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變形鎂合金鑄錠缺陷及預防

2019-12-06 14:04 ?瀏覽:

在鑄錠中總會存在一些程序不等的種種缺陷,變形鎂合金常見的缺陷有裂紋、熔劑夾渣、金屬中間化合物、氣孔和冷隔(成層),等等。大多數缺陷是不允許存在的,無法挽救,使產品成為廢品,降低成品率。也有個別的“廢品”仍可以繼續加工,如羽毛晶(扇形晶),可由宏觀試片或打斷口確定與顯示,在軋制與自由鍛造時可能使工件開裂。通常。羽毛晶不算廢品缺陷。

  裂紋

  鑄件中的裂紋有冷裂紋與熱裂紋,但變形鎂合金鑄錠中很少出現冷裂紋,絕大多數為熱裂紋,一旦出現有冷裂紋的鑄錠就應報廢,不能銑掉的即超過表層銑削量的發狀熱裂紋也應作廢品處理。嚴格控制合金的化學成分與遵守工藝參數,精心操作,是減少裂紋的關鍵措施。

  冷隔

  冷隔是由于鑄造速度慢、鑄造溫度低、熔體在結晶器中的液面控制不穩、鑄造漏斗選擇不當、結晶器錐度不合理和結晶器斜置等造成的。采用液面自動控制是減少冷隔的有效措施,并適當加大鑄造速度和提高鑄造溫度,若這兩條措施不湊效則可適當提高結晶器高度,通??设T得既沒有冷隔又無裂紋的優質錠坯;加大結晶器錐度,可以降低鑄錠表層導熱,也可以在一定程度上防止冷隔。

  帶冷氣孔

  帶狀氣孔由成片分散氣孔組成,常見于MB3合金扁錠大面,有時與冷隔同時出現。此缺陷不易發現,鑄錠銑面后在有帶狀氣孔處呈現亮點,有經驗者可立馬發現。有帶狀缺陷的扁錠在軋制時,板材表面會出現成串的拉裂或孔洞。在這些地方不易氧化著色,不利于陽極氧化處理。

  帶狀氣孔是體積結晶造成的,攪動液穴內熔體或個別地帶熔體補充不足,往往會形成此缺陷,通常只在細晶錠坯內出現,同時多產生于晶粒邊界。它對鑄錠力學性能不利,同時可因此引發裂紋。

  氧化夾雜

  氧化夾雜實際上就是MgO膜,其中混有MgO·MgS和金屬中間化合物,在試片斷口上呈球狀。此缺陷是由于工藝不完善或操作不當引起的,如將表面MgO膜攪入熔體內,或熔劑用的不當,通常用五號熔劑就可以顯著減少錠中的氧化夾雜。

  熔劑夾渣

  熔劑夾渣是鎂合金錠中最常見的缺陷,也是危害非淺的缺陷。熔劑渣的密度與鎂熔體密度相差不大,在熔煉時不易徹底除凈,成為制品與工件裂紋的起源。熔劑夾渣廢品占鎂合金錠坯廢品總量的75%左右。這種缺陷是因熔煉、精煉工藝不合理、熔劑選擇不當、熔體過熱等因素引起的,如果這些因素不存在,熔劑夾渣缺陷便會大大下降。減少到低于5%。MB8合金錠最易產生這類缺陷,MB15合金的最少。熔劑夾渣與精煉劑的組成密切相關,用五號熔劑精煉MB8合金,幾乎檢驗不到熔劑夾渣。

  金屬中間化合物

  鎂合金金屬中間化合物的組成因合金不同而異,MB8合金中主要是β(Mn)一次晶,其中可溶解總量為2%的Fe和Al,在金屬中間化合物聚焦區的Mn含量比基體中的高2.5倍到7倍。影響MB8合金金屬中間化合物一次晶多少的工藝因素有:鑄造溫度、冷卻速度、成分,等等,在成分中以Mn的多少的影響最大,Mn含量的最大值為1.55%,Fe和Al為雜質,應分別≤0.2%。

  在MB3合金中,金屬中間化合物的相組成較復雜,有η(MnAl)相、亞穩定相MnAl)(τ相)和β(Mn)相,其中溶有Al。

  Fe在MB3合金中的基本存在形式是溶入含Mn的金屬中間化合物,以固溶體形式存在。只有Fe的含量大于0.02%時才出現個別分散的FeAl3相,若合金的Fe含量小于0.05%,則不會出現含Fe的金屬中間化合物。在MB3合金中,有金屬中間化合物聚集的地方不易陽極氧化,使氧化后的產品色調不均勻,同時含有氧化鐵時易發生腐蝕。

  在Mg-Zn-Zr系合金中,化合物的主要成分為鋯和鋅,含有0.01%Zr~0.19%Zr。當Zr含量大于5%時才會形成化合物ZnZr,但由于商業鎂合金的Zr含量很小,所以在工業生產的鎂合金中不會出現Zn、Zr化合物。

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