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铸铝件的固溶处理效果受哪些因素影响?

2020-11-09 08:18:49
发布者:德榜铝合金

铸铝件镜面工艺一般要达到两个要求:基材本身达到镜面效果;铸件表面氧化膜达到高度清透明。这里主要介绍铸件表面氧化膜达到高度清透明的方法。各种氧化膜中,硫酸氧化膜是影响铸件氧化膜高度清透明的重要因素,硫酸氧化膜的氧化膜厚度、氧化膜孔隙率、氧化膜度、封孔质量均可影响镜面效果。氧化膜中如果裹挟有过多的硅、锰、铁、铜、铬等杂质离子(或原子),氧化膜的度就低,透明度就会下降。原理在于氧化膜虽然是透光的,但也会有一些光散射损失。氧化膜厚度增加时透明度也会下降。氧化膜的针孔是光散射的主要根源,孔隙率越高光散射就越多。特别是针孔呈显喇叭形时,光散射会急剧增加,透明度就会下降。

封孔物质是勃姆石,常温封孔时还有氢氧化镍和氟铝酸盐,它们都是透明的,因此正常的封孔基本上不会降低氧化膜的透明度。但是如果发生过封孔,所形成的粉霜就全部成为光散射质点,就会使氧化膜的透明度大幅降低。关于封孔,主要是控制好温度和时间,避免出现过封孔。如果是常温封孔,还要调整好镍/氟含量及其比例,特别是氟离子含量不能太高。如果出现了过封孔,可将铝件浸入稀硝酸中退除粉霜。

氧化膜中的杂质主要来源于铝件本身,次要来源是氧化槽液。因此,适当降低铝件中合金元素的含量,尽量降低铝件的杂质含量,甚至选用高铝都能提升氧化膜度。降低槽液中的杂离子,保持槽液新鲜也能提升氧化膜度。氧化膜厚度以控制在10-12um为宜,如果产品标准不要求氧化膜厚度>=10um,则好将氧化膜厚度控制在6-8um。氧化膜的孔隙率主要取决于溶膜速度,溶膜越快则孔隙率越大。溶膜速度与硫酸浓度、槽液温度、电流密度成正变关系,因此,适当降低硫酸浓度、槽液稳度、电流密度过都会降低氧化膜的孔率。

铸铝件固溶处理的效果主要取决于下列三个因素:

(1)固溶处理温度。温度越高,元素溶解速度越快,效果越好。一般加热温度的上限低于合金开始过烧温度,而加热温度的下限应使组元尽可能多地溶入固溶体中。为了获得好的固溶效果,而又不便合金过烧,有时采用分级加热的办法,即在低熔点共晶温度下保温,使组元扩散溶解后,低熔点共晶不存在,再升到高的温度进行保温和淬火。固溶处理时,还应当注意加热的升温速度不宜过快,以免铸件发生变形和局部聚集的低熔点组织熔化而产生过烧。固溶热处理的悴火转移时间应尽可能地短,一般应不大于15s,以免合金元素的扩散析出而降低合金的性能。

(2)保温时间。保温时间是由元素的溶解速度来决定的,这取决于合金的种类、成分、组织、铸造方法和铸件的形状及壁厚。铸铝件的保温时间比变形铝合金要长得多,通常由试验确定,一般的砂型铸件比同类型的金属型铸件要延长20%-25%。

(3)冷却速度。淬火时给予铸件的冷却速度越大,使固溶体自高温状态保存下来的过饱和度也越高,从而使铸件获得高的力学性能,但同时所形成的内应力也越大,使铸件变形的可能性也越大。冷却速度可以通过选用具有不同的热容量、导热性、蒸发潜热和粘滞性的冷却介质来改变,为了有小的内应力,铸件可以在热介质(沸水、热油或熔盐)中冷却。

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