不同变质处理对铝合金组织性能的影响
摘要：在铸造Al-15%Si合金熔炼过程中分别加入变质剂P盐、P盐+Al-Sr中间合金对其进行变质处理，分析不同变质剂及它们的复合形式对合金力学性能和显微组织的影响。实验结果表明，P盐和Al-Sr 中间合金都对合金组织有一定的细化作用，其中P盐主要细化初晶硅，P盐+Al-Sr中间合金的复合变质剂能同时细化初晶硅和共晶硅。实验证明加入复合变质剂后合金的显微组织细化程度最高，力学性能最为优越。
关键词：铸造Al-Si合金、变质处理、显微组织、性能
引言
铝合金是目前采用最多的轻金属合金材料，而铸造Al-Si系列合金是铝合金系中应用最早、最广泛的铝合金，它是重要的合金之一，具有优异的铸造性能，良好的力学性能与物理化学性能。它是目前研究和应用最为广泛的铸造铝合金，其产量占铸铝总产量的80%～90%，适用于各种铸造方法。因此，研究Al-Si系列合金的组织性能特点，进一步探寻在普通生产工艺中强化铝硅合金性能的方法，具有重要的理论意义和工程应用价值。
铸造Al-Si合金具有良好的力学性能、铸造性能和切削性能，广泛应用于航空航天和你汽车工业。Al-Si未变质处理时，共晶Si以粗大的针、片状存在，严重割裂了合金基体，降低了合金的强度和塑性。Sr对共晶硅起到很好的变质作用，同时却促进了粗大的柱状和树枝状
Al晶粒的形核生长，这说明对铸造Al-Si合金仅变质处理是不够的，还有必要对枝晶进行等轴化和细化，消除这种组织对合金力学性能的不利影响。
本文采用了不同的变质剂对Al-15%Si合金进行变质处理，研究了变质处理对合金组织的影响规律，同时初步探讨变质剂对Al-Si合金的细化变质机理。
1、实验方案设计
1.1材料的选择
本实验的目的在于研究不同变质剂对于铝合金组织及其性能的影响，为了实验的顺利进行以及实验过程之中出现较少的干扰因素，选择二元Al-Si合金作为本次实验的研究对象，由于变质处理作用的主要机制在于改变铸态下的Si的形态、数量及其分布，再加之合金液体要具有相对较好的流动性，最终确定Al-15Si作为实验材料。
1.2实验设备
1)锭模的选择
由于实验的需要和操作过程的顺利进行，选择金属型模具。
2)熔炼设备
坩埚电阻炉、温度控制器、其它工具、石墨坩埚、石墨搅拌棒、配套的热电偶、天平、钟罩、撇渣勺、浇勺、夹钳等。
3)金像显微设备
金相显微镜，型号：ZEISS-Imager
1.3熔炼工艺设计
根据所熔炼的合金和熔化炉的种类决定铝合金的具体熔炼工艺，但一般的工艺流程是：配料计算→准备金属炉料→准备非金属炉料→选择并准备熔炼、保温炉及工具→装炉及熔化→炉前分析、调整成分→精炼合金液→脱氧或扒渣→变质处理、细化晶粒→静置、保温-浇注。
1.4配料计算
根据所提供的各种金属材料（炉料）的牌号、质保单或者化学报告等炉料的准确资料进行配料计算，其程序为：
1）确定所需要的合金液的重量及所使用的炉料的组成比例和回炉料的重量，可按表1.1中的行之有效的经验数据来进行计算;
表1.1铝合金炉料组成比例（经验数据）
合金名称
炉料组成比例（%）
新金属一级回炉料二级回炉料三级回炉料
铝合金20～4030～500～300～15酌情
2）考虑元素的烧损，计算出100kg炉料内各元素的需要量，各元素的烧损经验值参照有关书籍。
3)根据1)所需熔化的合金重量，计算出各元素的实际需要量，一般
元素多按上下的平均化学成分来计算，对于烧损量大的或要取上限的元素则要按上限值来计算;
4)计算出在回炉料中行之有效的各元素的含量;
5）计算出扣除回炉料中有效的合金元素的含量之外，还应补加新的合金元素的重量;
6）根据5）计算的应该添加的各种中间合金的重量和纯金属的重量。7）根据6)所计算的除回炉料和中间合金的重量之外，还应补加多少纯金属的重量;
8)计算出实际的炉料的总质量;
9）核算杂质含量，检验杂质含量是否超标，以便提出降低的措施;
2、合金的熔炼与浇注
2.1炉前准备
2.1.1金属炉料的准备
1）将金属铝和硅块切成适宜小块，便于熔化。
2）炉料表面清理
3）在装炉前进行预热，400℃保温3～4小时。
