Ujednačenost i konzistencija topljenja aluminijskih legura ključne su za kvalitet livenih proizvoda, posebno kada su u pitanju performanse ingota i obrađenih materijala. Tokom procesa topljenja, sastav materijala od aluminijskih legura mora se strogo kontrolisati kako bi se izbjegla segregacija sastava i neujednačenost zrna, što direktno utiče na mehanička svojstva, otpornost na koroziju i obradivost konačnog materijala.
Ujednačenost topljenja je usko povezana sa sastavom aluminijskih legura, opremom za topljenje, procesnim parametrima itd. Tokom procesa livenja, ponašanje skrućivanja tečnog aluminija na različitim temperaturama određuje unutrašnju strukturu materijala. Temperaturni gradijent, brzina hlađenja itd. uticaće na veličinu zrna i raspodjelu ingota, a zatim i na ujednačenost materijala. Kontrolisanjem temperature topljenja, tretmanom homogenizacije i drugim tehničkim sredstvima, problemi segregacije komponenti i neujednačenosti veličine zrna mogu se efikasno smanjiti.
Ujednačenost i konzistencija topljenja aluminijskih legura su ključna pitanja za osiguranje kvalitete livenih proizvoda, koja su direktno povezana s više ključnih pokazatelja kao što su mehanička svojstva, otpornost na koroziju i performanse obrade odlivaka. Ujednačenost i konzistencija uključuju više aspekata kao što su raspodjela elemenata, kontrola veličine zrna i ponašanje legure pri skrućivanju tokom procesa topljenja.
1. Važnost ujednačenosti topljenja
U procesu topljenja aluminijskih legura, ravnomjerna raspodjela metalnih elemenata je osnovni zahtjev za osiguranje performansi materijala. Ako je kontrola temperature tokom procesa topljenja nestabilna, elementi u leguri mogu se odvojiti, što rezultira nekonzistentnim lokalnim sastavom materijala. Ovaj neravnomjeran sastav će uzrokovati razlike u performansama tokom naknadnog procesa skrućivanja i obrade, smanjujući mehaničku čvrstoću, žilavost i otpornost proizvoda na koroziju. Loša ujednačenost u topljenju će uzrokovati krhka ili slaba područja u materijalu, koja vrlo lako mogu uzrokovati pukotine i oštećenja.
2. Usavršavanje zrna tokom livenja
Veličina i oblik zrna direktno utiču na mehanička svojstva odlivka i formiranje grešaka u odlivku. Tokom procesa skrućivanja aluminijumske legure, ako su zrna prevelika ili neravnomjerna, često formiraju neželjene mikrostrukture poput stubastih kristala i pernatih kristala, što lako može uzrokovati pucanje odlivka ili stvaranje drugih grešaka tokom upotrebe. Kako bi se spriječile ove pojave, često se koristi tehnologija rafiniranja za poboljšanje raspodjele zrna.
Upotreba rafinera je efikasan način za rješavanje ovog problema. Posebno, uvođenje rafinera na bazi aluminij-titan-bora značajno poboljšava mikrostrukturu ingota od aluminijumske legure. Dodavanjem rafinera, zrna se mogu značajno rafinirati, mikrostruktura materijala sa niskim udjelom višestrukih čestica može se homogenizirati, a stupčasti kristali i grube zrnaste strukture mogu se smanjiti. Kombinirani učinak TiAl₃ i TiB₂ u rafineru na bazi aluminij-titan-bora povećava broj kristalnih jezgara, potiče stvaranje kristalnih jezgara u aluminijskoj tekućini, čini zrna finijom i ujednačenijom, te na taj način poboljšava kvalitet i mehanička svojstva odljevka.
Prilikom korištenja rafinera, kako bi se postigao najbolji efekat, potrebno je precizno kontrolisati količinu i način dodavanja. Generalno, količina dodanog rafinera treba biti umjerena. Prekomjerno dodavanje će dovesti do prekomjernog pročišćavanja zrna i uticati na žilavost legure, dok će premalo dodavanja rezultirati nedovoljnim pročišćavanjem. Pored toga, raspodjela rafinera mora biti ravnomjerna kako bi se izbjegao lokalni višak ili nedostatak u talini, te kako bi se osiguralo ravnomjerno pročišćavanje zrna cijelog odlivka.
3. Tehnologija kontrole temperature i miješanja tokom topljenja
Na ujednačenost topljenja uveliko utiču kontrola temperature i metode miješanja. Prilikom topljenja aluminijumskih legura, raspodjela temperaturnog polja u talini i stanje tečenja rastopljenog metala igraju odlučujuću ulogu u ujednačenosti sastava. Previsoka ili preniska temperatura taline može uzrokovati neravnomjeran sastav ili gruba zrna. Razumnom kontrolom temperaturnog gradijenta, segregacija rastvorenih materija u talini može se efikasno smanjiti.
