Requisits bàsics per al disseny de matèries primeres i composició
Selecció de matèries primeres d'alta -puresa: la colada d'aliatges de metalls no-ferrosos (com ara aliatges d'alumini i coure) requereix lingots de metall amb una puresa superior o igual al 99,7 % (consulteu GB/T 8733-2016). El contingut d'elements d'impuresa (com ara Fe i Si) s'ha de controlar estrictament per sota del 0,1% per evitar la fragilitat del límit del gra. Per exemple, l'aliatge d'alumini 7075 de grau aeroespacial requereix un contingut de Zn del 5,6% ~ 6,1% i un contingut de Mg del 2,1% ~ 2,5%. Una desviació de la composició superior al ±0,2% donarà lloc a una disminució de la força del 10% al 15%.
Control precís de la proporció d'aliatges: l'ús de la tecnologia de premescla d'aliatges intermedis garanteix una distribució uniforme dels oligoelements (com Ti i B). Prenent com a exemple els aliatges de coure, per cada augment del 0,1% de l'addició de Sn, la conductivitat disminueix aproximadament un 1,5% (dades del *Manual de processament de metalls no-ferrosos*). La composició s'ha de controlar en-temps real mitjançant un espectròmetre; Les fluctuacions de la composició dins del forn de fosa han de ser inferiors o iguals a ±0,05%.
Paràmetres clau per als processos de fusió i fosa
Gestió de la temperatura
Temperatura de fusió: els aliatges d'alumini normalment es controlen a 700 ~ 750 graus i els aliatges de coure a 1100 ~ 1200 graus. Superar aquesta temperatura en 10 graus agreujarà la formació d'escòries d'òxid.
Temperatura d'abocament: ajustada segons el tipus d'aliatge. Per exemple, la temperatura d'abocament de l'aliatge d'alumini ZL104 és de 680 ~ 720 graus. Una temperatura massa baixa provocarà defectes de tancament en fred.
Control de Gas i Inclusió
S'ha d'utilitzar el refinament d'argó (caudal de 0,5 ~ 1,5 L/min·kg) o la cobertura de flux (com ara sal mixta KCl + NaCl) per assegurar un contingut d'hidrogen inferior o igual a 0,15 ml/100 g (consulteu ASTM E29). Abans de llançar, deixeu reposar la barreja durant 5 ~ 10 minuts per permetre que les inclusions surin a la superfície; el gruix de la capa d'escòria ha de ser<3 mm.
Inspecció de qualitat i prevenció de defectes
Normes de proves no-destructives
Ultrasonic testing (defect size >0,5 mm requereix reelaboració) i inspecció de raigs X- (porositat<2% is acceptable) are industry-standard methods. For example, aluminum profiles for high-speed rail must meet the Class B testing requirements of EN 12004-2.
Solucions de defectes comuns
Cavitats de contracció: millorat mitjançant el control de la temperatura del motlle (± 5 graus) i el disseny de la contracció (alçada superior o igual a 1,5 vegades el gruix de la fosa).
Cracking en calent: afegir 0,01% ~ 0,03% Sr o TiB₂ refina els grans i redueix el risc d'esquerdes.
Equips i requisits ambientals
Selecció d'equips de fosa
Els forns d'inducció de -freqüència mitjana (eficiència superior o igual al 85%) són superiors als forns de resistència i han d'estar equipats amb un sistema de control automàtic de la temperatura (precisió ±3 graus). Els paràmetres de pressió de la màquina de fosa s'han d'ajustar segons la fluïdesa de l'aliatge; per exemple, la fosa a pressió d'aliatge de magnesi requereix 150 ~ 300 MPa.
Taller Control Ambiental
La humitat ha de ser<60%, dust concentration <5 mg/m³ (GBZ 2.1-2019) to prevent hydrogen absorption and oxidation of the metal.
