钠盐对铝硅合金的变质_徐建辉

1999年12月 南昌航空工业学院学报December　1999第13卷第4期 Jo ur nal o f N anchang Institute of A er onautical T echnolog y V o1.13　N o.4

钠盐对铝硅合金的变质

徐建辉,张学群,邓克明,方立高

(南昌航空工业学院　材料工程系,江西南昌330034)

摘要:采用高纯铝和硅(>99.99%w t)配制Al-10%Si二元合金,经三元钠盐变质,研究合金中共晶硅相。结

果表明:铝硅合金共晶凝固时,硅相滞后于铝相结晶。进行钠盐变质处理后,共晶凝固时硅相滞后更加明显,

并使之由片状转变为纤维状。钠盐变质后的共晶硅中有较多的孪晶,孪晶轴为(111)Si;孪晶方向为(211)Si,共

晶两相的位向关系符合〔100〕Al∥〔110〕Si。钠盐变质后的共晶硅以孪晶沟槽(T PRE)长大机制进行分枝、细化

和弯曲,从而证明孪晶沟槽长大机制是产生变质结构的重要途径。

关键词:变质处理;铝硅合金;结晶组织;钠盐;共晶硅。

中图分类号:TG290

前言

铝硅二元合金经纳盐变质、锶变质、锑变质及混合稀土变质后的共晶硅形态与未变质前有很大差异〔1、2〕。对锶盐变质和未变质两种情况下的共晶硅形态差异及孪晶沟槽(T PRE)长大机制,Msham suzon和A.M.Hag an在电子显微分析的基础上作了大量工作〔3-5〕,Hallew all 等〔6-9〕对未变质合金中的共晶硅的生长面、结晶过程及机制进行了研究和计算,表明未变质处理时共晶硅内生成孪晶的机率很小,孪晶密度极低。变质元素的加入,易于诱发孪晶。但对共晶凝固时相领先问题未给予重视,更未见实验证明。同时,对钠盐变质的许多细节问题也有待进一步探讨。

1　实验方法

采用高纯铝和硅(>99.99%),在井式电阻炉中用石墨坩埚配制Al-10%Si二元合金,并经三元钠盐(62.5%NaCl+12.5%KCl+25%NaF)进行变质处理,分别浇注512m m杆状金属型冷却试样(冷却速度为182℃/min)和56m m长杆砂型试样(预制定向凝固试样)。用定向凝固装置对长杆试样重熔后,中间局部加热,两端同时凝固,使之在中部产生气孔或缩孔,在用X射线透视观察其所在部位后,尽可能切除该部位多余金属,拉伸使之在该部位基本不产生变形的前提下断裂,并迅速将此两段试样放入分析纯丙酮中保护起来。再用复型方法对气

收稿日期:1999-12-01 第一作者:徐建辉,男,1958年生,工学博士。

孔或缩孔处形貌复型,在透射电子显微镜下观察其复型形貌,得到合金凝固前沿共晶硅相与铝相之间的关系。对金属型冷却试样采用20%HCl 深腐蚀后扫描电子显微镜(EPM -810Q 型)

观察其SEM 形貌〔8〕。制取薄膜试样〔4〕在透射电子显微镜下进行电子显微分析。萃取出合金中

的单束共晶硅置于铜网支撑的碳膜上,采用H -800型透射电子显微镜观察其形貌。

2　实验结果及分析

图1是变质处理的铝硅合金金相试样经电解抛光后的透射电镜复型像。由于在电解抛光时,铝相的腐蚀速度远大于硅相的腐蚀速度,表现为硅相相对于铝基体为凸起相。图2是钠盐变质铝硅合金凝固前沿的透射电镜复型像,此时结晶的硅由于变质剂的作用而成纤维状。与图1对照可以发现,此时的硅晶体相对于铝基体来说是凹陷的,说明硅相的生长滞后于铝相的生长,而对片状生长的硅来说,同样也是凹陷,如图3。这种硅相滞后于铝相生长,从铝相与硅相的生长机制不同来看,铝相是非小平面型生长晶体,硅相为小平面型生长晶体。小平面型生长晶体的动态过冷远大于非小平面型生长晶体,可能是硅相滞后于铝相生长的原因。同时,从图3与图2的比较可以很明显地看出,变质后的纤维状共晶硅凹陷的程度大于片状硅。这与硅晶体结晶过程中受变质剂元素作用有关。钠在铝相和硅相中的固溶度都很小,当共晶凝固时,钠原子必然在固液界面富集,阻碍晶体的生长,由于硅相生长相对滞后,钠原子更易于在其前端聚集吸附,变质作用越强,硅相受阻就越强,

硅片也就更易形成纤维状。

图1　变质处理铝硅合金金相显微 图2　钠盐变质处理合金凝固界面纤维

组织复型T EM 形貌15000× 状共晶硅复型T EM 形貌21000× 对于滞后生长的硅相,它的形态及生长机制受到许多因素的影响。图4是深腐蚀试样的扫描电子显微照片,表明共晶硅结晶时,硅晶体在一个区域内的硅枝是趋于一个方向排列的,这种硅枝表现为纤维状。而箭头所指的硅晶体大角度分枝,两硅枝间夹角约70.5度,这与TPRE 长大机制是相吻合的。变质处理后的铝硅合金中共晶硅结晶时会有许多孪晶存在。当一枝共

晶硅中有许多个孪晶存在时,硅以TPRE 长大机制进行生长将是一个非常重要的途径〔5、7〕,图

5是一钠盐变质处理后铝硅合金薄膜试样透射电子显微形貌,表明此时钠盐变质作用完全,硅晶体形成了密集分枝的纤维状。而这种形态的形成与钠元素对硅晶体的生长阻碍作用和硅晶第4期 徐建辉　等:钠盐对铝硅合金的变质 37

体内部的孪晶是密切联系的。图6是钠盐变质合金薄膜透射电子观察情况,合金中有许多孪晶迹线存在。这些迹线表现为同一方向,对其衍射斑点分析表明:电子束入射方向是〔100〕Al ,且〔110〕Si ∥〔110〕Si,B ,而形貌象的迹线方向与〔112〕Si,A 和〔112〕Si,B 是平行的。形貌中的迹线为孪晶,孪晶轴为〔111〕Si,A 和〔111〕Si,B ,

而且此时只有一个方向的孪晶存在。

图3　共晶凝固前沿片状共晶 图4　合金深腐蚀处理后SEM 形貌2000× 硅复型T EM 形貌15000

×

图5　钠盐变质合金薄膜试样T EM 形貌2000×

显微成份分析表明图7所示为单一的硅晶体。而其形貌则为密集分枝的根瘤状。对其分枝角度观察,类似于箭头所指处的大角度分枝是比较多的。由以上结果可以看出钠盐变质铝硅合金中的共晶硅以孪晶沟槽机制生长是非常重要的途径。而硅晶体以此机制进行生长的模型,资料〔5〕已作了细致的描述。

3　结论(1)　铝硅二元合金凝固时,硅相滞后于铝相生长,钠盐变质的铝硅合金中的纤维状共晶

38 南昌航空工业学院学报 2000年

硅比未变质处理时的片状共晶硅的滞后程度更大。

(a)明场像 (b)衍射斑点像 (c)衍射斑点分析

图6

　钠盐变质铝硅合金金属型冷却试样透射电子显微分析

图

7　钠盐变质铝硅合金中单束共晶硅TEM 形貌2000× (2)　钠盐变质后的铝硅合金,硅晶体中孪

晶密度很高,硅晶体以孪晶沟槽(TPRE)机制

生长。硅晶体由此产生分枝、细化和弯曲。

(3)　钠盐变质后铝硅合金中的共晶硅与

铝相位向关系为〔110〕A l ∥〔110〕Si 。

(4)　钠盐变质的铝硅合金中硅相为密集

分枝的纤维状。

参　考　文　献

〔1〕Xu Jianhu i,etc.Pr oc.Of s eeond international confer-ence on Aluminu m alloys (ICAA 2),BeiJ ing .Oct .1990;