Istovremeno, tehnologija miješanja igra vitalnu ulogu u procesu topljenja. Mehaničkim ili elektromagnetnim miješanjem može se razbiti površinska napetost tekuće aluminijske legure, tako da se rastvorena tvar ravnomjernije raspoređuje u tekućoj fazi i sprječava lokalno obogaćivanje elemenata. Ujednačenost miješanja direktno utječe na konzistenciju sastava taline i naknadni kvalitet skrućivanja. Razumna kontrola brzine i vremena miješanja, posebno dovoljno miješanje nakon dodavanja rafinera, može poboljšati ukupnu ujednačenost taline i osigurati učinak pročišćavanja zrna odljevka.
4. Kontrola mikrostrukture tokom očvršćavanja
Proces skrućivanja je ključna faza koja utiče na mikrostrukturu odlivaka od aluminijumskih legura. Tokom skrućivanja, raspodjela temperaturnog polja na frontu taline, ponašanje preraspodjele rastvorenih materija i morfološka evolucija zrna imat će dubok utjecaj na performanse konačnog odlivka. Za visokokvalitetne odlivke od aluminijumskih legura potrebno je kontrolirati brzinu hlađenja, pothlađenje i termodinamičko stanje fronta čvrsto-tekućine tokom skrućivanja.
Tokom procesa skrućivanja, brzo hlađenje pomaže u formiranju ujednačene kristalne strukture sa jednakom osom i smanjenju udjela stupčastih kristala. Optimizacijom brzine hlađenja i kontrolom temperaturnog gradijenta tokom procesa hlađenja, ujednačenost strukture zrna može se efikasno poboljšati. Osim toga, za odlivke velikog presjeka, obično se koristi proces termičke obrade homogenizacijom kako bi se eliminisala neravnomjerna raspodjela čvrstih istaloženih faza i dodatno poboljšala ujednačenost i konzistencija materijala.
5. Kontinuirano razvijanje tehnologije topljenja
Posljednjih godina, s širokom primjenom materijala od aluminijskih legura, tehnologija topljenja se također kontinuirano razvija, posebno uvođenjem inteligentne i rafinirane tehnologije upravljanja. Moderna oprema za topljenje aluminijskih legura sve više pažnje posvećuje automatskom upravljanju. Pomoću online opreme za detekciju i upravljanje, sastav, temperatura i stanje profinjenosti zrna taline mogu se pratiti u stvarnom vremenu kako bi se osigurala stabilnost i ujednačenost procesa topljenja.
Osim toga, s poboljšanjem procesa topljenja, tehnologije poput kratkotrajnog topljenja i online rafiniranja postepeno su postale popularne. Ove tehnologije ne samo da poboljšavaju efikasnost proizvodnje, već i efikasno smanjuju potrošnju energije i troškove proizvodnje, dodatno promovirajući modernizaciju tehnologije topljenja aluminijskih legura.
U procesu topljenja aluminijumskih legura, ujednačenost i konzistentnost su ključni za osiguranje kvaliteta proizvoda. Racionalnom upotrebom rafinerija, optimizacijom kontrole temperature i tehnologije miješanja, struktura zrna i raspodjela sastava ingota mogu se značajno poboljšati kako bi se osiguralo da odlivak ima odlična mehanička svojstva i stabilan kvalitet. Razvojem tehnologije, proces topljenja aluminijumskih legura ide ka inteligenciji i profinjenosti, a kvalitet proizvoda od lijevanih aluminijumskih legura se kontinuirano poboljšava.
Osim toga, dodavanje rafinera je važna mjera za poboljšanje ujednačenosti topljenja aluminijskih legura. Upotreba aluminij-titan-bor rafinera može značajno poboljšati strukturu ingota s malim uvećanjem i smanjiti nedostatke poput pernatih kristala i stupčastih kristala. Uz osiguranje efekta rafiniranja zrna, ova vrsta rafinera također mora kontrolirati količinu i distribuciju dodatka, osigurati ujednačenost sastava i izbjeći aglomeraciju rafinera. Kako bi se osigurala kvaliteta topljenja i lijevanja aluminijskih legura, potrebno je optimizirati proces topljenja, rafinirati zrna i strogo kontrolirati distribuciju legirajućih elemenata.
U procesu topljenja aluminijumskih legura, ujednačenost i konzistentnost su ključni za osiguranje kvaliteta proizvoda. Racionalnom upotrebom rafinerija, optimizacijom kontrole temperature i tehnologije miješanja, struktura zrna i raspodjela sastava ingota mogu se značajno poboljšati, osiguravajući da odlivak ima odlična mehanička svojstva i stabilan kvalitet. Razvojem tehnologije, proces topljenja aluminijumskih legura ide ka inteligenciji i profinjenosti, te kontinuiranom poboljšanju kvaliteta proizvoda od lijevanih aluminijumskih legura.
Vrijeme objave: 27. oktobar 2024.