2.1.2非金属材料准备
1）精炼剂六氯乙烷的准备，用炉料总重量的0.7%的量，使用前在
80～100℃的烘箱内烘烤一小时。
2）变质剂干燥处理，在熔化炉旁边预热一小时。
2.1.3熔炉及熔炼工具的准备,
包括坩埚、炉子的清理检查，以及浇注工具的检查清理。浇注前将金属型放入加热炉内预热至250～300℃，未使用的坩埚要进行烘烤焙烧及渗铝。然后均匀喷涂涂料，在升温烘烤，然后才能投入使用。
2.1.4涂料配制：
1）各种组分必须经过研磨，使其颗粒度达到140﹟筛过筛；
2）涂料用水加热到60～80℃；
3）配制涂料时，将1／3的水玻璃加入到水中，并使其溶解；
4）将涂料的其他成分加入到剩余的水中，仔细搅拌用20＃过滤，去除较大颗粒，再将水玻璃溶液加入到已过滤的混合液中，进行搅拌并加热至沸腾；
5）涂料放置时间太长不能使用；
2.1.5熔炼工具的准备
熔炼工具器具包括浇包、钟罩、撇渣勺、通气管、喷枪、锭模、锭模架等。
2.2熔炼及浇注
1）先将硅块切成1㎝立方小块，然后将金属铝放在坩埚炉中加热熔化，当温度升高到850℃保温，当温度稳定在850℃时，用石墨钟罩迅速将Si压入到合金液中，持续15～20分钟，待硅全部溶解，轻搅一分钟即可。
2）清除浮渣，将温度控制在700～720℃，将准备好的精炼剂用钟罩分两次压入到合金液中，时间大概为10～13分钟。
3）经溶液温度调整到730℃左右时，进行一轮浇注，金属液倒入金属型进行浇筑，完成后放入炉子中继续保温加热。
4）进行变质处理将合金溶液温度提高到830℃左右，然后将准备好的变质剂P盐用钟罩或压勺压入合金液中，并用石墨棒充分搅拌。变质10～15分钟后，再次进行浇注，浇注完成后再次保温。
5）在原有变质溶液的基础上，将温度提高到750℃左右时，然后将准备好的变质剂Al-Sr合金用钟罩或者压勺压到合金液内，并用石墨棒充分搅拌，变质10～15分钟。将变质后的合金液进行浇注。如果还有剩余合金液，再次浇注完成。
2.3显微组织观察
2.3.1试样的制备
1）将如图3.1所示的铝合金试棒从中间位置截成两段，取其任意
一段在砂轮机上进行打磨，使其中心部位成为一个完整的平面，然后在平面边缘部位进行倒角处理，以便于在后期的试样制备操作中容易磨光并且减小摩擦阻力，不至于磨成多个平面，等待拿到金相试样制备室进行后续操作；
2)制样：金相观察用的试样用钢锯条切取是为了避免热的作用；
3）磨光：把锯条切取下来的试样用砂轮打磨。由于铝合金的试样较软，在进行粗磨之前，需要先将金相试样打磨出来导角，避免在以后的粗磨中形成多个平面。然后将金相试样依次在250#，400#，500#，600#，1000#的砂纸上进行粗磨，直到试样表面的划痕整齐划一且深度较小为止。使得试样通过抛光机磨制前表面纹理少而细；
4）抛光：经过砂纸磨制的金相试样需进行抛光，以期除去试样表面的细纹，可以更清楚的观察合金的金相组织，使其不受干扰。本次实验的抛光在金属试样抛光机上进行，粗抛时采用三氧化二铬作为抛光剂，进行抛光。然后细抛，在试样需抛光处上涂抹金刚石抛光膏进
行抛光，然后加干净的水进行抛光，即可得到如镜面搬的抛光面；
5）腐蚀：随后将其抛光面置入浓度为0.5%的HF水溶液中进行腐蚀。腐蚀至试样表面的颜色变灰之后用酒精棉球将残留的HF水溶液擦拭干净，接着将其烘干，置于金相显微镜上观察其组织。若其组织清晰可见且无明显划痕就可以对其进行金相摄影。
2.3.2观察试样的显微组织
在金相显微镜下对制成的试样进行金相显微组织的观察，加入不同的变质剂后合金的显微组织如下：
（a）未变质处理（b）P盐变质处理
（c）P盐+Sr变质处理
3、实验结论与分析
3.1实验结论
如上图a（未变质铸态）、b（P盐变质）、c（P盐+Sr变质）的显微组织，可以看出，未变质的组织存在粗大的初晶硅和针状的共晶硅，但经过变质处理过后，组织发生了明显的变化，共晶硅生长由长的针状变为细小的、均匀分布的椭球状，而初晶硅由块状转变为椭球状，从而得到了明显的细化作用，而通过P盐+Sr变质后的合金显微组织更为细小，无论是初晶硅还是共晶硅都得到了不同程度的细化。（1）经P盐变质处理后，AL-Si合金初晶硅的尺寸由变质前的粗大状细化为椭圆球状，且分布均匀。