〔2〕徐建辉、邓克明、方立高等,《新材料研究》下,中国科协学会要作部,1998,10,P 4;

〔3〕S.Shams uzzlh a and L.M.Hogan ,J.Of crys tal Grow th Vol.72.1985;

〔4〕S S hamsuz zoha and L.M.Hogan,J.Of crystal Grow th Vol.76.1986;

〔5〕S S hamsuz zoha and L.M.Hogan,J.Of crystal Grow th Vol.82。1987.P598-P610;

〔6〕H .A .H .S teen ,A .Hellaw ell ,Acta M et .Vol .231975,P 29;

〔7〕S huzu Lu and A .Hellaw ell ,M etallurgical T rans .A Vol .18A .1987,P 1721-P 1733;

〔8〕M .G.Day :A .Hellaw ell,J.Ins t.M et.Vol.951967,P377;

〔9〕Cruzles ki J.E,T he Art and Science of M odification 25year of progr ess AFS T ransactions.1992,10.P673-P683。第4期 徐建辉　等:钠盐对铝硅合金的变质 39

40 南昌航空工业学院学报 2000年The Eutectic Si-phase in Al-Si Alloy

Modified by Na-Salt

Xu Jianhui;　Zhang Xuequn;　Deng Kemin;　Fang Ligao (Dept.Of M ater ial Eng ineering,Nanch ang Institute of Aeronautical Techn ology,P.R.Chin a330034)

Abstract:Al-10%w t Si alloy m ade of hig h pur ity aluminum and silico n(>99.99%w t)is modified by Na-Salt.T he r esult from analuyzing.the eutectic Si-phase indicates that the Si-phase lags behind the Al-phase w hen Al-Si allo y eutectic solidified.modification not only changes the laminar Si-phase to fibrous Si-phase w hose solidification lag s m ore than the fo rmar's,but also increases gr eatly the ednsity of tw in crystal in Si-phase.T he tw in cr ystal axis is(111)si.T he cry stal orientation is(211)si.T he tw o phas,Si-phase and Al-phase in eu-tectic,accord w ith a regulation that[100]al parallels to[110]si.Further mor e,the modified eu-tectic Si-phase branches,r efines,flex es in accordance w ith T PRE g row ing-mechanism,which is an im po rtat approach to form modified cry stallization structure.

Keywords:M odification,Al-Si Alloy,Crystallization Structure,Na-Salt,Eutectic Silicon

(上接第31页) (2)　20钢采用碳硼复合渗处理的饲料粉碎机锤片使用效果良好,比单渗硼处理的使用寿命大为提高。

参　考　文　献

〔1〕孙希泰,金属热处理,1995(6):5;

〔2〕叶萍等,金属热处理,1989(6):39;

〔3〕从善海,金属热处理,1992(1):54;

〔4〕姜旭初,模具工业,1993(3):53;

〔5〕单丽云,金属热处理,1991(7):14。

Study and Application of C-B Double

Cementation of Steels20and45

Zhou Xianliang,Zhang Jianyun,Hua Xiao zhen

(Dept.of M ater ial Eng ineering,Nanch ang Institute of Aeronautical Techn ology,P.R.Chin a330034)

Abstract:T he structure and w ear resistance o f layers of C-B double cementation o f steels20and45have been studied.The results show that the tr ansition layer w ith high bear-ing strength and high w ear resistance can be obtained by C-B double cementation.T he ef-fect of C-B double cem entation tested on hamm er-block in food grinder machine is ex cel-lent.

Keywords:C-B double cementation;Wear resistance;Carbon steels;Application.

利用煤矸石生产硅铝合金的工艺研究

利用煤矸石生产硅铝合金的工艺研究 李晓波殷建华 山西丰喜肥业股份有限公司闻喜公司北京安泰科信息有限公司 摘要：本文论述了利用电热法加工煤矸石生产硅铝合金的基本原理及产品的主要用途，这为充分开发利用废弃的煤矸石找到了一条极好的途径。 关键词：煤矸石；硅铝合金；结壳带；吸附精炼法 1、概述 随着我国煤炭产量的增长，煤矸石的排除量不断增加。据全国性调查统计，截止1991 年底，我国煤矸石排出总量已达22亿吨以上，占地约17万亩。现在每年排出的煤矸石量为 1.3亿吨，占地约1万亩。煤矸石是夹在煤层中的矸石，由于储存在不同年代的地层中，故 其各种性能有所不同。但总的来说，煤矸石的主要矿物成分为粘土矿物、非粘土矿物。常见 的有磁铁矿、金红石、云母、有机物等，其有机物的发热量一般在3350~6280大卡/kg，硫 含量大部分为1%，少数为4%以上。煤矸石的化学成分，见表1。工业分析结果，见表2。 表1 煤矸石化学成分分析 项目 SiO2 Al2O3TiO2 CaO MgO K2O Na2O SO3P2O5 Fe2O3烧失 量 含量 （%）50.13 22.571.00 2.01 0.80 1.41 0.51 0.69 0.03 2.03 17.88 表2 煤矸石工业分析结果单位：% 项目水份灰份挥发份全硫固定碳发热量（KJ/kg）坩埚粘结性 数值1.42 83.62 11.35 0.98 5.94 5268 2 由表1、表2可以看出，煤矸石的化学成分与粘土的化学成分大致相似，主要为SiO2 和Al2O3这两种有用成分，其余均为次要成分。煤矸石的发热量一般在5268kJ/kg左右。因此，可利用其化学成分生产硅铝合金。该产品可作复合脱氧剂用于炼钢脱氧；用于制取共晶 硅铝合金；提取纯铝；制成锌铝合金用于钢材镀层；用作处理废水的絮凝剂；用作生产某些 金属的还原剂等。采用含铝35~60%的硅铝合金作还原剂与采用75%（含硅）的硅铁相比， 还原温度可降低50~100℃，生产能力可提高5%以上。 2、电热法制取硅铝合金的方法与原理 2.1.方法及特点 目前，电热法生产硅铝合金一般以含有氧化铝和氧化硅的矿物为原料，用碳质材料为还 原剂，经电炉熔炼直接制得。 在自然界中含有氧化铝和氧化硅的矿物广泛存在，如铝土矿、高岭土、粘土、蓝晶石、 硅线石和煤矸石等。矿物种类繁多，不仅大大扩展了原料来源，还可以解决一些废物的综合 利用问题。电热法硅铝合金是在矿热炉内熔炼的。矿热炉的有效功率可达80%以上。可使 用交流电源，电热法制取硅铝合金需在2000~2200℃的高温下进行，熔炼过程对炉料质量、

不同变质处理对铝合金组织性能的影响

不同变质处理对铝合金组织性能的影响 摘要：在铸造Al-15%Si合金熔炼过程中分别加入变质剂P盐、P盐+Al-Sr中间合金对其进行变质处理，分析不同变质剂及它们的复合形式对合金力学性能和显微组织的影响。实验结果表明，P盐和Al-Sr 中间合金都对合金组织有一定的细化作用，其中P盐主要细化初晶硅，P盐+Al-Sr中间合金的复合变质剂能同时细化初晶硅和共晶硅。实验证明加入复合变质剂后合金的显微组织细化程度最高，力学性能最为优越。 关键词：铸造Al-Si合金、变质处理、显微组织、性能 引言 铝合金是目前采用最多的轻金属合金材料，而铸造Al-Si系列合金是铝合金系中应用最早、最广泛的铝合金，它是重要的合金之一，具有优异的铸造性能，良好的力学性能与物理化学性能。它是目前研究和应用最为广泛的铸造铝合金，其产量占铸铝总产量的80%～90%，适用于各种铸造方法。因此，研究Al-Si系列合金的组织性能特点，进一步探寻在普通生产工艺中强化铝硅合金性能的方法，具有重要的理论意义和工程应用价值。 铸造Al-Si合金具有良好的力学性能、铸造性能和切削性能，广泛应用于航空航天和你汽车工业。Al-Si未变质处理时，共晶Si以粗大的针、片状存在，严重割裂了合金基体，降低了合金的强度和塑性。Sr对共晶硅起到很好的变质作用，同时却促进了粗大的柱状和树枝状

