防止氧化夹渣在有色合金铸件中的形成

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  防止氧化夹渣在有色合金铸件中的形成l}fJ]防止氧化夹渣在有色合金铸件中的形成敖四海(国营风华机器厂)摘要本文对有色合金铸件中氧化夹渣产生的原因进行了分析,并从合金熔炼和优化铸件浇注系统两个方面,提出了消除铸件氧化夹渣缺陷的具体措施.主题词亲合力一次氧化夹渣悬浮涡流二次氧化夹渣前言铸件表面或内部有金属氧化物,称为氧化夹渣.氧化夹渣破坏了铸件金属组织的连成为腐蚀的根源,使铸件更容易腐蚀.在铸件浇注过程中,氧化夹渣还能使合金液粘度增大,降低凝固时的补缩能力,造成铸件缺陷一显微气孔的产生.要获得高质量的铸止氧化夹渣在铸件中的形成就显得很重要.本文从熔炼有色合金和优化铸件浇注系统两方面采取一定的措施,防止氧化夹渣的产生.熔炼中金属氧化有色合金大多在大气中进行熔炼,金属液与大气接触,在高温下易发生氧化反应,成金属氧化物,留在金属液中,形成一次氧化渣.2.1金属的氧化2.1.1纯金属的氧化Me+02=MeO2+Q式中:Me一金属MeO一金属氧化物一反应热纯金属熔炼时,与空气接触的表面发生氧化,这些金属氧化物覆盖在坩埚表面,形层氧化膜.其中氧化膜的性质控制着氧化过程.如果氧化膜是疏松的,氧能够最终靠氧化膜的缝隙而直接达到金属,氧化速度将不改变或与时俱增.如果氧化膜紧密,连续,2.1.2合金液的氧化合金液与纯金属不同,合金含有其它元素,其中与氧亲合力最大的元素被优先氧所生成的氧化膜控制着氧化过程.以元素对氧亲合力的大小来描述它与氧化合能力的大小,而亲合力的大小一般由该元素的氧化物的生成热和分解压力来判断.氧化物的生成热越大,分解压力越小,则说明该元素对氧的亲合力越大,该元素越易氧化.2.2熔炼工艺措施在合金熔炼过程中,根据合金液氧化原理,减少合金液中金属与氧接触,减小氧化的生成热Q,增大氧化物分解压力,则熔炼时能够得到优质合金熔液,具体作法如(2)在熔炼时,如果在大气中进行熔炼,须使用覆盖剂,避免合金液与空气非间接接触,减少熔融金属的氧化机会.(3)在熔炼时,氧化物的生成跟着时间增加而增多,因此,一定要进行快速熔炼,最好能够降低熔炼时间,减少合金液吸气和氧化夹渣的形成.(4)在熔炼的中,后期,造成还原剂气氛,使一部分氧化渣还原成金属+R=Me+RO+Q一还原剂RO一还原产物Me一金属MeO一金属氧化物一反应热为使反应向右进行,反应生成的氧化物RO应当具有较金属氧化物MeO小的分解压力.作为还原剂,与被还原的金属相比较,应该具有较大的对氧的亲合力.此外,还要求还原剂对被还原的金属或合金的性能无坏的影响,反应生成物RO应不溶解于金属液和容易被清除出去.(5)在熔炼过程中,去除合金液中气体时,可把合金液中悬浮的氧化渣带到合金液铸造工艺措施.在设计铸造工艺时,选定浇注系统的形状及其参数时,必须慎重考虑.尽管我们在有色合金熔液浇注到铸型型腔的过程中,又很易产生二次氧化渣.这就要求在设计浇注系统时:第一,要少产生二次氧化渣;第二,浇注系统要具有较强的挡渣能力.我厂曾经生产一种大型特种车用轮辋铸件,材料为104,其结构如图1所示.该铸件为一套两件,高一矮.原有铸造工艺采用砂型铸造,高件在下,矮件在上,重叠压差浇注.浇注系统采用开放一封闭式,一根圆形直浇道及八道内浇口,见图2.其截面积之比为:F:F内,外轮辋41度较高,落差大,当合金液从升液管进入直浇道中,和空气接触时间长,合金液更容易氧化,而且容易形成涡流,将空气卷入而形成二次氧化渣及气孔.该浇注系统是开放一封闭式的,合金液进厂入型腔时,充型慢,流动距离大,铸件还易形成其它铸造缺陷.轮辋由氧化夹渣引起铸件报废,占总报废率的35%～40%.经过反复分析研究试验,我们仍旧采用砂型铸造,一高一矮两件重叠浇注,改为矮件在下,高件在上,采取了圆形直浇道及十六道内浇口开放式浇注系统,并且,内浇道采用前大后小的开放式,有利于挡渣,浇注比较平稳,见图3.其截面不易卷入空气,形成.广二次氧化渣及气孔就很少.在横浇道中安放过滤网,氧化渣被于优化了浇注系统,有很大效果预防了氧化夹渣和气孔的形成.轮辋由浇口与浇道氧化夹渣引起铸件报废,只占总报废率的1%～2%.卜内轮辋2-l:*J浇道3_砂箱4一外轮辋结束语在熔炼过程中,有效的控制有色合金液一次氧化夹渣的形成,在铸件工艺设计时,通过优化铸件浇注系统,在合金液浇注到铸型型腔中,防止了二次氧化夹渣的形从而可以有明显效果地的消除有色合金铸件中的氧化夹渣缺陷,提高铸件的合格率.参考文献[1]铸造有色合金及其熔炼.国防工业出版社.1980[2】崔忠圻.金属学与热处理.机械工业出版社.1989年11