تأثير فيلم أكسيد المعدن على جودة مصبوبات سبائك الألومنيوم

"الصب" هو عملية تشكيل فلز سائل. من المعروف أن المعدن السائل عند درجة حرارة عالية سوف يتأكسد على السطح في الغلاف الجوي وينتج فيلم أكسيد.

ومع ذلك ، لفترة طويلة ، فإن تأثير فيلم الأكسيد هذا على جودة مصبوبات سبائك الألومنيوم قد نظر بشكل أساسي فقط في مشكلة الشوائب غير المعدنية في المعدن المنصهر ، ولم يتم إجراء مزيد من المناقشة.

وجد J. Campbell من جامعة برمنجهام بالمملكة المتحدة ، بناءً على سنوات من البحث ، أن الأفلام الثنائية المطوية لها تأثير مهم جدًا على جودة سبائك الألومنيوم المصبوبة من الجوانب الكلية والجزئية. كامبل وآخرون. نعتقد أن فهم الأفلام المزدوجة هو الاكتشاف الأكثر إثارة. في الوقت الحاضر ، نشير مؤقتًا إلى الاستنتاجات والأفكار الأولية التي حصل عليها كامبل وآخرون باسم "نظرية الأفلام الثنائية".

 بعد الطبقة البينية لفيلم الأكسيد المتضمن في سبيكة الألومنيوم السائلة ، يمكن تقسيم تأثيرها على جودة الصب تقريبًا إلى جانبين:

واحد هو الجانب العياني. بالإضافة إلى قطع المصفوفة المعدنية لتقليل الخواص الميكانيكية ، فإنه يؤدي أيضًا إلى حدوث عيوب في الصب مثل المسامية والانكماش الصغير ؛

الجانب الآخر هو الجانب المجهري ، والذي له تأثير مهم على حجم الحبيبات ، والمسافة بين التشعبات ، وتأثير تعديل Na و Sr في سبيكة الألومنيوم والسيليكون.

1. خصائص فيلم أكسيد على سطح المعدن السائل

عند تحليل خصائص فيلم الأكسيد ، لا يمكن النظر في كثافة ونقطة انصهار السائل المعدني الأم الذي يتم توصيله به في نفس الوقت. فيما يتعلق بالصلب والحديد ، خذ إنتاج مصبوبات الفولاذ كمثال. يحتوي الحديد O الناتج عن أكسدة الفولاذ المصهور على نقطة انصهار وكثافة أقل بكثير من تلك الموجودة في الفولاذ المصهور ، وهو نشط للغاية في درجات حرارة عالية ، ومن المستحيل أساسًا أن يتواجد بمفرده. يمكن أن يتحد FeO مع SiO2 لتكوين نقطة انصهار منخفضة FeO.SiO2 ، والتي يمكن أن تتفاعل مع السيليكون والمنغنيز في الفولاذ لتشكيل MnO و SiO2 ثم تتحد لتشكل MnO.SiO2. يمكن أن يتفاعل أيضًا مع الكربون الموجود في الفولاذ لتشكيل ثاني أكسيد الكربون ، وسيكون هناك جزء صغير منه. ذائب في الفولاذ المصهور. إذا كانت معالجة إزالة الأكسدة غير مناسبة ، أو تأكسد الفولاذ المصهور مرتين بعد التنصت ، فإنه سيزيد من عدد الشوائب غير المعدنية في الفولاذ ، أو يسبب عيوبًا مثل المسام أو احتواء الخبث على سطح الصب. ومع ذلك ، فإن الأكاسيد المنتجة على سطح الفولاذ المصهور لها نقاط انصهار أقل من درجة حرارة الفولاذ المصهور ويمكن أن تتراكم فقط. لا يمكن طيها في طبقة طبقة أكسيد البينية وتعليقها في الفولاذ المصهور ، لذلك لن تكون هناك مشاكل بسبب الطبقة البينية لفيلم الأكسيد. .

يختلف وضع سبائك الألومنيوم وسبائك المغنيسيوم تمامًا. وصف موجز لسبائك الألومنيوم كالتالي: الألمنيوم نشط للغاية في الحالة السائلة ، ويمكن أن يتفاعل سطح الألمنيوم المصهور بسهولة مع الأكسجين في الغلاف الجوي لتشكيل أغشية Al2O3. نقطة انصهار Al2O3 أعلى بكثير من درجة انصهار سبائك الألومنيوم السائلة ، وهي مستقرة جدًا. كثافة Al2O3 أعلى قليلاً من كثافة الألومنيوم المصهور. لذلك ، من السهل تعليق فيلم Al2O3 في سائل الألومنيوم ولن يتجمع ويفصل عن سائل الألومنيوم. عندما يتم إزعاج سائل سبائك الألومنيوم ، فإن طبقة Al2O3 الموجودة على السطح سوف تطوى لتشكل شطيرة ويتم سحبها إلى المعدن المنصهر ، مما يتسبب في العديد من المشاكل الفريدة لسبائك الألومنيوم.

