zhì)有效時(shí)間短，一般不超過 1h。鈉還使 Al-Mg 系合金的粘性增加，惡化鑄造性能，當(dāng)鈉量多時(shí)，還會(huì)使合金的晶粒催化，所以 Al-Mg系合金和含 Mg 量高于 2%的 Al-Si 合金，一般都不用鈉鹽變質(zhì)劑來進(jìn)行變質(zhì)處理，以免出現(xiàn)所謂“鈉脆”現(xiàn)象 2）鋁鍶中間合金變質(zhì)法 這是國(guó)外使用的較多的一種長(zhǎng)效變質(zhì)方法。加入量為爐料總重量的 0.04-0.05%的 Sr。其優(yōu)點(diǎn)是變質(zhì)效果比鈉鹽好，氧化燒損也比

3、鈉鹽小，有效變質(zhì)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)坩堝的腐蝕性也比鈉鹽小，因而可使坩堝的使用壽命延長(zhǎng)。這種變質(zhì)法操作也比使用鈉鹽安全衛(wèi)生，不產(chǎn)生對(duì)人體和環(huán)境有害的氣體，變質(zhì)效果也比鈉鹽好，一般有80-90%的良好變質(zhì)合格率。其缺點(diǎn)是：成本比鈉鹽高，要預(yù)先配制成中間合金（否則就要采用鍶鹽變質(zhì)劑） ，沒有鈉鹽那樣的有分散鑄件縮窩的作用。 3）鋁銻中間合金變質(zhì)法 這種方法也是用的較多的一種長(zhǎng)效變質(zhì)方法。加入量為爐料總重量的 0.2-0.3%的 Sb，可獲得長(zhǎng)效

4、變質(zhì)效果，即使到鋁合金重熔，此變質(zhì)效果仍起作用。其變質(zhì)效果與合金的冷卻速度有關(guān)，冷卻速度快（如在金屬型中鑄造） ，變質(zhì)效果好；冷卻速度慢（如在石膏型、砂型中鑄造） ，則變質(zhì)效果差。但應(yīng)注意，已經(jīng)過鈉鹽或鍶鹽或鋁鍶中間合金變質(zhì)過的鋁合金不能再加 Sb 來變質(zhì)，因?yàn)檫@樣會(huì)形成 Na3Sb 化合物而使合金的晶粒粗大、性能變壞，從而反使鈉、鍶的變質(zhì)效果降低。 4）SR813 磷復(fù)合細(xì)化劑和 SR814 磷鹽復(fù)合細(xì)化劑孕育法這是近年開發(fā)的一種適合

5、過共晶型鋁硅合金的初晶 Si 的細(xì)化劑。因?yàn)?P 在鋁合金液中形成 AlP 的微細(xì)結(jié)晶核種，細(xì)化晶粒的效果很好，有效持續(xù)孕育時(shí)間也長(zhǎng)，但它會(huì)與 Na、Sr、Sb 形成化合物，降低它們對(duì)共晶硅結(jié)晶的細(xì)化效果，所以，已經(jīng)使用 Na、Sr、Sb 作過變質(zhì)處理的鋁合金，不要再加 P 來作變質(zhì)處理。 5）鋁鈦中間合金變質(zhì)法 其中含有 4%左右的鈦，鈦是細(xì)化晶粒效果很好的元素，形成的 TiAl3 成為初晶α枝晶的異質(zhì)結(jié)晶核種，能有效地細(xì)化晶粒和防止

6、鑄造裂紋，對(duì)易產(chǎn)生鑄造裂紋的 Al-Cu-Mg 合金（如 ZL207）很合適。由于鈦量太多，又是通過與爐料一起熔化、擴(kuò)散、融合來細(xì)化晶粒的，故其細(xì)化效果雖沒有鈦硼熔劑好，但仍可達(dá)到一級(jí)晶粒的效果。其次是 TiAl3 的密度比鋁合金液大，如合金保溫時(shí)間過長(zhǎng)，就有可能沉降，凝聚成夾雜物，要嚴(yán)格注意。 6）鈦硼熔劑細(xì)化法 由于鈦硼熔劑中同時(shí)含有 Ti 和 B 兩種細(xì)化晶粒作用很強(qiáng)的元素，它們?cè)阡X合金液中形成 TiAl3 和 TiB2，未熔化的