Al晶粒的形核生长，这说明对铸造Al-Si合金仅变质处理是不够的，还有必要对枝晶进行等轴化和细化，消除这种组织对合金力学性能的不利影响。 本文采用了不同的变质剂对Al-15%Si合金进行变质处理，研究了变质处理对合金组织的影响规律，同时初步探讨变质剂对Al-Si合金的细化变质机理。 1、实验方案设计 1.1材料的选择 本实验的目的在于研究不同变质剂对于铝合金组织及其性能的影响，为了实验的顺利进行以及实验过程之中出现较少的干扰因素，选择二元Al-Si合金作为本次实验的研究对象，由于变质处理作用的主要机制在于改变铸态下的Si的形态、数量及其分布，再加之合金液体要具有相对较好的流动性，最终确定Al-15Si作为实验材料。 1.2实验设备 1)锭模的选择 由于实验的需要和操作过程的顺利进行，选择金属型模具。 2)熔炼设备 坩埚电阻炉、温度控制器、其它工具、石墨坩埚、石墨搅拌棒、配套的热电偶、天平、钟罩、撇渣勺、浇勺、夹钳等。 3)金像显微设备 金相显微镜，型号：ZEISS-Imager

铝合金的表面处理实用工艺审批稿

铝合金的表面处理实用 工艺 YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】

【工艺知识】铝材表面处理工艺大全介绍 总则 表面处理：它是通过机械和化学的方法处理后，能在产品的表面上形成一层保护机体的保护层。在自然界中能达到稳定状态，增加机体的抗蚀性和增加产品的美观，从而提升产品的价值。表面处理种类的选择首先要从使用环境，使用寿命，人为欣赏的角度出发，当然经济价值也是考虑的核心所在。 表面处理的流程包括前处理，成膜，膜后处理。包装，入库。出货等工序，其中前处理包括机械处理，化学处理。 机械处理包括喷吵，抛丸，打磨，抛光，打蜡等工序。机械处理目的使产品表面剔除凹凸不平，补救表面其它外观不良现象。化学处理使产品表面的油污锈迹去除，并且形成一层能使成膜物质更好的结合或和化成活性金属机体，确保镀层有一个稳定状态，增加保护层的结合力，从而达到保护机体的作用。 铝材表面处理 铝材常见的化学处理有铬化，喷漆，电镀，阳极氧化，电泳等工艺。其中机械处理有拉丝，抛光，喷吵，打磨等工艺。 —————— 第一节铬化 铬化会便产品表面形成一层化学转化膜，膜层厚度在，这层转化膜吸附性好，主要作为涂装底层。外观

有金黄色，铝本色，绿色等。这种转化膜导电性能好，是电子产品的最好选项，如手机电池内导电条，磁电设备等。该膜层适合所有铝及铝合金产品。但该转化膜质软，不耐磨，因此不利于做产品外部件利用。 铬化工艺流程： 脱脂—>铝酸脱—>铬化—>包装—>入库 铬化适合于铝及铝合金，镁及镁合金产品。 品质要求： 1）颜色均匀，膜层细致，不可有碰伤，刮伤，用手触摸，不能有粗糙，掉灰等现象。 2 ）膜层厚度。 —————— 第二节，阳极氧化 阳极氧化:可以使产品表面形成一层均匀，致密的氧化层，(Al2O3 。6H2O 俗名钢玉)这种膜能使产品的表面硬度达到(200-300HV)，如果特种产品可以做硬质阳极氧化，产品表面硬度可达 400-1200HV，因而硬质阳极氧化是油缸，传动，不可缺的表面处理工艺。 另外这种产品耐磨性非常好，可做航空，航天相关产品的必用工艺。阳极氧化和硬质阳极氧化不同之处:阳极氧化可以着色，装饰性比硬质氧化要好的多。施工要点:阳极氧化对材质要求很严格，不同的材质表面有不同的装饰效果，常用的材质有6061，6063，7075，2024 等，其中，2024 相对效果要差一些，由

铝硅合金的熔炼

铝硅合金的熔炼 冶金1班：郑伟1143081004 前言：从20世纪韧铝合金用于铸造工业以来，合金的成分有了很大的发展，合金的品种越来越丰富。早期使用的铸造铝台金含t3％2n和3％cu。这种合金在第一次世界大战前后用量很大，后来由于金屑型铸造的发展而被铝铜合金取代。同时，铝硅台金开始得到应用．铝镁合金也随之推出。 1919年，美国生产的铝合金铸件，97％以上由含8％cu的铝合金铸造。1933年，用这种合金生产的铸件仍占铝合金铸件的50％左右。除了在铸态下使用的合金外，后来又开发出可以热处理的铝锅台金，含大约4％cu o 随着金屑型铸造和压铸工艺的发展，铝硅合金得到广泛应用。近年来，在铸造领域应用的铝合金，除了铝硅系列合金之外，还有铝锅系列、铝镁系列、铝锌系列和其他系列的铝合金。在这些系列的合金中，除了少数的二元合金外，大多数都是添加多种合金元素的多元合金。 摘要：铝硅合金熔炼性质工艺流程 正文： 铝硅系列合金具有良好的铸造性能，较小的线胀系数，耐磨性能好，气密性也很好。这种合金被广泛地应用于铸造复杂的铸件，如汽车发动机铸件等。 铝的国家标准 铸造铝合金生产中所用的铝包括电解原铝重熔用铝锭和一定数量的再生铝。有些牌号的铸造铝合金要以电解原铝为原料，有些牌号则可以用大部分再生铝和小部分电解原铝作原料．有些牌号甚至可以完全用再生铝作原料。 电解原铝是用冰品石—氧化铝熔融盐电解法生产的。自中华人民共和国成立以来，我国的电解铝工业从无到有p生产技术和铝产量都有很大发展。1999年我国铝的总产量已达265万吨，跃居世界第三位，仅次于美国和俄罗斯。2003年我国铝的总产量达到542万吨，居世界首位。但是．我国铝的人均占有量还很少。 硅的国家标准 我国工业硅必须符合国家标憋哪288l一91，工业硅厂工业硅的内控标准如表2.4,2．5所示。