2. تشكيل طبقة أكسيد فيلم البينية وآثارها الضارة

سيتعرض سائل سبائك الألومنيوم للانزعاج الشديد أثناء عملية الصهر ، عند سكبه من فرن الصهر ، أثناء المعالجة المتحولة ، عند الرش والتنقية بسرعة هواء عالية ، وأثناء عملية الصب. سيؤدي اضطراب سطح المعدن السائل إلى سحب طبقة الأكسيد على سطحه ، مما يؤدي إلى تمددها وطيها وكسرها. سوف يتأكسد السطح السائل النظيف المصنوع من السبائك المعرض عند فصل طبقة الأكسيد لإنتاج فيلم أكسيد جديد. إن طي فيلم الأكسيد سيجعل الأسطح الجافة على الجانب المواجه للغلاف الجوي تلتصق ببعضها البعض ، وسيتم لف كمية صغيرة من الهواء بين السطحين الجافين لتصبح "شطيرة فيلم أكسيد". تشارك الطبقة البينية لفيلم الأكسيد بسهولة في المعدن المنصهر ، وسيتم ضغطها في كتل صغيرة تحت تأثير المعدن المنصهر المضطرب.

نظرًا لأن نقطة انصهار Al2O3 أعلى بأكثر من ألف درجة مئوية من درجة حرارة سائل سبائك الألومنيوم ، ولديها درجة عالية من الاستقرار الكيميائي ، فلن تندمج المجموعات الصغيرة ولن تذوب في سبائك الألومنيوم. على الرغم من أن كثافة Al2O3 أعلى قليلاً من كثافة سائل سبائك الألومنيوم ، إلا أن كثافة الطبقة البينية لفيلم الأكسيد الملفوفة في الهواء قريبة نسبيًا من كثافة سائل سبائك الألومنيوم. لذلك ، بالإضافة إلى إمكانية غرق الطبقة البينية لفيلم الأكسيد أثناء الوقوف على المدى الطويل في فرن احتجاز كبير ، سيتم تعليقها بشكل أكثر ثباتًا في سائل سبائك الألومنيوم في ظل ظروف إنتاج الصب العامة. ينتج سائل سبائك الألومنيوم الذي علق الطبقات البينية لأغشية الأكسيد المزيد من الطبقات البينية لأغشية الأكسيد عندما يتم إزعاجها مرة أخرى. أثناء عملية إنتاج المصبوبات ، فإن صهر السبيكة ، والسكب من الفرن ، ومعالجة التعديل ، ومعالجة التنقية ، والسكب وغيرها من العمليات سوف يتسبب في حدوث اضطرابات شديدة في سائل سبائك الألومنيوم. بالإضافة إلى الاحتفاظ بالطبقة البينية الأصلية لفيلم الأكسيد ، فإن سائل سبائك الألومنيوم سوف يتسبب أيضًا في حدوث اضطراب مرة أخرى ويتم إضافة طبقات بينية جديدة لأغشية الأكسيد بشكل مستمر. لذلك ، يحتوي المعدن المنصهر الذي يدخل التجويف على عدد كبير من الطبقات البينية لأغشية الأكسيد الصغيرة. بعد أن يملأ المعدن المنصهر التجويف ، يكون في حالة ثابتة ، وستمتد الطبقة البينية لفيلم الأكسيد الذي يتم ضغطه في كتلة تدريجية إلى قطعة صغيرة. بعد تبريد المعدن المنصهر أسفل خط السائل ، فإن النواة ونمو التشعبات هي أيضًا عوامل تعزز تمدد الطبقة البينية لغشاء الأكسيد التي يتم ضغطها في التكتلات.