（2）经P盐+Sr共同变质后的合金组织不仅初晶硅得到细化，而且共晶硅也得到了细化，并且共同变质后的效果要明显好于单个变质剂的作用效果，复合变质效果大于单个变质剂作用效果的作用之和。
3.2产生结果的可能原因
合金的性能由合金的金相组织所决定，金相组织由合金成分、冷却速度、凝固时外加力场（如静压力、震动、电磁力）等所决定。通过调控制上述各个因素，能获得多种多样，符合技术条件要求的合金组织。
变质处理是常用的组织控制手段，在合金成分、冷却速度、凝固时外加力场不变的情况之下在铝液中加入少量添加剂，使合金的金相组织发生明显的变化，获得理想的合金组织。
变质处理大致可以分为三类，第一类是晶粒细化处理，主要用来细化固溶体的晶粒，第二类是共晶体变质，用来改变共晶体的组织，广泛应用于铝硅合金，第三类是改善杂质相的组织或者消除易熔杂质相，如加铍、加锰等改变粗大的富铁相等。
3.3变质机制讨论
目前对铝硅合金中初生硅相细化处理的方法有:添加细化剂(变
质剂)法、超声波振动法、急冷法、低温铸造法、熔液加压铸造法等。其中研究较多的方法是添加细化剂(变质剂)法。人们通常使用赤磷或含磷的中间合金变质过共晶铝硅合金。为了在工艺上控制磷的加入量和提高磷的吸收率,也有许多人使用磷的化合物(如PCl5、PCl或PNCl2等)细化初生硅。
据文献报道,用于细化初生硅的非磷类细化变质剂有砷及铍,不过单独使用的较少。初生硅在铝液中按孪晶凹谷机制生长,磷变质虽然可得到过共晶组织,但是过共晶硅为针状,合金的力学性能较差,人们对此也不满意。为了克服这两种变质的缺点,人们又进行了双重细化变质(即联合变质)的研究,其目的是既细化共晶硅组织,又使初晶
硅的尺寸减小。迄今为止,亚共晶铝硅合金的变质元素除钠以外,还有锶、碲、钡、锑、钾、稀土、硼、硫等。其中,应用较多的是含钠和锶的变质剂。变质处理从根本上改变了铝硅合金中硅相的生长方式,使之从片状转变为纤维状,大大改善了铝硅合金的组织,提高了力学
性能。锶比钠更好的提高了铝硅合金的伸长率和冲击韧性。实际生产中使用的变质剂主要是钠盐、锶铝合金、稀土、赤磷及含磷中间合金。
基于复合变质(双变质、联合变质)的观点,研究人员最近开发了锶盐复合变质剂,它具有双重变质作用,并且可以细化合金中的铁相和
Mg2Si相,提高合金的力学性能(对ZL109合金,其常温抗拉强度提高10～20MPa,高温抗拉强度提高20MPa上)。该变质剂的有效变质时间长,重熔性好,加入量少,污染小,因此在使用时劳动条件好,变质效果稳
定且成本低。
3.3.1孪晶凹谷机制
硅晶体生长机制的变化导致其形态的改变。硅与铝的共晶结晶属于“小平面/非小平面”共生,硅相具有微观光滑界面,是结晶的领先相,生长速度比铝相快,硅晶体生长的各向异性导致其产生不规则形态,如分散的针片状。钠变质后,硅相的生长速度受阻滞失去领先作用,共生性质接近“非小平面/非小平面”生长,形成互相协调的较规则的棒状(纤维状)硅晶体。迄今为止,国内外对锶盐变质铝硅合金机理的研究较少,有人认为锶盐在铝硅合金中分解为游离态的锶,吸附在先
导相--硅相的表面,阻止了硅相按片状方式的生长,并使其产生孪晶
按TPRE机制生长,从而成为分叉较多的纤维状。
3.3．2界面台阶机制
这种理论认为:铝硅合金未变质时,硅晶体表面上生成孪晶的几
率小,且其溶解度极小。而在晶体生长前沿的液固界面上存在很多界面台阶,类似城墙堆垛,这些台阶易于接纳铝液中的硅原子或硅原子
八面体,使得硅晶体沿〈211〉晶向择优生长成为片状。变质后,钠原子优先吸附于该界面台阶处,钝化了界面台阶生长源,使它很难再接
