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铝合金熔体过滤净化技术

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铝合金熔体过滤净化技术

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金属中的夹杂物、气体对材料的强度疲劳抗力、耐腐蚀性、应力腐蚀开裂性能等均有重大影响。有效地控制熔体的氧化夹杂物,以提高铸棒和轧板的质量已成为各国冶金、铸造及材料丁业共同追求的目标。目前广泛采用过滤净化方法去除铝合金熔体中的夹杂物。

  1 铝合金中夹杂物的形成

  铝合金中的夹杂物一部分直接来自炉料,而大部分则是在熔炼和浇注过程中所形成的,主要是氧化物夹杂。在铸造前的所有夹杂物称为一次氧化夹杂,根据尺寸大小可分为两类:一类是宏观组织中分布不均匀的大块夹杂物,它使合金组织不连续,降低铸件的致密性,成为腐蚀的根源和裂纹源,从而明显降低合金的强度和塑性;另一类是细小的

弥散夹杂,这类夹杂物经过精炼也不能完全去除,它使金属熔体粘度增大,降低凝固时铝液的补缩能力。二次氧化夹杂物主要是在浇注过程中形成的,在浇注时,铝液和空气接触,氧与铝作用形成氧化夹杂物。铝合金在熔炼过程中与炉气中各种成分接触,生成AL2O3等化合物。铝液中的Al2O3会增加铝合余熔体的氢含量,所以,铝液中的AL2O3(含量对铝铸件中气孔的形成有很大的影响。

  2 过滤净化方法

  泡沫陶瓷过滤技术于20世纪70年代问世,在美国、加拿大、日本、法国、澳大利亚、瑞士等同家迅速得到广泛应用。采用泡沫陶瓷过滤板过滤口前是清除铝熔体中夹杂的最有效方法。

  近年来,国内外还研究厂一些净化铝液的新技术,如真空动态处理、超声波连续去气净化和刚玉质陶瓷过滤器,收到了很好的效果。但这些工艺方法较为复杂,成本很高,难以在上业牛产中大量推广。至于金属过滤网、纤维布过滤,只能除去铝合金熔体中的大块夹杂,但对微米级以下的夹杂无法去除,而且金属滤网还会污染铝合金。采用泡沫陶瓷过滤板,能滤除细小夹杂物,显著提高铸件的力学性能和外观质量。

  3过滤原理

  泡沫陶瓷过滤板具有多层网络、多维通孔,孔与孔之间连通。过滤时,铝液携带夹杂物沿曲折的通道和孔隙流动,与过滤板泡沫状骨架接触时受到直接拦截、吸附、沉积等作用。当熔体在孔洞中流动时,过滤板通道是弯曲的,流经通道的熔体改变流动方向,其中的夹杂物与孔壁砧撞而牢固的粘附在孔壁上。

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