الزامات اصلی برای طراحی مواد خام و ترکیب
انتخاب ماده اولیه با خلوص بالا{{0}: برای ریختهگری آلیاژهای فلزات غیرآهنی (مانند آلیاژهای آلومینیوم و مس) به شمشهای فلزی با خلوص بیشتر یا مساوی 99.7% نیاز است (به GB/T 8733-2016 مراجعه کنید). محتوای عناصر ناخالصی (مانند Fe و Si) باید به شدت زیر 0.1٪ کنترل شود تا از شکنندگی مرز دانه جلوگیری شود. به عنوان مثال، آلیاژ آلومینیوم 7075 درجه هوافضا به محتوای روی 5.6٪ ~ 6.1٪ و محتوای منیزیم 2.1٪ تا 2.5٪ نیاز دارد. انحراف ترکیب بیش از 0.2٪ باعث کاهش 10٪ تا 15٪ در استحکام می شود.
کنترل دقیق نسبت آلیاژ: استفاده از فناوری پیش اختلاط آلیاژ میانی، توزیع یکنواخت عناصر کمیاب (مانند Ti و B) را تضمین می کند. با در نظر گرفتن آلیاژهای مس به عنوان مثال، به ازای هر 0.1٪ افزایش در Sn، رسانایی تقریباً 1.5٪ کاهش می یابد (داده های *غیر{3}}راهنمای پردازش فلزات آهنی*). ترکیب باید در زمان واقعی با استفاده از یک طیف سنج نظارت شود. نوسانات ترکیب در کوره ذوب باید کمتر یا مساوی 0.05 ± باشد.
پارامترهای کلیدی برای فرآیندهای ذوب و ریخته گری
مدیریت دما
دمای ذوب: آلیاژهای آلومینیوم معمولاً در 700 تا 750 درجه و آلیاژهای مس در 1100 تا 1200 درجه کنترل می شوند. بیش از 10 درجه از این دما باعث تشدید تشکیل سرباره اکسید می شود.
دمای ریختن: با توجه به نوع آلیاژ تنظیم می شود. به عنوان مثال، دمای ریختن برای آلیاژ آلومینیوم ZL104 680 ~ 720 درجه است. دمای بسیار پایین منجر به نقص در بسته شدن سرد می شود.
کنترل گاز و شمول
برای اطمینان از محتوای هیدروژن کمتر یا مساوی 0.15 میلی لیتر در 100 گرم (به ASTM E29 مراجعه کنید) باید از پالایش آرگون (میزان جریان 0.5 تا 1.5 L/min·kg) یا پوشش شار (مانند نمک مخلوط KCl+NaCl) استفاده شود. قبل از ریختهگری، اجازه دهید مخلوط به مدت 5 تا 10 دقیقه بماند تا مواد روی سطح شناور شوند. ضخامت لایه سرباره باید باشد<3 mm.
بازرسی کیفیت و پیشگیری از نقص
استانداردهای آزمایش غیر مخرب-
Ultrasonic testing (defect size >0.5 میلی متر نیاز به کار مجدد دارد) و بازرسی اشعه ایکس (تخلخل).<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.
راه حل های رایج نقص
حفره های انقباض: از طریق کنترل دمای قالب (5± درجه) و طراحی بالابر (ارتفاع بیشتر یا مساوی 1.5 برابر ضخامت ریخته گری) بهبود یافته است.
ترک داغ: افزودن 0.01% ~ 0.03% Sr یا TiB2 دانه ها را تصفیه می کند و خطر ترک خوردن را کاهش می دهد.
تجهیزات و الزامات زیست محیطی
انتخاب تجهیزات ذوب
کورههای القایی با فرکانس متوسط{0} (بازده بیشتر یا مساوی 85%) نسبت به کورههای مقاومتی برتری دارند و باید مجهز به سیستم کنترل دمای خودکار (دقت 3± درجه) باشند. پارامترهای فشار دستگاه ریخته گری باید با توجه به سیالیت آلیاژ تنظیم شود. به عنوان مثال، ریخته گری آلیاژ منیزیم به 150 تا 300 مگاپاسکال نیاز دارد.
کارگاه کنترل محیطی
رطوبت باید باشد<60%, dust concentration <5 mg/m³ (GBZ 2.1-2019) to prevent hydrogen absorption and oxidation of the metal.