7、 TiAl3 和不熔化的 TiB2（其相對(duì)密度 4.4，熔點(diǎn)為 2900℃）都?xì)埩粼阡X合金液中，成為鋁合金的初晶α枝晶組織的有效異質(zhì)結(jié)晶種。 這種熔劑細(xì)化晶粒的優(yōu)點(diǎn)是：①因?yàn)橛?Ti、B 兩個(gè)細(xì)化晶粒的元素和 Ti 含量為 Al-Ti 中間和金的 8 倍，故細(xì)化晶粒的效果非常好，比 Al-Ti 中間合金的效果大很多；②處理成本比用Al-Ti 中間合金低很多；③熔劑成塊狀，省去了熔化配制中間合金的許多費(fèi)用，燒損也少；④儲(chǔ)存省面積，很簡(jiǎn)便，

8、且塊重標(biāo)準(zhǔn)化，用前無需稱重；⑤熔劑塊自沉降、自擴(kuò)散、利用率高、簡(jiǎn)化了操作，改善了勞動(dòng)條件和減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度；⑥適用范圍廣，既適用鑄造鋁合金，又適用變形鋁合金；既適用純鋁，又適用鋁合金。 其缺點(diǎn)是：TiB2 和 TiAl3 一樣，密度也比鋁合金大，如保溫時(shí)間過長(zhǎng)，也會(huì)自沉降，凝聚成夾雜物。 7）鋁鈦硼絲細(xì)化法這是一種最先進(jìn)的細(xì)化晶粒的現(xiàn)代科技方法。其優(yōu)點(diǎn)是：①細(xì)化效果好，細(xì)化劑實(shí)際利用率高，使用量大大節(jié)??；②由于細(xì)化劑均勻地進(jìn)入所有待細(xì)化的

9、鋁合金液，故細(xì)化后的組織均勻，無粗細(xì)晶粒交錯(cuò)的混晶區(qū)，從而大大提高了合金的強(qiáng)度和延伸率，減少了裂紋等廢品；③避免了上述 TiAl3 和 TiB2 的沉降，凝集所引起的夾雜和熔爐的結(jié)瘤，減少了清爐和洗爐的工作量；④很適合長(zhǎng)時(shí)間大批量的連續(xù)鑄造；⑤實(shí)現(xiàn)了細(xì)化處理自動(dòng)化無人化，省人省事；⑥使細(xì)化處理和合金液凝固時(shí)間大為縮短，提高了生產(chǎn)效率；⑦因無 TiAl3 和 TiB2 等夾雜物的沉降、凝集，使產(chǎn)品在陽極氧化處理后的表面質(zhì)量好，特別是箔材、

10、印刷板、激光全息膜、飲料罐和食品罐等薄或超薄鋁材的最理想的細(xì)化劑。很適用作變形鋁合金的晶粒細(xì)化處理。 8）稀土變質(zhì)法 利用 Al-RE 中間合金的稀土變質(zhì)法，是在鋁合金液溫度為 720-760℃時(shí)，加入占爐料總重量的 0.2-1.0%的 Al-RE 中間合金。其優(yōu)點(diǎn)是它對(duì)α（Al）及共晶組織均有明顯的細(xì)化效果，還兼有較好的精煉凈化作用，可顯著提高合金的機(jī)械性能，變質(zhì)有效時(shí)間也長(zhǎng)。缺點(diǎn)是當(dāng)操作不當(dāng)時(shí)，會(huì)使稀土氧化，燒損也較大，還可能產(chǎn)生

11、高熔點(diǎn)的偏聚物沉降。 9）鋁鋇中間合金變質(zhì)法 這是利用 1-4%Ba-Al 中間合金或鋇鹽來對(duì)鋁合金液進(jìn)行變質(zhì)處理的方法。其優(yōu)點(diǎn)是變質(zhì)過程中無吸氣傾向，合金經(jīng)變質(zhì)處理強(qiáng)度高，不腐蝕坩堝，也不污染環(huán)境。缺點(diǎn)是變質(zhì)效果不如鈉，變質(zhì)效果受冷卻速度的影響大，變質(zhì)后合金的延伸率提高不多。 10）純碲變質(zhì)法 其加入量為爐料總重量的 0.05-0.1%，處理溫度為 740℃左右。其優(yōu)點(diǎn)是變質(zhì)后合金的性能與鈉變質(zhì)的相當(dāng)，合金重熔后其變質(zhì)效果基本不變