12月3日,以“聚焦熔鑄技術(shù)、引領(lǐng)加工未來;專注技術(shù)探討、實現(xiàn)利益共贏”為主題的2015中國鋁加工熔鑄技術(shù)工藝交流峰會在哈爾濱召開。會議由上海易貿(mào)商務(wù)發(fā)展有限公司聯(lián)合中國有色金屬行業(yè)協(xié)會、哈爾濱東盛金屬材料有限公司舉辦,作為業(yè)內(nèi)唯一熔鑄行業(yè)交流平臺,會議聚集了業(yè)內(nèi)資審專家學(xué)者與生產(chǎn)技術(shù)精英,就行業(yè)前沿工藝與生產(chǎn)技術(shù)展開探討,共同推動熔鑄行業(yè)技術(shù)升級,推進(jìn)行業(yè)發(fā)展。
東北大學(xué)副教授王向杰在會上發(fā)表了《鋁合金熔鑄測渣技術(shù)及應(yīng)用》的主題演講。(原定演講者為中鋁瑞閩股份有限公司技術(shù)質(zhì)量部主任工程師羅筱雄,因其有事未能出席)。演講內(nèi)容涉及熔體質(zhì)量影響,影響熔體質(zhì)量的因素,雜質(zhì)分類,如何判斷熔體質(zhì)量好壞,熔體內(nèi)夾雜物評價方法等內(nèi)容。
鋁液中夾雜物對鑄件質(zhì)量的影響已經(jīng)被人們所充分認(rèn)識,隨著鋁液凈化技術(shù)的發(fā)展,鋁液中夾雜物的含量已經(jīng)降低到了相當(dāng)?shù)偷乃?。但是由于沒有理想的夾雜物檢測手段,無法對鋁液中夾雜物的含量提出明確的限量要求,也難以全面評估各種凈化工藝的優(yōu)劣。所以,在澆注前如何能簡單、直接、快速、定量地測定鋁液中夾雜物的含量,一直是國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點之一, 鋁液中含渣量多少能顯著影響到鋁鑄件的機(jī)械性能和鑄造工藝性能,目前有多種鋁液精煉除渣方法,但缺少定量檢測鋁液中含渣量的手段。
一 熔體質(zhì)量影響
熔體純凈化是提高鋁材質(zhì)量的共性技術(shù)基礎(chǔ),也是提升鋁材品質(zhì)的關(guān)鍵技術(shù)。熔體中氣體和非金屬夾雜物的存在均有顯著的影響。主要包括:坯料的后續(xù)加工成形性能,最終產(chǎn)品的物理性能,力學(xué)性能,抗腐蝕性能,結(jié)構(gòu)完整性與外觀質(zhì)量。
二 影響熔體質(zhì)量的因素
常見鋁合金熔鑄后的鋁渣
1 外部材料:原輔材料質(zhì)量,廢料類別和添加比例;
2 熔煉及在線處理:
熔體溫度,靜置時間,爐內(nèi)精煉,扒渣作業(yè),爐子清潔程度,鋁液轉(zhuǎn)爐/澆筑,流槽衛(wèi)生及干燥程度,工具干燥程度;
除氣,過濾,細(xì)化添加劑;
3 鑄造過程:分配袋,金屬流量,金屬溫度,操作不規(guī)范。
三 雜質(zhì)分類
1 氣體雜質(zhì):H2
2 堿性雜質(zhì):Na,Ca,Li等。
3 非金屬雜質(zhì):通常說的夾雜物
Al2O3,尖晶石,MgO,F(xiàn)eO,MnO;
AlN,TiB2,(Ti,V)B2,Al4C3;
MgCl2,NaCL2,CaCl2鹽類;
4 液態(tài)雜質(zhì):低熔點的氯化物,氟化物及其混合物。
四 如何判斷熔體質(zhì)量的好壞
1 高質(zhì)量的產(chǎn)品必須以減少或消除鋁熔體中的非金屬夾雜物為最終目的;
2 國內(nèi)外熔體處理的手段非常多,但是處理后的效果如何就需要一個準(zhǔn)確點評價體系;
3 熔體內(nèi)夾雜物評價是對所使用的熔體處理系統(tǒng)進(jìn)行綜合的判斷與分析,在全面系統(tǒng)地對全流程的熔體處理進(jìn)行定量分析的基礎(chǔ)上建立評價標(biāo)準(zhǔn),使過濾器的選擇與使用更具科學(xué)性,尋求以最經(jīng)濟(jì)合理的過濾方式達(dá)到鋁制品性能的最優(yōu)化。
五 熔體內(nèi)夾雜物評價方法
1 目前主要的評價手段以離線分析為主,即將過濾前后熔體取樣后,測定夾雜含量并進(jìn)行對比,常規(guī)方法包括定量金相法,化學(xué)分析法,圖像掃描法(IA),容量法,掃描電鏡法(SEM),激光衍射顆粒尺寸分析法(LDPSA),非破壞超聲法(CUS),激光顯微探針質(zhì)譜分析法(LAMMS),X射線衍射法(XPD),光電掃描法,俄歇電子光譜法(AES)等。離線分析雖準(zhǔn)確性高,但檢測結(jié)果滯后于熔鑄過程,僅能表達(dá)取樣時刻的過濾效率,無法及時跟蹤過濾效率低變化情況并做出調(diào)整。
2 西方發(fā)達(dá)國家針對高端鋁制品對質(zhì)量對嚴(yán)格要求,開發(fā)了多種用于生產(chǎn)現(xiàn)場的新的評價技術(shù)。