铝合金熔炼工艺流程和操作工艺

铝合金熔炼工艺流程和操作工艺(一) 装料 熔炼时，装入炉料的顺序和方法不仅关系到熔炼的时间、金属的烧损、热能消耗，还会影响到金属熔体的质量和炉子的使用寿命。装料的原则有： 1、装炉料顺序应合理。正确的装料要根据所加入炉料性质与状态而定，而且还应考虑到最快的熔化速度，最少的烧损以及准确的化学成分控制。 装料时，先装小块或薄片废料，铝锭和大块料装在中间，最后装中间合金。熔点易氧化的中间合金装在中下层。所装入的炉料应当在熔池中均匀分布，防止偏重。 小块或薄板料装在熔池下层，这样可减少烧损，同时还可以保护炉体免受大块料的直接冲击而损坏。中间合金有的熔点高，如AL-NI和AL-MN合金的熔点为750-800℃，装在上层，由于炉内上部温度高容易熔化，也有充分的时间扩散；使中间合金分布均匀，则有利于熔体的成分控制。 炉料装平，各处熔化速度相差不多这样可以防止偏重时造成的局部金属过热。 炉料应进量一次入炉，二次或多次加料会增加非金属夹杂物及含气量。 2、对于质量要求高的产品（包括锻件、模锻件、空心大梁和大梁型材等）的炉料除上述的装料要求外，在装料前必须向熔池内撒20-30kg粉状熔剂，在装炉过程中对炉料要分层撒粉状熔剂，这样可提高炉体的纯洁度，也可以减少损耗。 3、电炉装料时，应注意炉料最高点距电阻丝的距离不得少于100mm，否则容易引起短路。 熔化 炉料装完后即可升温。熔化是从固态转变为液态的过程。这一过程的好坏，对产品质量有决定性的影响。 A、覆盖 熔化过程中随着炉料温度的升高，特别是当炉料开始熔化后，金属外层表面所覆盖的氧化膜很容易破裂，将逐渐失去保护作用。气体在这时候很容易侵入，造成内部金属的进一步氧化。并且已熔化的液体或液流要向炉底流动，当液滴或液流进入底部汇集起来时，其表面的氧化膜就会混入熔体中。所以为了防止金属进一步氧化和减少进入熔体的氧化膜，在炉料软化下塌时，应适当向金属表面撒上一层粉状熔剂覆盖，其用量见表。这样也可以减少熔化过程中的金属吸气。 覆盖剂种类及用量 炉型及制品电气熔炼煤气炉熔炼 覆盖剂用量普通制品特殊制品普通制品特殊制品 （占投量） /% 0.4-0.5 0.5-0.6 1-2 2-4 覆盖剂种类粉状熔剂 Kcl：Nacl按1：1混合 B、加铜、加锌 当炉料熔化一部分后，即可向液体中均匀加入锌锭或铜板，以熔池中的熔体刚好能淹没住锌锭和铜板为宜。 这时应强调的是，铜板的熔点为1083℃，在铝合金熔炼温度范围内，铜是溶解在铝合金熔体中。因此，铜板如果加得过早，熔体未能将其盖住，这样将增加铜板的烧损；反之如果加得过晚，铜板来不及溶解和扩散，将延长熔化时间，影响合金的化学成分控制。 电炉熔炼时，应尽量避免更换电阻丝带，以防脏物落入熔体中，污染金属。 C、搅动熔体 熔化过程中应注意防止熔体过热，特别是天然气炉（或煤气炉）熔炼时炉膛温度高达1200℃，在这样高的温度下容易产生局部过热。为此当炉料熔化之后，应适当搅动熔体，以使熔池里各处温度均匀一致，同时也利于加速熔化.

铝合金表面处理

铝材表面处理工艺介绍 对铝材来说，阳极氧化所能做到的色彩的确比较局限，通常就是银白、古铜、钛金、K金色或者黑色。至于有时看到有很多他色彩是通过另外的工艺方法加工出来的： 1 、电泳涂层 在阳极氧化的基础上，通过电泳的作用，在氧化膜上均匀覆盖上一层水溶性丙烯酸漆膜，使型材表面形成阳极氧化膜和丙烯酸漆膜复合膜。手感光滑细腻，外观鲜艳亮丽，除能生产原氧化着色的颜色的基础上，能做出更多如白色及绿色等鲜艳色彩。 2、彩色粉末喷涂 共200多种颜色选择，给设计师一个广阔空间，性能稳定，漆膜附着力强，不易剥落、耐酸、耐盐雾、耐灰浆、耐候性、耐老化等性能优异。涂层在空气中不挥发、不氧化、无污染毒害，环保性能好。表面污物水洗后焕然一新。 3、彩色氟碳喷涂 通过静电作用在铝合金基体表面喷上聚偏二氟乙烯漆涂层。氟碳涂料为偏聚二氟乙烯，氟碳涂料。所以能具有持久保色度、抗老化、抗腐蚀、抗大气污染，其氟碳键是最强的分子键之一优越于其聚合休的分子结构。氟碳喷涂作为高档表面涂装工艺手段。160多种丰富色彩足以为建筑师和设计师提供无穷无尽的设计空间。它具有颜色均匀一致，且抗褪色和沾污的能力优越的优点。 另外，铝或者铝合金很适合做拉丝处理 拉丝与表面氧化的确是无关的，拉丝要在氧化之前做才行；另外氧化是肯定不能用自然氧化的方法，自然氧化得到的表面应该叫质量缺陷，它的氧化膜与专门处理的氧化膜成份、外观都是截然不同的。 另外还有一点，着色并非是氧化的后处理，是在氧化的同时进行的，常用的有下面几种氧化着色处理方法： 着色阳极氧化膜 铝的阳极氧化膜，靠吸附染料而着色。 自发色阳极氧化膜 这种阳极氧化膜是某种特定铝材在某种合适的电解液（通常以有机酸为基）中在电解作用下，由合金本身自发地生成一种带色的阳极氧化膜。 电解着色 阳极氧化膜的着色，通过氧化膜的空隙被金属或金属氧化物电沉积而着色。 着色确实是与氧化同时进行的，但也确实称其为该工艺的后处理，其意思是之其附加在该工艺中进行的（不进行也可以）。

6班-铝硅合金的细化和变质处理实验报告

1．实验目的 1)熟悉铸造铝硅合金的熔炼、精炼、细化和变质处理的过程； 2)掌握铸造铝硅合金精炼、细化和编制处理的基本原理及方法； 3)掌握细化剂和变质剂对铸造铝硅合金的影响。 2．实验内容 1)对熔融的Al-7Si合金进行细化处理； 2)对熔融的Al-7Si合金进行变质处理； 3)在光学显微镜下观察，评价合金的细化和变质处理效果。 3．实验原理 3.1 铝硅合金晶粒细化技术及其机理 铸造铝合金铸态时通常呈现三种不同的晶粒状态：等轴晶、柱状晶和枝状晶。有目的地一直柱状晶和枝状晶生长，促进细小等轴晶形成，这种工艺过程就叫做晶粒细化处理。 晶粒细化是通过控制晶体的形核和长大来实现的。细化处理的最基本原理是促进形核，抑制长大。而形核质点主要有两种来源：一是包括快速凝固法、动力学方法和成分过冷法等的内生形核质点，二是向熔体中添加晶粒细化剂的外来形核质点。目前，添加细化剂成为生产过程中最有效、最实用的方法。对于铝硅合金，通常将细化元素Ti、B以中间合金的形式加入熔体来实现晶粒的细化。 3.2 铝硅合金变质处理技术及其机理 铝硅合金中，由于Si相在自然生长条件下会长成块状或片状的脆性相，严重的割裂基体，降低合金的强度和塑性，因而必须采用变质处理工艺，使共晶硅形貌发生变化，提高合金性能。 4．实验步骤 1)在两个Al2O3坩埚中分别加入1000g的铝硅合金原料，在电阻炉中升温至720℃，溶化 后保温1小时以促进成分的均匀化； 2)对精炼处理后的Al-7Si合金教主一组试样； 3)向一个坩埚中加入0.03%的B进行晶粒细化处理； 4)向另一个坩埚中加入0.03%的Sr进行变质处理； 5)1-2人为一组，每个20-30分钟以组为单位浇注试样，为充分观察细化和变质处理的孕

