L'uniformité et la consistance de la fusion des alliages d'aluminium sont cruciales pour la qualité des produits de fonderie, notamment en ce qui concerne les performances des lingots et des matériaux traités. Pendant le processus de fusion, la composition des matériaux en alliage d'aluminium doit être strictement contrôlée pour éviter la ségrégation de la composition et les irrégularités des grains, qui affectent directement les propriétés mécaniques, la résistance à la corrosion et l'usinabilité du matériau final.
L'uniformité de la fusion est étroitement liée à la composition des alliages d'aluminium, à l'équipement de fusion, aux paramètres du processus, etc. Pendant le processus de coulée, le comportement de solidification de l'aluminium liquide à différentes températures détermine la structure interne du matériau. Le gradient de température, la vitesse de refroidissement, etc. affecteront la granulométrie et la distribution du lingot, puis affecteront l'uniformité du matériau. En contrôlant la température de fusion, le traitement d'homogénéisation et d'autres moyens techniques, les problèmes de ségrégation des composants et d'irrégularité de la granulométrie peuvent être efficacement réduits.
L'uniformité et la consistance de la fusion des alliages d'aluminium sont des problèmes essentiels pour garantir la qualité des produits moulés, qui sont directement liés à plusieurs indicateurs clés tels que les propriétés mécaniques, la résistance à la corrosion et les performances de traitement des pièces moulées. L'uniformité et la cohérence impliquent de multiples aspects tels que la distribution des éléments, le contrôle de la taille des grains et le comportement de solidification de l'alliage pendant le processus de fusion.
1. Importance de l’uniformité de la fusion
Dans le processus de fusion des alliages d’aluminium, la répartition uniforme des éléments métalliques est une exigence fondamentale pour garantir les performances du matériau. Si le contrôle de la température pendant le processus de fusion est instable, les éléments de l'alliage peuvent se séparer, entraînant une composition locale incohérente du matériau. Cette composition inégale entraînera des différences de performances au cours du processus ultérieur de solidification et de traitement, réduisant ainsi la résistance mécanique, la ténacité et la résistance à la corrosion du produit. Une mauvaise uniformité lors de la fusion entraînera des zones fragiles ou faibles dans le matériau, qui sont très faciles à former des fissures et des ruptures.
2. Affinement du grain lors de la coulée
La taille et la forme des grains affectent directement les propriétés mécaniques de la pièce coulée et la formation de défauts de coulée. Au cours du processus de solidification de l'alliage d'aluminium, si les grains sont trop gros ou inégaux, ils forment souvent des microstructures indésirables telles que des cristaux en forme de colonne et des cristaux en plumes, qui peuvent facilement provoquer des fissures dans la pièce moulée ou produire d'autres défauts pendant l'utilisation. Afin de prévenir ces phénomènes, la technologie de raffinage est souvent utilisée pour améliorer la répartition des grains.
Le recours aux raffineurs constitue un moyen efficace de résoudre ce problème. En particulier, l’introduction d’affineurs aluminium-titane-bore entraîne une amélioration significative de la microstructure des lingots d’alliage d’aluminium. En ajoutant des raffineurs, les grains peuvent être considérablement raffinés, la microstructure à faible multiple du matériau peut être homogénéisée et les cristaux en colonnes et les structures à grains grossiers peuvent être réduits. L'effet combiné de TiAl₃ et TiB₂ dans le raffineur aluminium-titane-bore augmente le nombre de noyaux cristallins, favorise la génération de noyaux cristallins dans le liquide aluminium, rend les grains plus fins et plus uniformes, et améliore ainsi la qualité et les propriétés mécaniques de le casting.
Lors de l'utilisation de raffineurs, afin d'obtenir le meilleur effet, il est nécessaire de contrôler avec précision la quantité et la méthode d'ajout. Généralement, la quantité de raffineur ajoutée doit être modérée. Un ajout excessif entraînera un raffinement excessif du grain et affectera la ténacité de l'alliage, tandis qu'un ajout trop faible entraînera un raffinement insuffisant. De plus, la répartition du raffineur doit être uniforme pour éviter un excès ou un déficit local dans la masse fondue, de manière à garantir un raffinement uniforme des grains de l'ensemble de la pièce coulée.
3. Contrôle de la température et technologie d'agitation pendant la fusion
L'uniformité de la fusion est grandement affectée par le contrôle de la température et les méthodes d'agitation. Lors de la fusion des alliages d'aluminium, la répartition du champ de température dans la masse fondue et l'état d'écoulement du métal en fusion jouent un rôle décisif dans l'uniformité de la composition. Une température de fusion trop élevée ou trop basse peut entraîner une composition inégale ou des grains grossiers. Grâce à un contrôle raisonnable du gradient de température, la ségrégation des solutés dans la masse fondue peut être efficacement réduite.
