金属表面氧化方式对铝金铸件质量的影响

发布时间：2022-01-06 15:02:41

铸造是一种液态金属成形过程。幕墙铝材采用优质高强度铝合金板材，其常用厚度为1.5、2.0、2.5、3.0MM，型号为3003，状态为H24。其构造主要由面板、加强筋和角码组成。角码可直接由面板折弯、冲压成型，也可在面板的小边上铆装角码成型。工业铝材一种以铝为主要成份的合金材料，铝棒通过热熔，挤压从而得到不同截面形状的铝材料，但添加的合金的比例不同，生产出来的工业铝型材的机械性能和应用领域也不同。净化铝材在建筑行业应用广泛，具有许多独特的优良特性，密度小，质量轻，易加工，耐腐蚀，无低温脆性，无磁性，冲击不生火花，具有较高的光洁度和光亮度。众所周知，液态金属在高温下在大气表面被氧化并产生氧化膜。但长期以来，氧化膜对铝型材铸造质量的影响仅限于液态金属中夹杂物的问题。

伯明翰大学的J .坎贝尔经过多年的研究发现，折叠氧化膜夹层从宏观和微观两个方面对铝铸件的质量有着非常重要的影响。CampbeH等人认为对氧化膜夹层的认识是最令人激动的发现。目前我们暂时把坎贝尔等人得到的初步结论和意见称为氧化膜夹层理论。

液态铝型材中卷入氧化膜夹层后，其对铸件产品质量的影响企业大体上可分为以下两个不同方面：一是通过宏观经济方面，除割裂金属材料基体使力学系统性能可以降低外，还会诱发气孔和小缩孔等铸造缺陷；二是微观管理方面，对晶粒大小、枝晶间距、铝硅合金中Na和Sr的变质作用效果等都有一个重要的影响。

本文从氧化膜过渡层理论出发，简单介绍了氧化膜过渡层对铸件质量影响的宏观方面。如果读者感兴趣，请参考 j. campbell 和其他人近年来发表的文章。

一、液态金属表面氧化膜特征常用铸造合金(铸钢、铸铁、铝型材、镁合金)中主要氧化物的密度和熔点见表1。要分析氧化膜的特性，必须考虑附着其上的金属母液的密度和熔点。铁、铝和镁的熔点以及相关铸造合金在熔融状态下的密度的近似值如表2所示。在钢铁方面，以铸钢件的生产为例。镅液氧化产生的FeO熔点和密度比钢水低得多，高温下活性强，基本不可能单独存在。FeO可以与二氧化硅结合形成低熔点的FeOSiO2，也可以与钢中的硅和锰反应形成MnO和二氧化硅，然后与钢中的碳结合形成一氧化碳，此外，一小部分会溶解在钢水中。如果脱氧处理不当或出钢后钢水二次氧化，钢中非金属夹杂物会增多，或出现铸件表面气孔或夹渣等缺陷。但钢水表面产生的氧化物熔点低于钢板温度，只能聚集，不能折叠成氧化膜夹层悬浮在钢水中，所以不会出现氧化膜夹层带来的各种问题。

铝型材和镁合金的情况则与此同时完全满足不同，现以铝型材为例简要分析说明方法如下。铝在液态下的活性具有很强，铝液表面极易与环境大气中的氧作用可以生成Al2O3薄膜。Al2O3的熔点比液态铝型材的温度高得多，且非常重要稳定，Al2O3，的密度又略高于铝液，因此Al2O3薄膜易悬浮在铝液中，不会发生聚集发展而与工业铝型材液分离。