铝合金表面处理

阳极氧化 产品名称：阳极氧化后 产品编号： 备注： 阳极氧化是铝及其合金通过电化学方法在其表面形成转化膜的过程。常规铝氧化膜可以满足顾客对铝表面从外观到性能的绝大多数渴求。 常规铝阳极氧化膜的优势: a、抗（大气）侵蚀能力可与不锈钢相比 b、表面硬度高150～300HV 减少了擦划可能 c、电绝缘性电击穿电位达1000V可与瓷器相比 d、装饰性优良着色膜颜色达数十种，这些被改性的染料，其 耐久性已达到满意。 e、氧化膜的更多优势多孔氧化膜可以进行化学着色、电解着色以及 自然发色工艺获得数十种不同的着色表面，并可以套字、套图案和作画，还可 以吸附、香料、光粉等等，制成各种功能性氧化膜。 阳极氧化膜主要应用领域 国防工业、汽车工业、航空航天工程、制药工业、电子及机电一体化产业、医疗器械、运动器材、装饰与装潢产业、工业标牌、仪表面板等。 阳极氧化膜着色方法分类 1、化学着色法 包括有机染料着色和无机着色两类

有机着色：颜色鲜艳、工艺简单、成本低，可着出几十种至上百种颜色。 缺点：不耐日光，耐老化性能差。 无机着色：着色膜较暗，稳定性好。 缺点：颜色范围窄，除金黄色外其它很少采用。 2、电解着色 颜色牢固性好，适宜户外使用，耐久性可达20年以上。 缺点：色掉单一、多为金黄——青铜——古铜色，成本高。 3、自然发色 色泽牢固，耐候性好，耐久性可达20年以上。 缺点：对合金选择性高，着色一致性差。 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 产品名称： 阳极氧化前 产品编号： 编号一 备 注： 铝阳化氧化（综合）生产能力: 槽液的容量

铝合金精炼

典型铝合金熔炼工艺 ?2013-11-19 11:18:57 ?来源：中铝网 ?我要评论 随着科学技术的发展，汽车、造船、航空、航天及其他制造业对铝合金铸件的品质要求也愈来愈高，除了保证化学成分、力学性能和尺寸精度外，不允许铸件有气孔、缩孔等缺陷。而铝合金的熔炼则是铸件生产过程中的一个很重要的工序。多年来的生产经验证明，熔炼工艺过程控制不严，铸件很容易产生针孔、氧化夹渣、缩松等缺陷，直接影响铸件质量。因此，要想获得优质铝合金铸件，必须严格控制熔炼工艺。 一、熔炼前的准备 1.严格控制炉料质量。炉料质量是铸造生产的源头，直接影响到最终铸件的质量，成分不合格导致产品成批性报废。因此，要高度重视。 必须做到: ①严格控制炉料中新旧炉料的比例，回炉料所占炉料质量百分比应小于等于70%; ②保证炉料干净，炉料需经吹砂后使用;

③三等回炉料枷浇冒口匀使用前应经重熔精炼处理; ④炉料应充分预热，去除水分、油污等杂质; ⑤由于铭合金有铝硅类、铝铜类、铝镁类等合金，合金牌号较多，使用的元素也比较多，且互相影响，要求严格管理，不可混料; ⑥配料、称量要准确，比如ZL104合金，考虑到除气、排渣及变质过程中的损耗，Mg元素应在实际配料时多加炉料质量的 0.02%-0.03%，才能保证铸件的化学成分。 2.熔炼工具。熔炼使用的址涓及熔炼工具须清理干净且涂上涂料，以保证使用时与铝合金有效隔离，减少合金液受到杂质污染，并且需要充分预热，址涓要烘烤至暗红色再加入炉料熔炼，以防水蒸气带入合金中使合金的气体增加、针孔度增加。 3.其他工作。严格按已制订好的工艺规范作好覆盖剂、精炼剂及变质剂的准备工作。 二、熔炼操作 熔炼步骤如下。 ①装料。在预热后的柑A中装入预制合金锭、优质回炉料，再加中fol合金，最后加合金元素。 ②温度控制。严格控制铝合金熔炼的温度，只有合适的温度才能获得高质量的合金液，避免过热。若温度过高，会加大合金中各种元

ZL101A铝合金变质效果研究

ZL101A铝合金变质效果研究 铝硅合金在消失模铸造铝合金运用中占有重要位置。而消失模铸造铝合金中，由于初晶硅相、共晶硅相大量存在，以及铝元素的吸氢特性，导致铝合金铸件多种铸造缺陷及铸件机械强度不够。本文通过实验并经过金相检验及力学性能测试证明，在铸造过程中添加变质剂能有效的改善这些问题。 标签：铝合金变质；消失模铸造；金相检验 1 变质处理 铝合金变质处理就是，在铝合金熔铸过程中，加入别的元素，通过这些元素作用于合金中的金属相，使其凝结过程发生一定变化，从而达到细化晶粒或者改变晶粒的形态的作用。现在铸造工业中，选用的变质剂种类比较多，主要有Na 盐、K盐、Be盐、稀土类、还有Sr元素等。变质方式主要有以下三种：a.改变、细化初晶硅；b.细化、改变共晶硅；c.改变杂质相。本文所研究的是钠盐和锶合金（含锶10%）对ZL 101A的变质效果。 2 实验 2.1 实验方案 2.1.1 按照日常生产配料熔炼铝水，待铝锭、配料完全溶解，熔炼结束后按照生产工艺继续铝水精炼，精炼结束后将铝水自熔炼炉导入保温炉（在铝水流入保温炉的过程中加入变质剂）待温度达到720℃后保温1小时，在特定的磨具中浇铸检测试样，并浇铸2组（每组3根）拉力试棒。未变质的标注a，钠盐变质为b，锶变质为c。拉力试棒也依次标注a，b，c。 2.1.2 在相同的冷却条件下，待试样完全凝结冷却后，在试样相同部位截取相同长度的试块，并做好标识。拉力试棒的加工按铝合金拉力试棒标准加工车制。 2.1.3 对试样a，b，c进行加磨制，抛光，腐蚀加工，进行金相检测，硬度检测，拉力试棒进行抗拉测试。 2.1.4 对检测结果进行分析研究。 2.2 实验过程及结果 3结束语 金相图片显示，通过钠盐或者锶变质共晶硅的形态基本都被细化了，铝合金的机械性能和硬度得到良好的改善提高。另外该次实验的生产条件下锶合金的变质效果要比钠盐的变质效果好一点，钠盐的变质效果比较缓慢一点，金相图片显