纳硅原子。同时,钠原子在硅晶体表面诱发出高密度的孪晶,而后孪晶凹谷取代了界面台阶接纳硅原子,成为硅晶体的生长源。诱发孪晶产生的原因是:钠原子吸附并嵌在硅晶体生长前沿靠近密排(111)的晶面处,由于钠原子半径(0.1190nm)比硅原子大(0.1124nm),这使得密排面表层原子的排列发生变化,从而在与其垂直的侧面上形成孪晶。根据晶格理论计算,变质剂与硅二者的原子半径之比等于11648时(钠硅原子半径的比值为11533),最易诱发孪晶。经变质的硅晶体按照孪晶凹谷机制生长成为高度分散的树枝状,晶体主干沿〈100〉晶向生长,分枝则沿〔211〕系列生长。理想的情况下4个对称的枝晶围绕主干在横向互成90°,枝晶生长仍保留各向异性特征,但已是高度分枝则按同一大方向生长,犹如一簇松树的针叶,故断面呈等轴状的细晶群。变质铝硅合金中存在大量初生硅树枝晶、孪晶凹角和共晶硅的分枝。变质元素在固液界面上的吸附和富集,一方面增加了孪晶的密度,另一方面改善了{110}Si和{100}Al晶面之间的共格关系,使{110}Si成为{100}Al的有效形核基底,封闭了硅相的生长,使硅相变质。
目前对变质机理较为一致的是抑制生长学说，变质使硅相由下平面生长方式转变成非小平面（粗糙生长）。但是各种变质剂或变质元素抑制硅晶体生长的机制，还需要大量的研究工作，以提出更有说服力的论据。对不同条件下的物理化学机理有待于进一步的研究和探讨，揭示铝硅合金中硅相的细化变质的机制对指导变质剂的开发和生产具有重要的理论意义和实际意义。
致谢
本次实验是在王鑫老师的悉心指导下完成的，从实验方案给了我们很大的启示，到熔炼浇注时给我们提供现场的指导，再到实验现象的分析以及实验论文的完成上都给了我们很大的帮助，教会我们无论是对于学习还是工作都要抱有科学严谨的态度，再此对于老师的帮助表示衷心的感谢。
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热处理对7075铝合金组织和性能的影响 摘要：对7075铝合金进行了固溶和单级时效处理，研究了单级时效对铝合金组织和性能的影响，结果表明铝合金经单级时效后纤维组织消失，在晶界处生成第二相粒子。铝合金显微硬度的峰值时效温度为120℃，时间为16h，硬度为220HV。120℃/24h时效后合金的峰值强度为680.5MPa。本研究中主要阐述热处理对7075铝合金组织和性能的影响。 关键词：热处理；7075铝合金；组织性能 引言 近些年来,铝合金的发展历程先后经历了由单一的追求高强度到追求高强耐腐蚀，再到追求高强高韧耐腐蚀性能，又到高强高韧耐腐蚀抗疲劳，最终到现在的追求高淬透性高综合性能五个发展阶段。然后发展方向却集中在以满足高强高韧铝合金的航空航天领域以及适用于各种使用条件的民用铝合金领域。当前对于铝合金强韧化以及耐蚀性的研究已经成为了重中之重，相信随着综合性能的提高，铝合金在国民经济发展中的运用将更加广泛。 1、7xxx系铝合金概述 7xxx铝合金是以Al-Zn-Mg和Al-Zn-Mg-Cu合金为主的一种超高强度铝合金，它是超高系列铝合金的最主要代表，Fe和Si是7xxx铝合金的主要有害杂质。较2xxx高强度铝合金在强度和硬度方面高出许多。属于热处理可强化的合金。该系铝合金具有强度高、密度小、易加工、焊接性能良好等优良特点，并且一般耐蚀性较好，因此在航空航天工业、车辆、建筑、桥梁、工兵装备及大型压力容器方面得到了广泛的应用。现阶段7xxx铝合金的研究主要集中在通过调节合金化元素和优化热处理工艺来得到高强高韧耐腐蚀的综合性能[1]。这也是本文的研究方向的出发点。该系代表合金如7005、7050、7075等。 2、试验材料与方法 试验材料为7075铝合金，将铝合金(尺寸为20mmX20mmX160mm)在盐浴中进行固溶处理，处理工艺为480℃/2h铝合金固溶处理后在试验箱中进行单级时效处理，时效温度分别为100,120,150℃，时效时间为0-48h。 将试样按国标GB/T228-2010用线切割加工成拉伸试样，用酒精超声清洗去除表面油污，在MT810万能试验机上进行拉伸强度测试，取5个试样的平均值;采用
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铝合金的表面处理实用 工艺 YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】
