Podstawowe wymagania dotyczące projektowania surowców i składu
Wybór surowców o wysokiej-czystości: Odlewanie-stopów metali nieżelaznych (takich jak stopy aluminium i miedzi) wymaga wlewków metalowych o czystości większej lub równej 99,7% (patrz GB/T 8733-2016). Zawartość pierwiastków zanieczyszczających (takich jak Fe i Si) musi być ściśle kontrolowana poniżej 0,1%, aby uniknąć kruchości na granicach ziaren. Na przykład stop aluminium 7075 klasy lotniczej wymaga zawartości Zn 5,6% ~ 6,1% i zawartości Mg 2,1% ~ 2,5%. Odchylenie składu przekraczające ± 0,2% spowoduje spadek wytrzymałości o 10% ~ 15%.
Precyzyjna kontrola proporcji stopu: Zastosowanie technologii wstępnego mieszania stopów pośrednich zapewnia równomierną dystrybucję pierwiastków śladowych (takich jak Ti i B). Biorąc za przykład stopy miedzi, na każde 0,1% wzrostu dodatku Sn przewodność spada o około 1,5% (dane z *Non-Podręcznika przetwarzania metali nieżelaznych*). Skład należy monitorować w czasie rzeczywistym-za pomocą spektrometru; wahania składu w piecu do wytapiania powinny być mniejsze lub równe ±0,05%.
Kluczowe parametry procesów topienia i odlewania
Zarządzanie temperaturą
Temperatura topnienia: Stopy aluminium są zwykle kontrolowane w temperaturze 700 ~ 750 stopni, a stopy miedzi w temperaturze 1100 ~ 1200 stopni. Przekroczenie tej temperatury o 10 stopni nasila powstawanie żużla tlenkowego.
Temperatura zalewania: Dostosowana do rodzaju stopu. Na przykład temperatura zalewania stopu aluminium ZL104 wynosi 680 ~ 720 stopni. Zbyt niska temperatura spowoduje wady zamknięcia na zimno.
Kontrola gazu i włączenia
Aby zapewnić zawartość wodoru mniejszą lub równą 0,15 ml/100 g, należy zastosować rafinację argonu (natężenie przepływu 0,5–1,5 l/min·kg) lub pokrycie topnika (np. mieszana sól KCl+NaCl) (patrz ASTM E29). Przed wylaniem odstaw mieszaninę na 5–10 minut, aby wtrącenia wypłynęły na powierzchnię; powinna wynosić grubość warstwy żużla<3 mm.
Kontrola jakości i zapobieganie defektom
Standardy badań nieniszczących-
Ultrasonic testing (defect size >0,5 mm wymaga dodatkowej obróbki) i-kontroli rentgenowskiej (porowatość<2% is acceptable) are industry-standard methods. For example, aluminum profiles for high-speed rail must meet the Class B testing requirements of EN 12004-2.
Typowe rozwiązania usterek
Wnęki skurczowe: Ulepszone dzięki kontroli temperatury formy (± 5 stopni) i konstrukcji wzlewu (wysokość większa lub równa 1,5-krotności grubości odlewu).
Pękanie na gorąco: Dodatek 0,01% ~ 0,03% Sr lub TiB₂ rozdrobnia ziarna i zmniejsza ryzyko pękania.
Wymagania sprzętowe i środowiskowe
Wybór sprzętu do wytapiania
Piece indukcyjne średniej-częstotliwości (wydajność większa lub równa 85%) są lepsze od pieców oporowych i muszą być wyposażone w automatyczny system kontroli temperatury (dokładność ±3 stopni). Parametry ciśnienia maszyny odlewniczej należy dostosować do płynności stopu; na przykład odlewanie ciśnieniowe stopu magnezu wymaga 150 ~ 300 MPa.
Warsztatowa kontrola środowiska
Wilgotność musi być<60%, dust concentration <5 mg/m³ (GBZ 2.1-2019) to prevent hydrogen absorption and oxidation of the metal.
