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铸造铝合金由于其优良的性能,广泛应用在机械、航空航天、汽车、建筑及电子等行业。但铝及其合金在熔炼浇铸过程中易于氧化、吸收气体,从而引起铸件的夹杂、气孔、缩孔、缩松、裂纹、浇不足和渗漏等一系列缺陷。要解决生产高质量铝铸件的问题,铝合金熔体净化处理是基本措施之一,也是提高铝合金综合性能的主要手段。在铝熔体处理过程中,必须将净化、变质与细化三方面结合起来,这其中净化是最为关键的控制因素,是细化和变质处理的基础。
本文研究了净化剂对A356铝合金净化效果的影响,并深入探讨了熔体保护、除气排杂和晶粒细化等处理技术提高铝合金性能的作用。净化剂组成对其净化效果有决定性影响,直接影响了其表面张力、润湿角等,从而影响了除气排杂的动力学和热力学,所以必须以除气排杂的动力学和热力学、净化剂的特性及其影响因素为依据来设计净化剂。
本文首先应用减压凝固法、电阻率测量装置以及相关处理软件研究了不同净化剂、净化温度和净化剂加入量对A356铝合金及其铸件组织性能的影响。研究发现,以NaCl-KCl为基的净化剂,氟盐的加入能提高A356铝合金的除氢效果。氟盐的效果为:除氢与排杂作用均为NaF>Na3AlF6>CaF2,而净化持久性CaF2>NaF和Na3AlF6。当净化温度为720℃、FY-F加入量为0.5%时,自行研发的净化剂FY-F净化效果最佳,而且净化效果优于两种市场通用净化剂。
在除气排杂有一定效果的前提下,研究了细化剂的加入对A356铝合金净化效果的影响及其铸件组织性能的影响。研究发现,单一加入KBF4和K2TiF6时净化作用微弱,但和NaCl、KC1配合使用时,净化作用有所提高。氯盐、氟盐、细化剂和发热剂组成的复合净化剂FH-B,兼有除气排杂作用和细晶强化作用,净化后A356铝合金的综合性能最好。
A356铝合金净化剂的研发基于净化剂除气排杂的动力学和热力学,结合净化剂对表面张力和润湿角的影响、净化剂的特性等因素,设计出的复合净化剂除气除杂效果优良,成本低廉,且环境污染小。