【工艺知识】铝材表面处理工艺大全介绍 总则 表面处理：它是通过机械和化学的方法处理后，能在产品的表面上形成一层保护机体的保护层。在自然界中能达到稳定状态，增加机体的抗蚀性和增加产品的美观，从而提升产品的价值。表面处理种类的选择首先要从使用环境，使用寿命，人为欣赏的角度出发，当然经济价值也是考虑的核心所在。 表面处理的流程包括前处理，成膜，膜后处理。包装，入库。出货等工序，其中前处理包括机械处理，化学处理。 机械处理包括喷吵，抛丸，打磨，抛光，打蜡等工序。机械处理目的使产品表面剔除凹凸不平，补救表面其它外观不良现象。化学处理使产品表面的油污锈迹去除，并且形成一层能使成膜物质更好的结合或和化成活性金属机体，确保镀层有一个稳定状态，增加保护层的结合力，从而达到保护机体的作用。 铝材表面处理 铝材常见的化学处理有铬化，喷漆，电镀，阳极氧化，电泳等工艺。其中机械处理有拉丝，抛光，喷吵，打磨等工艺。 —————— 第一节铬化 铬化会便产品表面形成一层化学转化膜，膜层厚度在，这层转化膜吸附性好，主要作为涂装底层。外观
有金黄色，铝本色，绿色等。这种转化膜导电性能好，是电子产品的最好选项，如手机电池内导电条，磁电设备等。该膜层适合所有铝及铝合金产品。但该转化膜质软，不耐磨，因此不利于做产品外部件利用。 铬化工艺流程： 脱脂—>铝酸脱—>铬化—>包装—>入库 铬化适合于铝及铝合金，镁及镁合金产品。 品质要求： 1）颜色均匀，膜层细致，不可有碰伤，刮伤，用手触摸，不能有粗糙，掉灰等现象。 2 ）膜层厚度。 —————— 第二节，阳极氧化 阳极氧化:可以使产品表面形成一层均匀，致密的氧化层，(Al2O3 。6H2O 俗名钢玉)这种膜能使产品的表面硬度达到(200-300HV)，如果特种产品可以做硬质阳极氧化，产品表面硬度可达 400-1200HV，因而硬质阳极氧化是油缸，传动，不可缺的表面处理工艺。 另外这种产品耐磨性非常好，可做航空，航天相关产品的必用工艺。阳极氧化和硬质阳极氧化不同之处:阳极氧化可以着色，装饰性比硬质氧化要好的多。施工要点:阳极氧化对材质要求很严格，不同的材质表面有不同的装饰效果，常用的材质有6061，6063，7075，2024 等，其中，2024 相对效果要差一些，由
铝材表面处理工艺介绍 对铝材来说，阳极氧化所能做到的色彩的确比较局限，通常就是银白、古铜、钛金、K金色或者黑色。至于有时看到有很多他色彩是通过另外的工艺方法加工出来的： 1 、电泳涂层 在阳极氧化的基础上，通过电泳的作用，在氧化膜上均匀覆盖上一层水溶性丙烯酸漆膜，使型材表面形成阳极氧化膜和丙烯酸漆膜复合膜。手感光滑细腻，外观鲜艳亮丽，除能生产原氧化着色的颜色的基础上，能做出更多如白色及绿色等鲜艳色彩。 2、彩色粉末喷涂 共200多种颜色选择，给设计师一个广阔空间，性能稳定，漆膜附着力强，不易剥落、耐酸、耐盐雾、耐灰浆、耐候性、耐老化等性能优异。涂层在空气中不挥发、不氧化、无污染毒害，环保性能好。表面污物水洗后焕然一新。 3、彩色氟碳喷涂 通过静电作用在铝合金基体表面喷上聚偏二氟乙烯漆涂层。氟碳涂料为偏聚二氟乙烯，氟碳涂料。所以能具有持久保色度、抗老化、抗腐蚀、抗大气污染，其氟碳键是最强的分子键之一优越于其聚合休的分子结构。氟碳喷涂作为高档表面涂装工艺手段。160多种丰富色彩足以为建筑师和设计师提供无穷无尽的设计空间。它具有颜色均匀一致，且抗褪色和沾污的能力优越的优点。 另外，铝或者铝合金很适合做拉丝处理 拉丝与表面氧化的确是无关的，拉丝要在氧化之前做才行；另外氧化是肯定不能用自然氧化的方法，自然氧化得到的表面应该叫质量缺陷，它的氧化膜与专门处理的氧化膜成份、外观都是截然不同的。 另外还有一点，着色并非是氧化的后处理，是在氧化的同时进行的，常用的有下面几种氧化着色处理方法： 着色阳极氧化膜 铝的阳极氧化膜，靠吸附染料而着色。 自发色阳极氧化膜 这种阳极氧化膜是某种特定铝材在某种合适的电解液（通常以有机酸为基）中在电解作用下，由合金本身自发地生成一种带色的阳极氧化膜。 电解着色 阳极氧化膜的着色，通过氧化膜的空隙被金属或金属氧化物电沉积而着色。 着色确实是与氧化同时进行的，但也确实称其为该工艺的后处理，其意思是之其附加在该工艺中进行的（不进行也可以）。