11LiMCA11液態(tài)金屬潔凈度分析儀,由加拿大ABB公司發(fā)明。
22PoDFA裝置,由加拿大鋁業(yè)公司發(fā)明;
33LAIS法,由美國聯(lián)合碳化物公司發(fā)明;
44Prefil—Footprinter裝置,由加拿大ABB公司發(fā)明。
東北大學(xué)副教授王向杰在會上發(fā)表了《鋁合金熔鑄測渣技術(shù)及應(yīng)用》的主題演講。(原定演講者為中鋁瑞閩股份有限公司技術(shù)質(zhì)量部主任工程師羅筱雄,因其有事未能出席)。演講內(nèi)容涉及熔體質(zhì)量影響,影響熔體質(zhì)量的因素,雜質(zhì)分類,如何判斷熔體質(zhì)量好壞,熔體內(nèi)夾雜物評價方法等內(nèi)容。
鋁液中夾雜物對鑄件質(zhì)量的影響已經(jīng)被人們所充分認(rèn)識,隨著鋁液凈化技術(shù)的發(fā)展,鋁液中夾雜物的含量已經(jīng)降低到了相當(dāng)?shù)偷乃?。但是由于沒有理想的夾雜物檢測手段,無法對鋁液中夾雜物的含量提出明確的限量要求,也難以全面評估各種凈化工藝的優(yōu)劣。所以,在澆注前如何能簡單、直接、快速、定量地測定鋁液中夾雜物的含量,一直是國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點之一, 鋁液中含渣量多少能顯著影響到鋁鑄件的機(jī)械性能和鑄造工藝性能,目前有多種鋁液精煉除渣方法,但缺少定量檢測鋁液中含渣量的手段。
一 熔體質(zhì)量影響
熔體純凈化是提高鋁材質(zhì)量的共性技術(shù)基礎(chǔ),也是提升鋁材品質(zhì)的關(guān)鍵技術(shù)。熔體中氣體和非金屬夾雜物的存在均有顯著的影響。主要包括:坯料的后續(xù)加工成形性能,最終產(chǎn)品的物理性能,力學(xué)性能,抗腐蝕性能,結(jié)構(gòu)完整性與外觀質(zhì)量。
二 影響熔體質(zhì)量的因素
常見鋁合金熔鑄后的鋁渣
1 外部材料:原輔材料質(zhì)量,廢料類別和添加比例;
2 熔煉及在線處理:
熔體溫度,靜置時間,爐內(nèi)精煉,扒渣作業(yè),爐子清潔程度,鋁液轉(zhuǎn)爐/澆筑,流槽衛(wèi)生及干燥程度,工具干燥程度;
除氣,過濾,細(xì)化添加劑;
3 鑄造過程:分配袋,金屬流量,金屬溫度,操作不規(guī)范。
三 雜質(zhì)分類
1 氣體雜質(zhì):H2
2 堿性雜質(zhì):Na,Ca,Li等。
3 非金屬雜質(zhì):通常說的夾雜物
Al2O3,尖晶石,MgO,F(xiàn)eO,MnO;
AlN,TiB2,(Ti,V)B2,Al4C3;
MgCl2,NaCL2,CaCl2鹽類;
4 液態(tài)雜質(zhì):低熔點的氯化物,氟化物及其混合物。
四 如何判斷熔體質(zhì)量的好壞
1 高質(zhì)量的產(chǎn)品必須以減少或消除鋁熔體中的非金屬夾雜物為最終目的;
2 國內(nèi)外熔體處理的手段非常多,但是處理后的效果如何就需要一個準(zhǔn)確點評價體系;
3 熔體內(nèi)夾雜物評價是對所使用的熔體處理系統(tǒng)進(jìn)行綜合的判斷與分析,在全面系統(tǒng)地對全流程的熔體處理進(jìn)行定量分析的基礎(chǔ)上建立評價標(biāo)準(zhǔn),使過濾器的選擇與使用更具科學(xué)性,尋求以最經(jīng)濟(jì)合理的過濾方式達(dá)到鋁制品性能的最優(yōu)化。
五 熔體內(nèi)夾雜物評價方法
1 目前主要的評價手段以離線分析為主,即將過濾前后熔體取樣后,測定夾雜含量并進(jìn)行對比,常規(guī)方法包括定量金相法,化學(xué)分析法,圖像掃描法(IA),容量法,掃描電鏡法(SEM),激光衍射顆粒尺寸分析法(LDPSA),非破壞超聲法(CUS),激光顯微探針質(zhì)譜分析法(LAMMS),X射線衍射法(XPD),光電掃描法,俄歇電子光譜法(AES)等。離線分析雖準(zhǔn)確性高,但檢測結(jié)果滯后于熔鑄過程,僅能表達(dá)取樣時刻的過濾效率,無法及時跟蹤過濾效率低變化情況并做出調(diào)整。
2 西方發(fā)達(dá)國家針對高端鋁制品對質(zhì)量對嚴(yán)格要求,開發(fā)了多種用于生產(chǎn)現(xiàn)場的新的評價技術(shù)。
11LiMCA11液態(tài)金屬潔凈度分析儀,由加拿大ABB公司發(fā)明。
22PoDFA裝置,由加拿大鋁業(yè)公司發(fā)明;
33LAIS法,由美國聯(lián)合碳化物公司發(fā)明;
44Prefil—Footprinter裝置,由加拿大ABB公司發(fā)明。