共晶型Al-Si系凤铝合金变质问题分析

发布时间：2016-01-17 12:47 浏览次数：

　　Al-Si系变形铝合金，有亚共晶型和共晶型两类，共晶型合金主要铸造成较大规格圆锭，经挤压、锻造后，用于生产内燃机活塞。

　　共晶型Al-Si系合金的熔铸生产,由于不对初晶Si进行变质处理,在工艺措施不到位的条件下铸锭中难免出现尺寸超标的初晶Si组织。初晶Si的纤维硬度很高，它不仅增加切削加工刀具的磨损，影响材料组织的均匀性，还降低受力件的使用寿命，因而是一种组织缺陷，需要严格限制，初晶Si的晶粒大小一般要求不超过0.08mm。共晶型Al-Si系变形铝合金，若在浇注前不进行共晶Si相的变质处理，其铸锭没有工业实用价值，因此，本文重点介绍目前用于共晶硅变质处理的几种变质剂。

　　1 共晶Si的Na变质

　　广泛用于工业生产的Na变质剂为Na盐，这是一种传统的变质工艺，采用Na盐变质剂的突出优点是可以获得满意的变质效果，同时变质成本低。但有以下缺点:

　　(1) Na盐极易氧化挥发，变质有效期短，且可使熔体中氢含量增加。

　　(2) Na盐变质剂中的NaF有毒，损害人体健康，腐蚀工具、设备。

　　(3) 没有重熔变质效果。

　　在变形铝合金的熔铸生产中,使用的冶金炉通常为反射炉，容积较大，铸造作业时间较长。工业生产的实践证明，运用Na盐变质剂对共晶Si相进行变质处理，需采取特殊的工艺措施，减少变质后熔体中的Na烧损，有效的延长变质有效期。

　　2 共晶Si的Sr变质

　　共晶Si相的Sr变质，是继Na变质后出现的新技术，它有与Na相近的变质效果。

　　Sr盐变质剂也曾在工业生产中应用，其中含有SrF2、SrCl2、Na3AlF6等，但其变质效果不太稳定。Sr变质的突出优点:可获得与Na相近的变质效果;变质有效期长;无毒无烟害，不损害人体健康;不腐蚀熔炼设备;有一定程度的重熔变质效果。Sr变质的缺点主要是Sr可分解炉气中的水蒸气,使熔体中氢含量增加,且变质成本较高。

　　在变形铝合金的熔炼生产中,若在炉内用Al-Sr中间合金变质,需在熔体表面覆盖含SrCl2的覆盖剂，以减少Sr的烧损,进而延长Sr变质的有效期,同时也有利于降低熔体中的含氢量。

　　3 共晶Si相的Sb变质

　　共晶Si相的Sb变质，其变质效果略低于Na的，通常采用含Sb5%～8%的Al-Sb中间合金将Sb加到合金中，Sb有长效变质效果。加Sb变质剂的合金对铸造凝固速度敏感，如凝固冷却速度低或铸件壁厚较大时会降低变质效果。

　　Sb可与合金中的Mg形成Mg3Sb2化合物，降低了Mg的强化作用。Sb可与Na形成Na3Sb 化合物，因此在熔铸生产中采用Sb变质时，不能使用钠盐。