变质剂的用图学习资料

变质剂的用图

精品资料 铝合金变质剂的变质效果和特点 1）钠盐变质剂变质方法 Na可使共晶硅的结晶由短圆针状变为细粒状，并降低共晶温度，增加过冷度，细化晶粒。其细化效果，对冷的慢的砂型、石膏型铸件而言比较好，还有分散铸件（铸锭）缩窝的作用，这对要求气密性好的铸件有重要的作用。钠盐变质法的成本低，制备也比较简单，适合批量小、要求不很高的产品，其缺点是：钠是化学活泼性元素，在变质处理中氧化、烧损激烈、冒白色烟雾，对人体和环境都有危害，操作也不太安全，特别是易使坩埚腐蚀损坏，它的充分变质有效时间短，一般不超过1h。钠还使Al-Mg系合金的粘性增加，恶化铸造性能，当钠量多时，还会使合金的晶粒催化，所以Al-Mg系合金和含Mg 量高于2%的Al-Si合金，一般都不用钠盐变质剂来进行变质处理，以免出现所谓“钠脆”现象 2）铝锶中间合金变质法这是国外使用的较多的一种长效变质方法。加入量为炉料总重量的0.04-0.05%的Sr。其优点是变质效果比钠盐好，氧化烧损也比钠盐小，有效变质持续时间长，对坩埚的腐蚀性也比钠盐小，因而可使坩埚的使用寿命延长。这种变质法操作也比使用钠盐安全卫生，不产生对人体和环境有害的气体，变质效果也比钠盐好，一般有80-90%的良好变质合格率。其缺点是：成本比钠盐高，要预先配制成中间合金（否则就要采用锶盐变质剂），没有钠盐那样的有分散铸件缩窝的作用。 3）铝锑中间合金变质法这种方法也是用的较多的一种长效变质方法。加入量为炉料总重量的0.2-0.3%的Sb，可获得长效变质效果，即使到铝合金重熔，此变质效果仍起作用。其变质效果与合金的冷却速度有关，冷却速度快（如在金属型中铸造），变质效果好；冷却速度慢（如在石膏型、砂型中铸造），则变质效果差。但应注意，已经过钠盐或锶盐或铝锶中间合金变质过的铝合金不能再加Sb来变质，因为这样会形成Na3Sb化合物而使合金的晶粒粗大、性能变坏，从而反使钠、锶的变质效果降低。 4）SR813磷复合细化剂和SR814磷盐复合细化剂孕育法这是近年开发的一种适合过共晶型铝硅合金的初晶Si的细化剂。因为P在铝合金液中形成AlP的微细结晶核种，细化晶粒的效果很好，有效持续孕育时间也长，但它会与Na、Sr、Sb形成化合物，降低它们对共晶硅结晶的细化效果，所以，已经使用Na、Sr、Sb作过变质处理的铝合金，不要再加P来作变质处理。 5）铝钛中间合金变质法其中含有4%左右的钛，钛是细化晶粒效果很好的元素，形成的TiAl3成为初晶α枝晶的异质结晶核种，能有效地细化晶粒和防止铸造裂纹，对易产生铸造裂纹的Al-Cu-Mg合金（如ZL207）很合适。由于钛量太多，又是通过与炉料一起熔化、扩散、融合来细化晶粒的，故其细化效果虽没有钛硼熔剂好，但仍可达到一级晶粒的效果。其次是TiAl3的密度比铝合金液大，如合金保温时间过长，就有可能沉降，凝聚成夹杂物，要严格注意。 6）钛硼熔剂细化法由于钛硼熔剂中同时含有Ti和B两种细化晶粒作用很强的元素，它们在铝合金液中形成TiAl3和TiB2，未熔化的TiAl3和不熔化的TiB2（其相对密度4.4，熔点 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2

铝合金的变质

铝合金的变质 铝合金 1）钠盐变质剂变质方法 Na可使共晶硅的结晶由短圆针状变为细粒状，并降低共晶温度，增加过冷度，细化晶粒。其细化效果，对冷的慢的砂型、石膏型铸件而言比较好，还有分散铸件（铸锭）缩窝的作用，这对要求气密性好的铸件有重要的作用。钠盐变质法的成本低，制备也比较简单，适合批量小、要求不很高的产品，其缺点是：钠是化学活泼性元素，在变质处理中氧化、烧损激烈、冒白色烟雾，对人体和环境都有危害，操作也不太安全，特别是易使坩埚腐蚀损坏，它的充分变质有效时间短，一般不超过1h。钠还使Al-Mg系合金的粘性增加，恶化铸造性能，当钠量多时，还会使合金的晶粒催化，所以Al-Mg系合金和含Mg量高于2%的Al-Si 合金，一般都不用钠盐变质剂来进行变质处理，以免出现所谓“钠脆”现象 2）铝锶中间合金变质法 这是国外使用的较多的一种长效变质方法。加入量为炉料总重量的0.04-0.05%的Sr。其优点是变质效果比钠盐好，氧化烧损也比钠盐小，有效变质持续时间长，对坩埚的腐蚀性也比钠盐小，因而可使坩埚的使用寿命延长。这种变质法操作也比使用钠盐安全卫生，不产生对人体和环境有害的气体，变质效果也比钠盐好，一般有80-90%的良好变质合格率。其缺点是：成本比钠盐高，要预先配制成中间合金（否则就要采用锶盐变质剂），没有钠 盐那样的有分散铸件缩窝的作用。 3）铝锑中间合金变质法 这种方法也是用的较多的一种长效变质方法。加入量为炉料总重量的0.2-0.3%的Sb，可获得长效变质效果，即使到铝合金重熔，此变质效果仍起作用。其变质效果与合金的冷却速度有关，冷却速度快（如在金属型中铸造），变质效果好；冷却速度慢（如在石膏型、砂型中铸造），则变质效果差。但应注意，已经过钠盐或锶盐或铝锶中间合金变质过的铝合金不能再加Sb来变质，因为这样会形成Na3Sb化合物而使合金的晶粒粗大、性能变坏， 从而反使钠、锶的变质效果降低。 4）SR813磷复合细化剂和SR814磷盐复合细化剂孕育法 这是近年开发的一种适合过共晶型铝硅合金的初晶Si的细化剂。因为P在铝合金液中形成AlP的微细结晶核种，细化晶粒的效果很好，有效持续孕育时间也长，但它会与Na、Sr、Sb形成化合物，降低它们对共晶硅结晶的细化效果，所以，已经使用Na、Sr、Sb作过变质 处理的铝合金，不要再加P来作变质处理。 5）铝钛中间合金变质法 其中含有4%左右的钛，钛是细化晶粒效果很好的元素，形成的TiAl3成为初晶α枝晶的异质结晶核种，能有效地细化晶粒和防止铸造裂纹，对易产生铸造裂纹的Al-Cu-Mg合金（如ZL207）很合适。由于钛量太多，又是通过与炉料一起熔化、扩散、融合来细化晶粒的，故其细化效果虽没有钛硼熔剂好，但仍可达到一级晶粒的效果。其次是TiAl3的密度比铝合

铸造铝合金熔炼工艺

铸造铝合金熔炼工艺 1工艺适用范围本熔炼工艺适用于砂型和金属型铸造ZL101A 合金的熔炼，可针对于重力铸造、低压铸造、倾转浇注、调压铸造等成型工艺使用。 本工艺可作为ZL101A 合金熔炼的母工艺，针对某一特定的成型工艺，如需特殊指出，可在此工艺基础上形成相应熔炼工艺，但不允许与母工艺相互冲突。 2工艺文件的抄报与保存工艺文件抄报、抄送范围：总师、副总师、技术部、质量部。工艺文件保存范围：电子文件备份和纸质文件送档案室保存，技术部、质量部各存一份使用文件。 3工艺详细内容 3.1熔炼设备、工具的选择及对后续熔炼质量的影响 3.1.1铝合金料熔化设备规定使用熔炼设备范围为：坩埚电阻炉，燃气连续熔化炉。对于金属型铸造可采用两种熔炼设备，使用燃气连续熔化炉熔化铝液，然后转包到坩埚电阻炉进行后续处理（精炼及变质）；也可使用坩埚电阻炉熔化铝液及进行后续处理（精炼及变质）。 如采用金属型低压铸造、调压铸造成型工艺，可使用侧面开口注入铝液的机下炉进行连续生产。 采用坩埚电阻炉熔化铝液，铝液温度控制750℃以下，熔化过程的铝液吸气较少；采用燃气连续熔化炉熔化铝液，铝液温度控制容易超750℃，熔化过程的铝液吸气倾向较大。

3.1.2熔炼工具的选择及准备 熔炼前熔炼工具的准备对铝液熔炼质量影响较大，坩埚采用石墨及SiC 材质，使用前需进行预热烘干，烘干工艺如图1；如采用金属材质坩埚，最好选用不锈钢材质，如选用铸铁材质坩埚，以合金球墨铸铁为好。常用的浇包、浇勺等多采用不锈钢制作。 及工具进行喷砂处理，去除表面的铁锈及污物，然后预热到120～180 ℃，逐层喷涂，浇包、浇勺的涂料厚度0.3～0.8mm 为宜，坩埚涂料可稍厚一些。涂料最好选用专用的金属型非水基涂料，也可自行配制，基本配方如表1 所示，使用前涂料需预热到５０～９0 ℃。 表1 涂料配方 3.1.3炉料的存放与处理， 熔炼所使用的炉料需存放在干燥、不易混淆和污染的地方，铝