阳极氧化 产品名称：阳极氧化后 产品编号： 备注： 阳极氧化是铝及其合金通过电化学方法在其表面形成转化膜的过程。常规铝氧化膜可以满足顾客对铝表面从外观到性能的绝大多数渴求。 常规铝阳极氧化膜的优势: a、抗（大气）侵蚀能力可与不锈钢相比 b、表面硬度高150～300HV 减少了擦划可能 c、电绝缘性电击穿电位达1000V可与瓷器相比 d、装饰性优良着色膜颜色达数十种，这些被改性的染料，其 耐久性已达到满意。 e、氧化膜的更多优势多孔氧化膜可以进行化学着色、电解着色以及 自然发色工艺获得数十种不同的着色表面，并可以套字、套图案和作画，还可 以吸附、香料、光粉等等，制成各种功能性氧化膜。 阳极氧化膜主要应用领域 国防工业、汽车工业、航空航天工程、制药工业、电子及机电一体化产业、医疗器械、运动器材、装饰与装潢产业、工业标牌、仪表面板等。 阳极氧化膜着色方法分类 1、化学着色法 包括有机染料着色和无机着色两类
有机着色：颜色鲜艳、工艺简单、成本低，可着出几十种至上百种颜色。 缺点：不耐日光，耐老化性能差。 无机着色：着色膜较暗，稳定性好。 缺点：颜色范围窄，除金黄色外其它很少采用。 2、电解着色 颜色牢固性好，适宜户外使用，耐久性可达20年以上。 缺点：色掉单一、多为金黄——青铜——古铜色，成本高。 3、自然发色 色泽牢固，耐候性好，耐久性可达20年以上。 缺点：对合金选择性高，着色一致性差。 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 产品名称： 阳极氧化前 产品编号： 编号一 备 注： 铝阳化氧化（综合）生产能力: 槽液的容量
均匀化退火对6056铝合金组织与性能的影响 宁波科诺铝业有限责任公司，董培纯邱建平李博 摘要：采用热分析技术、扫描电子显微镜、拉伸试验研究均匀化退火处理对于6056铝合金微观组织和力学性能的影响。结果表明：6056铝合金铸态组织存在严重的枝晶偏析及明显的非平衡共晶组织，经过540℃×12 h 均匀化退火处理后，枝晶偏析和非平衡共晶组织明显消除，其强度降低、塑性大幅度提高。 关键词：均匀化退火；微观组织；力学性能 The effect of homogenizing annealing on microstructure and properties of 6056 aluminum alloy （Ningbo KENO Aluminum Co.,Ltd，Ningbo 315033，China） Abstract：The influence of homogenizing annealing on microstructure and properties of 6056 aluminum alloy is investigated by heat analysis technology，scan electrical microscope and tensile test. The results show that severe dendritic-segregation and unequilibrium phases exist in its as-cast structure，After 540℃×12h homogenizing annealing treatment，dendrite segregation and unequilibrium eutectic phases eliminate . The strength decrease and the ductility increase obviously. Keywords：Homogenization annealing；Microstructure；Mechanical properties 引言 6056铝合金是广泛应用于汽车和航空领域的一种Al-Mg-Si-Cu合金，其强度比6061铝合金高15%，可焊性、耐腐蚀性能和切削加工性能均优于7075和2024铝合金[1,2]。