铝 合 金 铸 棒 缺 陷.ppt

铝合金铸棒缺陷讲搞 铝及铝合金铸锭缺陷分级名称致命缺陷严重缺陷一般缺陷次要缺陷化学成分不符 组织过烧 夹渣 气孔 疏松 裂纹 尺寸不符 金属化合物 成层 光亮晶粒 粗大晶粒 名称致命缺陷严重缺陷一般缺陷次要缺白斑 弯曲 白点 1 化学成分不符凡铝及铝合金的化学成分范围超出国家标准 GB T3190 1996 规定 含杂质高于上限 而影响产品最终性能不合格的 都称为化学成分不符 属绝对废品 产生原因 进厂铝锭的化学成分不符合技术要求或没有技术合格证书 配入的废料 混料重量百分比估计不准确 配料员对本合金的合金元素配入准确 中间合金成分不合格或波动大 堆放后混熔次 快速分析试样无代表性 化验室做错分析或发错分析报告 合金转组不洗炉或洗炉不彻底 熔炼时烧损过大或烧损量计算不准确 金属熔体在炉内停留时间长而烧损 成分搅拌不均就取样 2 成层缺陷 铸造过程中 结晶器内金属熔体的敞露液面在靠近结晶器壁的表面已凝固 致使铸锭表面形成上下两层 叫成层 或冷隔 这种缺陷严重破坏了整个铸锭组织的连续性 一般应为废品 如果车皮后能完全消失时才允许使用 形成原因 铸造速度慢 金属熔体供流不足 边部易凝固 继续供给的熔体补充不上就提前凝固 铸造温度低 金属熔体流动性不好 靠近结晶器壁处易凝固 铸造漏斗安放不正 金属熔体向漏斗供流不均匀 漏斗孔堵塞冷凝槽内冷却不均 冷却速度大的地方金属很快凝固 润滑不均匀或局部涂油过多 铸造中途停车 悬挂或金属熔体供流忽高忽低 冷凝槽内锥度不符合要求 3 拉裂和拉痕由于铸锭外表面与结晶器的摩擦阻力超出铸锭本身的强度时 在铸锭表面形成拉痕 严重时将铸锭拉裂或拉断 这种缺陷严重破坏了整个铸锭组织的连续性 严重时应为废品 如果车皮后能完全消失时才允许使用 形成原因 结晶器内表面不光滑 有毛刺 划痕 润滑不好 结晶器按放歪斜 使铸锭下降时一边产生很大阻力 铸造过程中 金属体忽高忽低造成抱芯子 空心锭 或漏铝而悬挂 铸造速度 铸造温度高 铸造水压大容易造成拉裂或拉痕 4 夹渣金属夹渣习惯上指偶尔落入的铜 铁等金属碎块 非金属夹渣主要指低倍试片上的夹渣 如氧化夹渣 熔渣和熔剂碎块 石棉板碎块等 夹渣又分为表面夹渣和内部夹渣 夹渣破坏了铸锭组织的连续性 严重影响了产品质量 产生原因 原辅材料不干净 如有油污 泥土 灰尘 水分等 熔炼过程中反复补料 冲淡 搅拌方法不当 使表面氧化膜多次被破坏 转注过程中冲击太厉害 金属熔体没有满管流动或落差太大造成氧化渣 精炼操作不当 精炼不充分 使精炼效果不好 铸造过程中金属水平波动大 各落差点封闭不好 开头和收尾操作不当 受合金本性的影响 如有的合金本身流动性差 夹渣不易上浮 铸造温度太低 夹渣不易上浮 5 氧化膜有金属铝与空气中的氧化合成的AI2O3和合金元素中的其它氧化物 如MgO等 组成的复杂氧化物的碎块存在与铸锭组织中形成氧化膜 它破坏了合金内部组织的连续性和致密性 降低合金各种性能 产生原因 原辅材料不干净 如有油污 潮湿 水分 腐蚀 灰尘 泥沙等 熔炼过程中反复补料 冲淡 搅拌方法不当 破坏了表面氧化膜 成为碎块掉入熔体内 湿度大的季节生产时 