铝合金的变质处理

铝合金的变质处理 铸锭组织的不均匀性集中的影响到铸锭的性能，用于锻造、轧制和挤压的铸锭特别不希望降低合金工艺塑性的柱状组织。通常，具有细小晶粒组织、细微的晶粒内部结构和过剩相均匀分布的合金具有最好的铸态性能和最高的压力加工塑性。采用增大冷却速度、低温浇注、超声波振荡铸造、电磁铸造等措施均有利于获得上述理想组织，但这些办法均有局限性，只有对合金采取变质处理才是调整铸锭组织的根本手段。 一、变质处理概述 所谓变质处理就是在少量的专门添加剂（变质剂）的作用下改变铸态合金组织，使金属或合金的组织分散度提高的过程。目前，这种处理方法的技术术语很不统一，有的叫细化处理，还有的叫孕育处理。变质处理的分类也各不一样。有人根据金属及合金的最终组织变化特征将变质处理分为三类：把改变初生树枝晶和其他初生晶尺寸的处理叫第一类变质处理，把改变初生树枝晶内部结构的处理叫第二类变质处理，把改变共晶组织的处理叫第三类变质处理。也有人根据变质剂的作用特性，把变质处理分为三类四组（见表2—5—3）。还有人按对结晶着的合金的物理作用和冶金作用来分类。显然，这些概念之间的界限是很难区分的。本手册把变质处理理解为金属及合金铸锭组织弥散度的提高。 表2—5—3变质剂的类别及其作用特性 类别

变质剂 组别 作用性质 可能的变质机构 I 晶核变质剂 l 不起化学作用，但结构上具有共格性 起晶核或生核基底作用，如铝中的TiC及其他高熔点夹杂物 2 起化学作用且有结构上的共格性 包晶反应产生晶核质点，并改变周围液相的成分浓度，如钛和铝作用生成的TiAl， Ⅱ 吸附变质剂 3 活性吸附或物理吸附 吸附在晶面上，阻碍晶粒成长，促使过冷增核，如铝硅合金中加钠 Ⅲ 改变结构不 匀性变质剂

铝合金阳极氧化与表面处理技术

铝合极氧化与表面处理技术 第一章引论 1.铝及铝合金的性能特点 密度低；塑性好；易强化；导电好；耐腐蚀；易回收；可焊接；易表面处理 2.简述铝合金的腐蚀性及其腐蚀形态 1）腐蚀性：（1）酸性腐蚀：铝在不同的酸中有不同腐蚀行为，一般在氧化性浓酸中生成钝化膜，具有很好的耐蚀性，而在稀酸中有“点腐 蚀”现象。局部腐蚀；（2）碱性腐蚀：铝在碱性溶液中的腐蚀， 碱能与氧化铝反应生成偏铝酸钠和水，然后再进一步与铝反应生 成偏铝酸钠和氢气。全面腐蚀；（3）中性腐蚀：在中性盐溶液中， 铝可以是钝态，也可能由于某些阳离子或者阳离子的作用发生腐 蚀。点腐蚀。 2）腐蚀形态：点腐蚀，电偶腐蚀，缝隙腐蚀，晶间腐蚀，丝状腐蚀和层状腐蚀等 点腐蚀：最常见的腐蚀形态，程度与介质和合金有关 电偶腐蚀：接触腐蚀，异（双）金属腐蚀，在电解质溶液中，当两种金属或合金相接触（电导通）时，电位较负的金属腐蚀被加速，而电位较正的 金属受到保护的腐蚀现象。 缝隙腐蚀：两个表面接触存在缝隙，该处充气溶解氧形成氧浓差原电池，使缝隙产生腐蚀。 晶间腐蚀：与热处理不当有关，合金元素或金属间化合物沿晶界沉淀析出，相对于晶粒是阳极，而构成腐蚀电池。 丝状腐蚀：丝状腐蚀是一种膜下腐蚀，呈蠕虫状在膜下发展，这种膜可以是漆膜，或者其他涂层，一般不发生在阳极氧化膜的下面。丝状腐蚀与合 金成分、涂层前预处理和环境因素有关，环境因素有适度、温度、氯 化物； 层状腐蚀：剥层腐蚀，也叫剥蚀。 3.铝合金表面处理技术包括哪几个方面？ 表面机械预处理（机械抛光或扫纹等）（2）化学预处理或化学处理（化学转化或化学镀等）（3）电化学处理（阳极氧化或电镀等）（4）物理处理（喷涂、搪瓷珐琅化及其物理表面技术改性）等。

6063铝合金铸锭的生产工艺及详细流程

6063铝合金铸锭的生产工艺及详细流程 一．Al-Mg-Si系合金的基本特点： 6063铝合金的化学成份在GB/T5237-93标准中为0．2-0．6％的硅、 0．45-0．9％的镁、铁的最高限量为0. 35％，其余杂质元素(Cu、Mn、 Zr、Cr等)均小于0．1％。这个成份范围很宽，它还有很大选择余地。 6063铝合金是属铝-镁-硅系列可热处理强化型铝合金，在AL-Mg-Si 组成的三元系中，没有三元化合物，只有两个二元化合物Mg2Si和M g2Al3，以α(Al)-Mg2Si伪二元截面为分界，构成两个三元系，α(Al)- Mg2Si-(Si)和α(Al)-Mg2Si-Mg2Al3，如图一、田二所示： 在Al-Mg-Si系合金中，主要强化相是Mg2Si，合金在淬火时，固溶 于基体中的Mg2Si越多，时效后的合金强度就越高，反之，则越低， 如图2所示，在α(Al)-Mg2Si伪二元相图上，共晶温度为595℃，Mg 2Si的最大溶解度是1．85％，在500℃时为1. 05％，由此可见，温 度对Mg2Si在Al中的固溶度影响很大，淬火温度越高，时效后的强 度越高，反之，淬火温度越低，时效后的强度就越低。有些铝型材厂 生产的型材化学成份合格，强度却达不到要求，原因就是铝捧加热温 度不够或外热内冷，造成型材淬火温度太低所致。 在Al-Mg-Si合金系列中，强化相Mg2Si的镁硅重量比为1．73，如 果合金中有过剩的镁(即Mg：Si＞1. 73)，镁会降低Mg2Si在铝中的 固溶度，从而降低Mg2Si在合金中的强化效果。如果合金中存在过剩 的硅，即Mg：Si＜1．73，则硅对Mg2Si在铝中的固溶度没有影响， 由此可见，要得到较高强度的合金，必须Mg：Si＜1．73。 二．合金成份的选择 1．合金元素含量的选择 6063合金成份有一个很宽的范围，具体成份除了要考虑机械性能、加 工性能外，还要考虑表面处理性能，即型材如何进行表面处理和要得 到什么样的表面。例如，要生产磨砂料，Mg/Si应小一些为好，一般 选择在Mg/Si=1-1．3范围，这是因为有较多相对过剩的Si，有利于 型材得到砂状表面；若生产光亮材、着色材和电泳涂漆材，Mg/Si在 1．5-1．7范围为好，这是因为有较少过剩硅，型材抗蚀性好，容易 得到光亮的表面。 另外，铝型材的挤压温度一般选在480℃左右，因此，合金元素镁硅 总量应在1．0％左右，因为在500℃时，Mg2Si在铝中的固溶度只有 1．05％，过高的合金元素含量会导致在淬火时Mg2Si不能全部溶入 基体，有较多的末溶解Mg2Si相，这些Mg2Si相对合金的强度没有 多少作用，反而会影响型材表面处理性能，给型材的氧化、着色(或涂