6056铝合金成分复杂，在半连续铸造过程中，铸锭组织会不同程度地偏离平衡状态，产生严重的枝晶偏析，形成大量的非平衡凝固共晶组织，因此，6056铝合金铸锭必须进行均匀化退火处理，以消除枝晶偏析，同时使合金中非平衡凝固共晶组织溶入基体，最大限度地减少基体中残留的结晶相，提高合金的塑性[3,4]。 均匀化退火处理是6056铝合金获得理想工艺性能和力学性能的关键环节之一。目前国内对于6065铝合金的均匀化退火处理的研究还不充分，本文通过研究均匀化退火对6065铝合金微观组织和性能的影响，为6056铝合金的生产提供试验指导。 试验材料与试验方法 按照表1所示的6056铝合金成分进行配料，使用中频感应炉熔炼，精炼后采用半连续铸造的方法铸成Φ85 mm的铸棒。在铸棒上取样，采用DSC进行热分析试验，得到铸棒中低熔点共晶组织的熔化温度，以确定均匀化退火温度，DSC试验的升温速率5 ℃/min，从室温加热到600 ℃。截取Φ85×100 mm的铸棒进行均匀化退火，均匀化退火温度为540 ℃，保温时间分别是6 h、12 h。从铸态和均匀化退火后的铸棒上切取金相试样，经机械研磨和抛光后，在2 ml HF、3 ml HCl、5 mlHNO3、250 mlH2O 腐蚀液中腐蚀10 s，用清水冲洗干净，然后用酒精擦净吹干，制得的试样采用扫描电子显微镜观察微观组织形貌。将铸态及均
ZL101A铝合金变质效果研究 铝硅合金在消失模铸造铝合金运用中占有重要位置。而消失模铸造铝合金中，由于初晶硅相、共晶硅相大量存在，以及铝元素的吸氢特性，导致铝合金铸件多种铸造缺陷及铸件机械强度不够。本文通过实验并经过金相检验及力学性能测试证明，在铸造过程中添加变质剂能有效的改善这些问题。 标签：铝合金变质；消失模铸造；金相检验 1 变质处理 铝合金变质处理就是，在铝合金熔铸过程中，加入别的元素，通过这些元素作用于合金中的金属相，使其凝结过程发生一定变化，从而达到细化晶粒或者改变晶粒的形态的作用。现在铸造工业中，选用的变质剂种类比较多，主要有Na 盐、K盐、Be盐、稀土类、还有Sr元素等。变质方式主要有以下三种：a.改变、细化初晶硅；b.细化、改变共晶硅；c.改变杂质相。本文所研究的是钠盐和锶合金（含锶10%）对ZL 101A的变质效果。 2 实验 2.1 实验方案 2.1.1 按照日常生产配料熔炼铝水，待铝锭、配料完全溶解，熔炼结束后按照生产工艺继续铝水精炼，精炼结束后将铝水自熔炼炉导入保温炉（在铝水流入保温炉的过程中加入变质剂）待温度达到720℃后保温1小时，在特定的磨具中浇铸检测试样，并浇铸2组（每组3根）拉力试棒。未变质的标注a，钠盐变质为b，锶变质为c。拉力试棒也依次标注a，b，c。 2.1.2 在相同的冷却条件下，待试样完全凝结冷却后，在试样相同部位截取相同长度的试块，并做好标识。拉力试棒的加工按铝合金拉力试棒标准加工车制。 2.1.3 对试样a，b，c进行加磨制，抛光，腐蚀加工，进行金相检测，硬度检测，拉力试棒进行抗拉测试。 2.1.4 对检测结果进行分析研究。 2.2 实验过程及结果 3结束语 金相图片显示，通过钠盐或者锶变质共晶硅的形态基本都被细化了，铝合金的机械性能和硬度得到良好的改善提高。另外该次实验的生产条件下锶合金的变质效果要比钠盐的变质效果好一点，钠盐的变质效果比较缓慢一点，金相图片显
变质剂的用图
精品资料 铝合金变质剂的变质效果和特点 1）钠盐变质剂变质方法 Na可使共晶硅的结晶由短圆针状变为细粒状，并降低共晶温度，增加过冷度，细化晶粒。其细化效果，对冷的慢的砂型、石膏型铸件而言比较好，还有分散铸件（铸锭）缩窝的作用，这对要求气密性好的铸件有重要的作用。钠盐变质法的成本低，制备也比较简单，适合批量小、要求不很高的产品，其缺点是：钠是化学活泼性元素，在变质处理中氧化、烧损激烈、冒白色烟雾，对人体和环境都有危害，操作也不太安全，特别是易使坩埚腐蚀损坏，它的充分变质有效时间短，一般不超过1h。钠还使Al-Mg系合金的粘性增加，恶化铸造性能，当钠量多时，还会使合金的晶粒催化，所以Al-Mg系合金和含Mg 量高于2%的Al-Si合金，一般都不用钠盐变质剂来进行变质处理，以免出现所谓“钠脆”现象 2）铝锶中间合金变质法这是国外使用的较多的一种长效变质方法。