容易产生氧化膜 熔体转注过程中金属熔体没有满管流动 冲击太大或各落差点没有封闭造成氧化膜碎块掉入熔体内 熔体温度低 除渣除气时间短 在静置炉静置时间不够就铸造 使用的各种工具预热干燥不好 铸造温度偏低 氧化膜碎块不易上浮 铸造过程中金属水平波动大 忽高忽低 或开头和收尾操作不当 6 裂纹按裂纹形成的内在原因可分为 热裂纹和 冷裂纹 两大类 按照裂纹在铸锭中的形状和产生部位可分为中心 通心 裂纹 表面 皮下 裂纹 放射状裂纹 环状裂纹 横向裂纹 浇口部裂纹 底部裂纹 裂纹为校对废品 产生原因 合理调整主要化学成分 严格控制有害杂质含量以及 相互关系 提高金属熔体的纯洁度 除气除渣彻底 同时防止金属熔体过热 各种铸造工具选用适当 安放牢固平稳 表面光洁度好 合理调整制造速度 铸造温度 冷却强度及相互关系 裂纹倾向性大的合金 大规格的铸锭 铸造开头时用纯铝或用基本技术铺底 7 气孔与疏松金属熔体内含有大量气体 在铸锭中形成内表面光华的圆形空洞 称为气孔 而在晶界及支晶网络处形成宏观或微观的分散性缩孔 称为疏松 这种缺陷不同程度地破坏了铸锭晶粒之间结合的牢固性 使铸锭组织不致密 在加工过程中若不能焊合 气孔更难 则严重地降低了制品的力学性能 这种缺陷不允许存在 产生原因 合金本性 有的合金铸造时 开始凝固温度与凝固终了温度差大 即过渡带尺寸大 使补缩和气体逸出困难 金属熔体停留时间长 覆盖不好或局部过热 使大量气体被熔体吸收 炉体 工具 氮气与氯气含量高 精炼时除气不彻底 铸造温度低 铸造速度快 冷却强度小 熔体中气体逸出困难 高温高湿度季节 空气中潮气大 金属熔体吸气量增多 8 小白点 铝合金底部 浇口部及横断面的边部 有一种白色的 分散的 棉絮状的点状缺陷 通称为白点 也叫小白点 这种缺陷在高镁合金中最容易出现 它显著降低合金的伸长率 是不允许存在的 产生原因 小白点产生原因与成分有关 含镁合金 如LF2 LF3 LF6 LY12 LC4 LD5合金的大规格铸锭中 原材料潮湿 熔体含气量高 精炼时除气不彻底 熔体停留时间长 覆盖不好 金属熔体吸气量增多 结晶器高 冷却强度小 铸造速度过慢 冷却水温过高 9 白斑白斑是在铸造开始阶段 由于熔体液流的冲动 使铺底铝液中的纯铝悬浮晶全凝结在铸造漏斗底部 并逐渐长大 逐渐渗入少量元素 当受到某种外力的震动或冲刷而落于铸锭中形成白斑 白斑的出现降低了产品的力学强度 在加工变形后仍不能很好压合 所以 不允许存在 产生原因 铸造开始时 铺底操作必须认真 防止纯铝在漏斗底或结晶器壁上悬挂 铸造开始后及过程中不要震动漏斗 提高铺底铝温度 并在铺底前打尽浮渣 漏斗要铺好涂料 充分预热好 10 光亮晶粒贫乏固熔体一次晶偏析形成光亮晶粒 它具有光亮色泽 不定性 且比周围晶粒大若干倍的树枝状晶体 这种晶体简称光晶 因为光亮晶粒含合金组元很低 将严重降低产品的力学性能 所以是不允许存在的 产生原因 铸造开始时所使用的漏斗表面不光滑或导热不好 漏斗距底部过高 或预热不好 漏斗沉入液面过深时 使铸锭液体部分的过冷带扩展到液穴的整个体积 赞成体积顺序结晶 铸造过程中 某种原因使漏斗受到震动 