ADC12铝合金的细化变质处理

ADC12铝合金的细化变质处理 一、实验目的 1）熟练ADC12铝合金的熔炼、精炼、细化和变质处理过程。 2）了解ADC12铝合金的组织变质处理的基本原理和方法。 3）分析晶粒细化剂（Al-5Ti-B\Al-5Ti-C）对ADC12合金的组织的细化效果及其影响。 4）分析变质剂（Mn\Sr) 对ADC12合金的组织的变质效果及其影响。 5）分析RE元素对ADC12合金的组织的细化变质效果及其影响。 6）了解各种变质的的单因素影响及正交实验的效果。 二、原理概述 由于Al-Si共晶合金(ADC12)有很好的铸造性能,且铸件轻、比强度高、热膨胀系数小、耐腐蚀性能高及切屑性能好, 故被广泛用于航天航空、汽车等工业。在再生铝合金ADC12铸件中，α-Al相是最主要的组织。在铸态时，α-Al相呈树枝状，并且比较粗大，其取向没有一定的规律，较为杂乱，这使得其性能不是很好。Fe在A l合金中通常被认为是最有害的杂质元素, 常见的Fe相为α-Fe 相( A l8 S iFe2 )和β-Fe 相( Al5 SiFe) 两种。硬而脆的针状的β-Fe相会破坏金属基体的连接强度, 大幅降低合金的力学性能(如抗拉强度)。Fe在A l合金中作为有害元素会显著降低合金的力学性能, 影响断裂粗糙程度等。 1.铝硅合金的细化处理 铝硅合金细化处理的目的主要是细化合金基体α-Al的晶粒。晶粒细化是通过控制晶粒和形核和长大来实现的。细化处理的基本原理是促进形核，抑制长大。对晶粒细化的基本要求是： 1）含有稳定的异质固相形核颗粒、不易溶解。 2）异质形核颗粒与固相α-Al间存在良好的晶格匹配关系。 3）异质形核颗粒应非常细小，并在铝熔体中呈高度弥散分布。 4）加入细化剂不能带入任何影响铝合金性能的有害元素或杂质。 晶粒细化剂的加入一般采用中间合金的方式。常用晶粒细化剂有以下几种类型：二元Al-Ti合金、三元Al-Ti-B合金、Al-Ti-C合金以及含稀土的中间合金。它们是工业上广泛应用的最经济、最有效的铝合金晶粒细化剂。这些合金元素加入到铝熔体中后，会与Al发生化学反应，生成 TiAl3、TiC、B4C等金属间化合物。这些金属间化合物相在铝熔体中以高度弥散分布的细小异质固相颗粒存在，可以作为α-Al形核的核心，从而增加反应界面和晶核数量，减小晶体生长的线速度，起到晶粒细化的作用。 晶粒细化剂的加入量与合金种类、化学成分、加入方法、熔炼温度以及浇注时间等有关。若加入量过大，则形成的异质形核颗粒会逐渐聚集，当其密度比铝

(完整版)压铸铝合金表面处理【干货技巧】

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铝合金涂装前处理流程：脱脂-水洗-水洗-表调-磷化-水洗-（纯水洗），采用锌系磷化液，方法与钢铁件的磷化基本一致。 如果不磷化，也可以采用六价铬钝化处理，但是此法不环保。或用三价铬钝化处理。 如果铝合金仅进行脱脂就涂装，附着力差，耐腐性也差。 磷化处理磷化处理就是工件在以磷酸或磷酸盐为主体的溶液中进行浸渍或采用喷枪进行喷淋，使表面产生完整的磷酸盐保护膜层的表面处理技术。典型的处理规范如表2所示。

磷化处理液的成膜性不如铬化处理液的好，对工件的表面质量要求较高，通常不太适合于表面质量差的薄壁压铸件（壁厚小于2mm）的表面处理。磷化处理膜层的厚度较大，作为油漆底层，可使漆膜的粘附力、耐潮湿性和耐蚀能力提高几十倍至几百倍。镁合金磷化处理的研究较少，目前的应用十分有限。 1，压铸铝合金表面电镀彩锌，铝本身是两性金属，在酸或者碱性的溶液中都不稳定，加之压铸铝合金本身组织疏松，有砂眼，气孔等缺陷，往往会影响电镀质量。经过适当的前处理后，压铸件电镀锌变的容易，电镀10um左右的锌层，然后进行钝化处理，可以成倍的提高压铸铝合金的耐腐蚀性，为了防止彩锌变色，可以浸涂一层有机保护膜。 2，压铸铝合金表面进行铬酸盐处理，压铸铝合金经过喷砂处理后，可以直接进行铬酸盐处理，从而表面可以获得一层钝化膜，根据需要这层膜可以是无色到黄色，并且不影响表面电阻，为了达到产品三防的要求，可以在铬酸盐处理后，再进行喷涂。 金属表面处理种类简介：电镀/电泳/锌镀/发黑/金属表面着色/抛丸/喷砂/喷丸/磷化/钝化 电镀镀层金属或其他不溶性材料做阳极，待镀的工件做阴极，镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形成镀层。为排除其它阳离子的干扰，且使镀层均匀、牢固，需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变。电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，改变基材表面性质或尺寸。电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的

铝硅合金的熔铸及变质

铝硅合金熔铸及组织分析（一、二） 一、实验目的： 1、了解及学习合金的熔铸全过程； 2、掌握铝硅合金的变质处理； 3、学会分析铝硅合金变质前后显微组织特征及性能； 二、实验说明： 在铸造合金中，以Ai—Si共晶为基的合金是最常用的，这主要是因为铸造性能好，硅在结晶时象石墨一样体积是膨胀的，收缩小，降低了铸件的热裂倾向，此外线膨胀系数很低，导热性好，广泛用于制造内燃机和压缩机的活塞。并且经过变质处理以后，可以提高强度和韧性。 三、实验内容： 铝硅合金是应用最广泛的一种铸造合金，常称为硅铝明，典型牌号为ZL102、含硅11—13％，从Ai—Si合金相图可知，其成分在共晶点附近，而具有良好的铸造性能。当硅含量大于共晶成分时，铸造后得到的组织为粗大的针状硅和α固溶体所组成的共晶体及少量呈多面体的初生硅晶体组成。粗大的硅晶体极脆，严重地降低了合金的塑性，为了改善合金的性能，可采用变质处理。即在浇注前加入占合金总量2—3％变质剂（常用的变质剂为2∕3NaF+1∕3NaCl的混合物）。由于钠能促进硅晶体的形核，并能吸附在硅的周围阻碍硅晶体的长大，使合金组织细化。同时使合金的共晶点右移，而使原成分合金变为亚共晶，使变质后的合金组织成为初生α固溶体和细密共晶体（α+Si）组成。由于共晶体中硅的细化，而使合金的强度与塑性显著改变。 四、实验程序 加入金属硅 ↘ 1、配料→熔化金属铝→700—750℃→待硅熔化后进行搅拌→静置5分钟后→进行浇注。 加入金属硅加入变质剂 ↘↘ 2、配料→熔化金属铝→700—750℃→待硅熔化后→进行搅拌→静置5分钟后→进行浇注。 3、磨制金相试样，观察及分析金相组织； （1）、未经变质处理的组织：粗大的针状硅和α固溶体所组成的共晶体及少量呈多面体的初生硅晶体。即（α+Si针状）共晶体+Si块。 （2）、经变质处理的组织：初生α固溶体和细密共晶体，即α+（α+Si点状）共晶体 （3）分别测定变质前后两种合金的布氏硬度值。 在本实验中，熔铸部分为前半部分（一），金相样品的制备和组织分析为后半部分（二） 五、实验任务与要求： 1、说明合金实验方案及成分设计的要求。 2、绘出铝硅合金变质前后的金相组织。绘在一个直径30mm的圆内并注明材料、状态、 组织、放大倍数、浸蚀剂。 3、测定变质前后的试样的硬度，分析组织及性能之间的关系。