بعد أن يتم ترسيخ الصب ، فإن عددًا كبيرًا من الطبقات البينية لأغشية الأكسيد الصغيرة الصغيرة هي نفسها شقوق صغيرة ، والتي تلعب دور قطع المصفوفة المعدنية. بالطبع ، ستنخفض الخواص الميكانيكية للسبيكة ، لكن الأكثر ضررًا هو إحداث المسام والثقوب الانكماشية الصغيرة. مع انخفاض درجة حرارة المعدن السائل تدريجيًا ، تستمر قابلية ذوبان الهيدروجين في المعدن المنصهر في الانخفاض ، ولكن من الصعب جدًا على الهيدروجين أن يترسب من المعدن السائل في شكل مسام. عندما يتم إنتاج طور جديد آخر (طور غازي) في طور سائل متجانس ، فإنه يتشكل دائمًا من خلال تجميع بضع ذرات أو جزيئات أولاً ، ويكون حجمها صغيرًا. تحتوي هذه المرحلة الجديدة الصغيرة على مساحة سطح محددة كبيرة جدًا (أي مساحة السطح لكل وحدة حجم). لإنتاج واجهة جديدة ، يجب العمل عليها. هذه هي طاقة الواجهة للمرحلة الجديدة ، أي مساحة سطحها والتوتر السطحي. نتاج. من المستحيل عمليا الحصول على مثل هذه الكمية الكبيرة من الطاقة أثناء عملية تبريد سائل سبائك الألومنيوم. حتى لو تم إنتاج جوهر المرحلة الجديدة ، فإنها تحتاج إلى الكثير من الطاقة لتنمو ، ولا يمكن أن تنمو إلا عندما يتجاوز حجم المرحلة الجديدة قيمة حرجة معينة. إن جوهر المرحلة الجديدة بحجم أصغر من القيمة الحرجة لا يمكن أن ينمو وسيختفي فقط من تلقاء نفسه. من الناحية النظرية ، من الصعب جدًا أن تتكوّن الطور الغازي وتنمو في المرحلة السائلة. فعلا. إذا لم تكن هناك عوامل محفزة أخرى ، بشرط أن يكون محتوى الهيدروجين طبيعيًا بشكل أساسي ، فمن المستحيل إنتاج مسام في سبيكة ألومنيوم متجانسة بسبب ترسيب الهيدروجين.

عندما يحتوي المعدن المنصهر على كمية كبيرة من طبقات فيلم الأكسيد المعلقة ، يكون الوضع مختلفًا تمامًا. يتم تغطية معظم الطبقة البينية لفيلم الأكسيد بكمية صغيرة من الهواء. عندما تنخفض درجة حرارة المعدن المنصهر وتقل قابلية ذوبان الهيدروجين فيه ، فإن فقاعات الهواء الصغيرة في الطبقة البينية لفيلم الأكسيد تكون فراغًا للهيدروجين ، وسيتحرك الهيدروجين المذاب في المعدن المنصهر باتجاه فقاعات الهواء. الانتشار المتوسط ​​مريح للغاية. ينتشر الهيدروجين في فقاعات الهواء الصغيرة ، مما يوسع الطبقة البينية لفيلم الأكسيد ، ويخلق مسامًا في الصب. إذا كانت معالجة التنقية لسائل سبائك الألومنيوم جيدة وكان محتوى الهيدروجين في المعدن المنصهر منخفضًا جدًا ، فسيكون هناك عدد قليل من المسام في الصب. ومع ذلك ، إذا لم يكن هناك طبقة بينية من فيلم أكسيد في المعدن المنصهر ، حتى إذا كان محتوى الهيدروجين في المعدن المنصهر مرتفعًا ، يمكن فقط إذابة الهيدروجين في السبيكة في حالة مفرطة التشبع أثناء التصلب ، ومن المستحيل إنتاج مسام. إذا كانت حالة تغذية الصب غير جيدة ، فستحدث تجاويف انكماشية في عملية التصلب والانكماش. نظرًا لأن الطبقة البينية لفيلم الأكسيد مجوفة ، فمن السهل تفكيكها ، وتتكون تجاويف الانكماش في الغالب عند الطبقة البينية لفيلم الأكسيد. في هذه الحالة ، سوف ينتشر الهيدروجين المذاب في المعدن المنصهر أيضًا ، مما يتسبب في تمدد المسام.

باختصار ، يمكن اعتبار أنه بالنسبة لمسبوكات سبائك الألومنيوم ، فإن الطبقة البينية لفيلم الأكسيد هي السبب الرئيسي لتدهور الخواص الميكانيكية للمادة وعيوب الثقب والمسام في الصب. من أجل تحسين الخواص الميكانيكية للمادة وزيادة كثافة الصب ، من المهم اتخاذ تدابير للقضاء على الطبقة البينية لفيلم الأكسيد بدلاً من تعزيز عملية إزالة الغاز والتنقية.