将漏斗底部形成的底结物落入结晶面并凝结于铸锭中 铸造温度低 速度慢 铸锭表面冷却强烈 容易产生光晶 11 金属间化合物和金属化合物一次晶偏析在铸锭组织内部出现的含难熔成分 高熔点的金属间化合物和在LF21 LD7 LD8 LD9 LC4 LF6 LF11 LF12等合金中偶尔发现的金属化合物一次晶偏析 这种金属间化合物硬度高 性脆 多呈块状 针状 且不均匀地分布于晶内 严重影响产品的横向性能 产生原因 严格控制合金成分中的难熔组元的含量及杂质含量 采用低熔点的中间合金来向熔体中加入难熔组元 以保证它在合金中充分溶解 适当提高铸造温度和铸造速度 充分预热铸造漏斗和转注工具 漏斗不要在液穴中放置过深 12 偏析瘤在铸锭表面凝结的易熔析出物称为偏析浮出物 又称偏析瘤 偏析瘤内有较多的易熔成分和共晶化合物 使其成分不均匀 同时使铸锭表面凸起 需进行冷加工消除 产生原因 铸造温度高 速度快 铸锭和结晶器之间间隙大 结晶器锥度大 结晶器高 结晶器内表面不光滑 涂油润滑不好 铸造漏斗安放不正 液流分布不均 冷却速度低或结晶器内局部缺水 铸锭直径大 13 羽毛状晶 花边在连续铸造的铸锭中会出现花纹状组织 有的将这种组织叫扇形晶 锥形晶 片状放射状晶 羽毛状晶 花边状组织 一般通称为羽毛状晶或花边 羽毛状晶是柱状晶的变种 有羽毛状晶的合金在轧制和自由锻造时 很可能沿其双晶而破坏 严重影响产品的工艺性能和力学性能 产生原因 熔炼温度过高 时间过长 熔体在炉内停留时间过长 使非自发晶核减少 精炼除气过度 使成核物质分离 非自发晶核减少 与晶粒细化元素的添加量有关 如LC4合金圆锭 当Ti含量小于0 025 时 不能完全抑制羽毛状晶的出现 当金属熔体集中注入且平等于结晶前沿切线方向流入液穴时 使局部温度高易于产生羽毛状晶 铸造温度高时易产生羽毛状晶 14 粗大晶粒和粗大柱状晶粗大晶粒指的是粗大的等轴晶 粗大柱状晶指的是粗大柱状晶体 粗大晶粒缺陷的存在严重降低合金铸造的力学性能 最终影响产品的力学性能 粗大晶粒产生原因 合金熔体过热或局部过热 使非自发性晶核被破坏 结晶核心减少 铸造温度高 结晶速度小 合金成分与杂质调整不当 粗大柱状晶粒产生原因 合理调整合金成分与杂质含量 如 5XXX合金中 Mg含量减少容易形成柱状晶 冷却强度大 形核 时间短 使晶核减少 容易形成柱状晶 熔体过热或局部过热 使非自发晶核被熔解 结晶核心减少 易于柱状晶生长 集中供流或供流不均 易于柱状晶生长 15 铸锭组织过烧铸锭在均匀化退火过程中 温度过高 超出工艺规定范围 称为铸锭组织过烧 合金铸锭过烧后 力学性能变坏 伸长率和疲劳强度明显下降 是绝对废品 产生原因 没有正确地执行工艺规程 加热温度过高 仪表失灵或误差大 均热炉各区温度不均或料放的不正 均热炉不正常 通风设备不良 使各区段温度不均 16 常出现的铸造缺陷 在挤压制品的低倍组织上 常出现熔铸过程带来的各种缺陷 光亮晶粒 合金组元偏低的贫乏固熔体一次晶 处理方法 纯铝 LF2 LF21不作检查 其它合金挤压制品允许有 2mm的两点 超出两点按金属间化合物处理 金属间化合物 含难熔成分高熔点的金属化合物处理方法 所有型材允许有 0 3