铝合金铸棒缺陷的产生原因.doc

铝合金铸棒缺陷的产生原因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 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 1-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。 2-配入的废料、混料重量百分比估计不准确。 3-配料员对本合金的合金元素配入准确。 4-中间合金成分不合格或波动大，堆放后混熔次。 5- 快速分析试样无代表性、化验室做错分析或发错分析报告。 6-合金转组不洗炉或洗炉不彻底。 7-熔炼时烧损过大或烧损量计算不准确。 8-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： 1-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； 2-铸造温度低，金属熔体流动性不好，靠近结晶器壁处易凝固； 3-铸造漏斗安放不正，金属熔体向漏斗供流不均匀； 4-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； 5-润滑不均匀或局部涂油过多； 6-铸造中途停车，悬挂或金属熔体供流忽高忽低； 7-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： 1-结晶器内表面不光滑，有毛刺、划痕、润滑不好； 2-结晶器按放歪斜，使铸锭下降时一边产生很大阻力； 3-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； 4-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： 1-原辅材料不干净，如有油污、泥土、灰尘、水分等； 2-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； 3-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； 4-精炼操作不当，精炼不充分，使精炼效果不好； 5-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； 6-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； 7-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： 1-原辅材料不干净：如有油污、潮湿、水分、腐蚀、灰尘、泥沙等； 2-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。 3-湿度大的季节生产时，容易产生氧化膜； 4-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。 5-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； 6-使用的各种工具预热干燥不好； 7-铸造温度偏低，氧化膜碎块不易上浮； 8-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： 1-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”； 2-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； 3-各种铸造工具选用适当，安放牢固平稳、表面光洁度好； 4-合理调整制造速度、铸造温度、冷却强度及相互关系； 5-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： 1-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； 2-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； 3-炉体、工具、氮气与氯气含量高，精炼时除气不彻底； 4-铸造温度低、铸造速度快、冷却强度小，熔体中气体逸出困难； 5-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：1-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。2-原材料潮湿，熔体含气量高，精炼时除气不彻底。3-熔体停留时间长，覆盖不好，金属熔体吸气量增多。4-结晶器高，冷却强度小。5-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： 1-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。 2-提高铺底铝温度，并在铺底前打尽浮渣。 3-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： 1-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； 2-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； 3-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； 4-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： 1-严格控制合金成分中的难熔组元的含量及杂质含量； 2-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； 3-适当提高铸造温度和铸造速度； 4-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： 1-铸造温度高、速度快； 2-铸锭和结晶器之间间隙大，结晶器锥度大，结晶器高； 3-结晶器内表面不光滑，涂油润滑不好； 4-铸造漏斗安放不正，液流分布不均； 5-冷却速度低或结晶器内局部缺水； 6-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： 1-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； 2-精炼除气过度，使成核物质分离，非自发晶核减少； 3-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 4-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。 5-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： 1-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； 2-铸造温度高，结晶速度小 3-合金成分与杂质调整不当。粗大柱状晶粒产生原因： 1-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； 2-冷却强度大，“形核”时间短，使晶核减少，容易形成柱状晶； 3-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； 4-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： 1-没有正确地执行工艺规程，加热温度过高； 2-仪表失灵或误差大； 3-均热炉各区温度不均或料放的不正； 4-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