Dans le même temps, la technologie d’agitation joue un rôle essentiel dans le processus de fusion. Grâce à une agitation mécanique ou électromagnétique, la tension superficielle de l'alliage d'aluminium liquide peut être rompue, de sorte que le soluté soit réparti plus uniformément dans la phase liquide et que l'enrichissement local des éléments soit empêché. L'uniformité de l'agitation affecte directement la consistance de la composition de la masse fondue et la qualité de la solidification ultérieure. Un contrôle raisonnable de la vitesse et du timing d'agitation, en particulier une agitation suffisante après l'ajout de raffineurs, peut améliorer l'uniformité globale de la masse fondue et garantir l'effet de raffinement du grain de la coulée.
4. Contrôle de la microstructure lors de la solidification
Le processus de solidification est une étape clé qui affecte la microstructure des pièces moulées en alliage d'aluminium. Lors de la solidification, la répartition du champ de température au niveau du front de fusion, le comportement de redistribution des solutés et l'évolution morphologique des grains auront un impact profond sur les performances de la coulée finale. Pour les pièces moulées en alliage d'aluminium de haute qualité, il est nécessaire de contrôler la vitesse de refroidissement, la surfusion et l'état thermodynamique de l'interface solide-liquide pendant la solidification.
Pendant le processus de solidification, un refroidissement rapide contribue à former une structure cristalline équiaxe uniforme et à réduire la proportion de cristaux en colonnes. En optimisant la vitesse de refroidissement et en contrôlant le gradient de température pendant le processus de refroidissement, l'uniformité de la structure des grains peut être efficacement améliorée. De plus, pour les pièces moulées de grande section, un processus de traitement thermique d'homogénéisation est généralement utilisé pour éliminer la répartition inégale des phases solides précipitées et améliorer encore l'uniformité et la consistance du matériau.
5. Développement continu de la technologie de fusion
Ces dernières années, avec l'application généralisée des matériaux en alliage d'aluminium, la technologie de fusion s'est également développée continuellement, en particulier avec l'introduction d'une technologie de contrôle intelligente et raffinée. Les équipements modernes de fusion d’alliages d’aluminium accordent de plus en plus d’attention au contrôle automatique. Grâce à un équipement de détection et de contrôle en ligne, la composition, la température et l'état de raffinement des grains de la fonte peuvent être surveillés en temps réel pour garantir la stabilité et l'uniformité du processus de fusion.
En outre, avec l'amélioration du processus de fusion, des technologies telles que la fusion à processus court et le traitement de raffinage en ligne sont progressivement devenues populaires. Ces technologies améliorent non seulement l'efficacité de la production, mais réduisent également efficacement la consommation d'énergie et les coûts de production, favorisant ainsi la modernisation de la technologie de fusion des alliages d'aluminium.
Dans le processus de fusion des alliages d’aluminium, l’uniformité et la cohérence sont cruciales pour garantir la qualité du produit. Grâce à l'utilisation rationnelle des raffineurs, à l'optimisation du contrôle de la température et à la technologie d'agitation, la structure des grains et la répartition de la composition du lingot peuvent être considérablement améliorées pour garantir que la pièce coulée présente d'excellentes propriétés mécaniques et une qualité stable. Avec le développement de la technologie, le processus de fusion des alliages d'aluminium évolue vers l'intelligence et le raffinement, et la qualité des produits moulés en alliage d'aluminium est continuellement améliorée.
De plus, l’ajout de raffineurs constitue une mesure importante pour améliorer l’uniformité de la fusion des alliages d’aluminium. L'utilisation d'affineurs aluminium-titane-bore peut améliorer considérablement la structure à faible grossissement du lingot et réduire les défauts tels que les cristaux en plumes et les cristaux en colonnes. Tout en assurant l'effet d'affinage du grain, ce type de raffineur doit également contrôler la quantité et la répartition de son ajout, assurer l'uniformité de la composition et éviter l'agglomération du raffineur. Afin de garantir la qualité de fusion et de coulée des alliages d'aluminium, il est nécessaire d'optimiser le processus de fusion, d'affiner les grains et de contrôler strictement la répartition des éléments d'alliage.
Dans le processus de fusion des alliages d’aluminium, l’uniformité et la cohérence sont cruciales pour garantir la qualité du produit. Grâce à l'utilisation rationnelle des raffineurs, à l'optimisation du contrôle de la température et de la technologie d'agitation, la structure des grains et la répartition de la composition du lingot peuvent être considérablement améliorées, garantissant ainsi que la pièce moulée présente d'excellentes propriétés mécaniques et une qualité stable. Avec le développement de la technologie, le processus de fusion des alliages d'aluminium évolue vers l'intelligence et le raffinement, et améliore continuellement la qualité des produits de moulage en alliage d'aluminium.
Heure de publication : 27 octobre 2024