يرجى الاحتفاظ بمصدر وعنوان هذه المقالة لإعادة طبعه: تأثير فيلم أكسيد المعدن على جودة مصبوبات سبائك الألومنيوم

مينجي شركة يموت الصب مكرسة لتصنيع وتوفير أجزاء الصب عالية الجودة والأداء (تشمل مجموعة أجزاء الصب بالقالب المعدني بشكل أساسي صب يموت رقيقة الجدار,صب الغرفة الساخنة يموت الصب,صب الغرفة الباردة يموت الصب) ، خدمة مستديرة (خدمة صب القوالب ،التصنيع باستخدام الحاسب الآلي,صنع القالب، المعالجة السطحية). نرحب بأي صب قوالب مخصصة من الألومنيوم أو المغنيسيوم أو الزاماك / الزنك وغيرها من متطلبات المسبوكات للتواصل معنا.

تحت سيطرة ISO9001 و TS 16949 ، يتم تنفيذ جميع العمليات من خلال مئات من آلات صب القوالب المتقدمة ، وآلات ذات 5 محاور ، وغيرها من المرافق ، بدءًا من المسدسات إلى غسالات Ultra Sonic. فريق من المهندسين والمشغلين والمفتشين ذوي الخبرة لجعل تصميم العميل حقيقة.

عقد الشركة المصنعة للمسبوكات. تشمل الإمكانيات أجزاء من الألمنيوم المصبوب بالغرفة الباردة من 0.15 رطل. إلى 6 أرطال ، وتغيير سريع الإعداد ، والتشغيل الآلي. تشمل الخدمات ذات القيمة المضافة التلميع ، والاهتزاز ، وإزالة الحواف ، والتفجير بالرصاص ، والطلاء ، والطلاء ، والطلاء ، والتجميع ، والأدوات. تشمل المواد التي تم العمل بها سبائك مثل 360 و 380 و 383 و 413.

المساعدة في تصميم صب الزنك بالقالب / الخدمات الهندسية المتزامنة. مصنع مخصص لمصبوبات الزنك الدقيقة. يمكن تصنيع مصبوبات مصغرة ، مصبوبات قوالب عالية الضغط ، مصبوبات قوالب متعددة الشرائح ، مصبوبات قوالب تقليدية ، قوالب قوالب مستقلة ، مصبوبات مختومة تجويف. يمكن تصنيع المصبوبات بأطوال وعروض تصل إلى 24 بوصة في +/- 0.0005 بوصة.  

شهادة ISO 9001: 2015 مُصنِّع مُصنَّع للمغنيسيوم المصبوب ، وتشمل القدرات صب قوالب المغنيسيوم عالية الضغط حتى 200 طن غرفة ساخنة وغرفة باردة 3000 طن ، وتصميم الأدوات ، والتلميع ، والقولبة ، والقطع ، والمسحوق والطلاء السائل ، وضمان الجودة الكامل مع إمكانات CMM والتجميع والتعبئة والتسليم.

ITAF16949 معتمد. تشمل خدمة الصب الإضافية الاستثمار الصب,صب الرمل,صب الجاذبية, فقدت صب الرغوة,صب الطرد المركزي,صب الفراغ,صب القالب الدائموتشمل القدرات التبادل الإلكتروني للبيانات ، والمساعدة الهندسية ، والنمذجة الصلبة والمعالجة الثانوية.

صناعات الصب دراسات حالة قطع الغيار لـ: السيارات ، الدراجات ، الطائرات ، الآلات الموسيقية ، المركبات المائية ، الأجهزة البصرية ، المستشعرات ، النماذج ، الأجهزة الإلكترونية ، المرفقات ، الساعات ، الآلات ، المحركات ، الأثاث ، المجوهرات ، الرقص ، الاتصالات ، الإضاءة ، الأجهزة الطبية ، أجهزة التصوير ، الروبوتات والمنحوتات وأجهزة الصوت والمعدات الرياضية والأدوات والألعاب وأكثر من ذلك. 

ما الذي يمكننا مساعدتك في القيام به بعد ذلك؟

∇ الذهاب إلى الصفحة الرئيسية للحصول على يموت الصب الصين

By شركة Minghe لصناعة قوالب الصب | الفئات: مقالات مفيدة |الخامة الوسوم (تاج): صب الألمنيوم, صب الزنك, صب المغنيسيوم, صب التيتانيوم, صب الفولاذ المقاوم للصدأ, صب النحاس,صب البرونز,صب الفيديو,تاريخ الشركة,صب الألومنيوم يموت | التعليقات مغلقة