PDF《调压铸造过程液态铝合金氢含量变化规律》

调压铸造过程液态铝合金氢含量变化规律 Law of Hydrogen Content Change in Molten Aluminium Alloy During Casting Under A(1j usted Pressure 洪都航空工业集团 广西大学[摘要] 针对铸造铝合金的吸氢问题,对调压铸 造过程中液态铝合金含氢量的变化进行了研究,论述 了真空除气有显著的精炼作用,在干燥空气的条件下, 液态铝合金含氢量低,可以铸造高气密性的精密铸件.

关键词:调压铸造 铝合金 氢含量 真空除气 精密铸件 [ABsTRAcT] In view of the hydrogen absorp― tion existed during casting process of A1 a王10y, the hy― drogen content changes in molten aluminium alloy du卜ing casting under adjusted pressure are studied. The strong refining capability by means of Vacuum degassing is discussed.The hydrogen content in m01ten aluminium alloy is 10w under the conditions of dry pressured air and the high airtight precision castings can be produced. Keywords:Adjusted pressure casting Al aUay Hydrogen content Vacuum degassing Precision cast- in2 随着航空工业毛坯制造技术的发展,铸件日趋整 体化和薄壁化,这一技术进步离不开铸造成型方法的 创新.调压铸造是在低压铸造和差压(反压)铸造基础 上发展起来的新的成型技术,该技术在真空条件下充 型,消除了充型时产生的反压力,由此带来的附加效应 就是真空精炼.众所周知,铝合金在熔化过程中不可 避免地要产生铝水反应,反应中离解的氢溶解于铝液 中,在随铸件凝固的过程中,由于氢在液态铝中的溶解 度比固态溶解度大近20倍,所以伴随着液固相变,氢 将遵循西华特定律而析出,最终在铸件中形成针孔和 疏松.因此,铝合金中气体的研究一直倍受人们的关 注【1~4 J.在调压铸造连续化生产过程中,坩埚内铝合 金熔体的液面上经历周期性的真空一加压过程,这是 否对铝合金液中的气体产生影响?它关系到正确设计 调压铸造工艺参数必须解决的问题.

1 试验条件 试验原材料为zLll4A铝合金,其主要成分(质量 甘武奎龙国荣 曾建民 分数)为si,6.5%~7.5%;

Mg,O.45%~0.75%;

Ti, 0.08%~0.25%,此外还有少量的Be.采用纯铝、纯 镁和铝钛硼、铝硅、铝镁铍中间合金进行配料. 合金在电阻炉中熔炼.在纯铝700℃时加镁,然 后升温至730℃用六氯乙烷精炼,静止扒渣后升温至 745℃用四元变质剂进行变质. 氢含量测试设备采用HyscanⅡ测氢仪.该仪器 利用减压试验原理,测量精度为0.01 mL/100 g. 将100 g待测样品注入样品室内,然后将样品室 密封抽真空.由于压力的迅速降低,溶解于铝中的氢 将扩散析出,引起样品室压力值变化,其压力值由皮拉 尼压力计检出并转换为标准单位. 试验分为A,B,c 3组,A组为对照组,合金熔炼 后,以720℃的温度暴露于大气中,空气的相对湿度为 80%~85%;

B组和C组的条件完全模拟调压铸造的 实际情况,区别仅在于B组为潮湿的压缩空气,C组 为经过过滤的干燥空气. 每个测试周期为30 min,共测试3个周期,试验时 间为90 min. 2试验结果与分析 图l为3种条件下的测量结果. 一目\删知J1|=硝 时间/min 图1 液态铝合金中的含氢量和保温时间的关系 Fig.1 Relationship between the hydrogen content in melten Al a110y and the holding time 从图1中A组曲线可以看出,暴露于大气中的熔 体,随着保温时间延长,合金中的氢含量几乎呈直线上 2004年第6期・航空制造技术103 万方数据 万方数据 升.这表明吸氢一呼氢的动态平衡逐渐偏向吸氢一 方.90 min后,含氢量已经达到很高的数值.图2(a) 为保温90 min时的取样结果,(b)为精炼后10 min的 取样结果.两者的表面状态有明显的区别,前者表面 疏松、鼓胀,布满孔洞,这表明凝固时过饱和的氢大量 析出,这种状态的合金不宜用来浇注铸件,必须重新精 炼;