重力铸造--铝合金铸件的氧化膜夹层介绍

铝合金在熔炼过程中、自熔炉内倾出时、变质处理过程中、以高气流速度进行喷吹净化处理时以及浇注过程中，铝合金液都会受到强烈的扰动。液态金属表面的扰动，会拉动其表面上的氧化膜，使之扩展、折叠、断开。氧化膜断开处露出的清洁合金液面，又会被氧化而产生新的氧化膜。氧化膜的折叠会使其朝向大气一侧的干燥表面互相贴合，并在两干燥表面间裹入少量空气，成为‘氧化膜夹层’。 氧化膜夹层易于卷入金属液中，还会在扰动的金属液作用下被挤成小团。由于Al2O3的熔点比铝合金液的温度高一千多摄氏度，而且具有高度的化学稳定性，小团不会熔合，也不会溶于铝合金中。虽然Al2O3的密度略高于铝合金液，但裹入空气后的氧化膜夹层的密度就比较接近于铝合金液。因此，除在大型保温炉内长时间静置过程中氧化膜夹层可能下沉外，在一般铸造生产条件下，都会比较稳定地悬浮于铝合金液中。 已经悬浮有氧化膜夹层的铝合金液，再次受到扰动时，又会产生更多的氧化膜夹层。铸件生产过程中，合金的熔炼、自熔炉倾出、变质处理、净化处理、浇注等作业都会使铝合金液产生强烈的扰动，铝合金液中除保留原有的氧化膜夹层外，还会因再次扰动而不断增加新的氧化膜夹层。因此，进入型腔的金属液中都含有大量微小的氧化膜夹层。 金属液充满型腔后，即处于静止状态，被挤压成团的氧化膜夹层会逐渐舒展成为小片状。金属液冷却到液相线以下后，枝状晶的生核和长大，又是促进被挤压成团的氧化膜夹层舒展的因素。 铸件凝固后，大量小片状氧化膜夹层本身就是小裂纹，起切割金属基体的作用，当然会使合金的力学性能降低，而危害更大的却是诱发气孔和小缩孔的产生。 随着液态金属温度的逐渐降低，氢在金属液中的溶解度不断下降，但是氢以气孔的形式自液态金属中析出是非常困难的。均匀的液相中产生另一种新相（气相）时，总是先由几个原子或分子聚集而成，其体积很小。这种体积微小的新相，其比表面积（即单位体积的表面面积）极大，要产生新的界面，就需要对其作功，这就是新相的界面能，即其表面面积与表面张力的乘积。铝合金液冷却过程中要得到这样大的能量，实际上是不可能的。 即使产生了新相的核心，其长大也需要很大的能量，而且只有在新相的尺寸超过某一临界值后才有可能长大。尺寸小于临界值的新相核心不可能长大，只会自行消失

铝合金铸造件的各类表层工艺处理的特点

铝合金铸件所选用的锻造工艺便是砂模铸造，用于生产制造砂模的基本上原料则是覆膜砂铸造和型沙粘接剂，在其中常见的覆膜砂铸造是硅质砂，而型沙粘接剂的应用则是为使做成的砂模和型芯具备一定的抗压强度，在运送、合型及浇筑形状记忆合金时不至于形变或毁坏。 在砂模铸造铝合金铸件的全过程中，常用的外砂模按型沙常用的粘接剂以及创建抗压强度的方法不一样，能够分成黏土湿砂模、黏土干砂模和有机化学硬底化砂模，分别又有什么特性呢？ 铝合金铸件生产制造中所应用的黏土湿砂模，主要是以黏土和适当的水为型沙的关键粘接剂，做成砂模后立即在湿态下合型和浇筑。湿型沙的抗压强度在于黏土和水按一定占比混和而成的黏土浆。对比别的砂模而言，用它来进行铝合金铸件生产制造需要的周期时间短，作用高，但因为铸型的弯曲刚度不高，铸造件的规格精密度较弱，因而铝合金铸件便于造成冲砂、夹砂管、出气孔等缺点。 而生产制造黏土干砂模的型沙湿态水份稍高于湿型用的型沙，砂模制完之后，凹模表层要涂以防火建筑涂料，再放置加热炉中烘干处理，待其制冷后就可以合型和浇筑，并资金投入铸造件的生产制造。但自有机化学硬底化砂获得普遍选用后，干砂模已趋向取代。