加入量为炉料总重量的0.04-0.05%的Sr。其优点是变质效果比钠盐好，氧化烧损也比钠盐小，有效变质持续时间长，对坩埚的腐蚀性也比钠盐小，因而可使坩埚的使用寿命延长。这种变质法操作也比使用钠盐安全卫生，不产生对人体和环境有害的气体，变质效果也比钠盐好，一般有80-90%的良好变质合格率。其缺点是：成本比钠盐高，要预先配制成中间合金（否则就要采用锶盐变质剂），没有钠盐那样的有分散铸件缩窝的作用。 3）铝锑中间合金变质法这种方法也是用的较多的一种长效变质方法。加入量为炉料总重量的0.2-0.3%的Sb，可获得长效变质效果，即使到铝合金重熔，此变质效果仍起作用。其变质效果与合金的冷却速度有关，冷却速度快（如在金属型中铸造），变质效果好；冷却速度慢（如在石膏型、砂型中铸造），则变质效果差。但应注意，已经过钠盐或锶盐或铝锶中间合金变质过的铝合金不能再加Sb来变质，因为这样会形成Na3Sb化合物而使合金的晶粒粗大、性能变坏，从而反使钠、锶的变质效果降低。 4）SR813磷复合细化剂和SR814磷盐复合细化剂孕育法这是近年开发的一种适合过共晶型铝硅合金的初晶Si的细化剂。因为P在铝合金液中形成AlP的微细结晶核种，细化晶粒的效果很好，有效持续孕育时间也长，但它会与Na、Sr、Sb形成化合物，降低它们对共晶硅结晶的细化效果，所以，已经使用Na、Sr、Sb作过变质处理的铝合金，不要再加P来作变质处理。 5）铝钛中间合金变质法其中含有4%左右的钛，钛是细化晶粒效果很好的元素，形成的TiAl3成为初晶α枝晶的异质结晶核种，能有效地细化晶粒和防止铸造裂纹，对易产生铸造裂纹的Al-Cu-Mg合金（如ZL207）很合适。由于钛量太多，又是通过与炉料一起熔化、扩散、融合来细化晶粒的，故其细化效果虽没有钛硼熔剂好，但仍可达到一级晶粒的效果。其次是TiAl3的密度比铝合金液大，如合金保温时间过长，就有可能沉降，凝聚成夹杂物，要严格注意。 6）钛硼熔剂细化法由于钛硼熔剂中同时含有Ti和B两种细化晶粒作用很强的元素，它们在铝合金液中形成TiAl3和TiB2，未熔化的TiAl3和不熔化的TiB2（其相对密度4.4，熔点 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2
铝合金的变质 铝合金 1）钠盐变质剂变质方法 Na可使共晶硅的结晶由短圆针状变为细粒状，并降低共晶温度，增加过冷度，细化晶粒。其细化效果，对冷的慢的砂型、石膏型铸件而言比较好，还有分散铸件（铸锭）缩窝的作用，这对要求气密性好的铸件有重要的作用。钠盐变质法的成本低，制备也比较简单，适合批量小、要求不很高的产品，其缺点是：钠是化学活泼性元素，在变质处理中氧化、烧损激烈、冒白色烟雾，对人体和环境都有危害，操作也不太安全，特别是易使坩埚腐蚀损坏，它的充分变质有效时间短，一般不超过1h。钠还使Al-Mg系合金的粘性增加，恶化铸造性能，当钠量多时，还会使合金的晶粒催化，所以Al-Mg系合金和含Mg量高于2%的Al-Si 合金，一般都不用钠盐变质剂来进行变质处理，以免出现所谓“钠脆”现象 2）铝锶中间合金变质法 这是国外使用的较多的一种长效变质方法。加入量为炉料总重量的0.04-0.05%的Sr。其优点是变质效果比钠盐好，氧化烧损也比钠盐小，有效变质持续时间长，对坩埚的腐蚀性也比钠盐小，因而可使坩埚的使用寿命延长。这种变质法操作也比使用钠盐安全卫生，不产生对人体和环境有害的气体，变质效果也比钠盐好，一般有80-90%的良好变质合格率。其缺点是：成本比钠盐高，要预先配制成中间合金（否则就要采用锶盐变质剂），没有钠 盐那样的有分散铸件缩窝的作用。 3）铝锑中间合金变质法 这种方法也是用的较多的一种长效变质方法。加入量为炉料总重量的0.2-0.3%的Sb，可获得长效变质效果，即使到铝合金重熔，此变质效果仍起作用。其变质效果与合金的冷却速度有关，冷却速度快（如在金属型中铸造），变质效果好；冷却速度慢（如在石膏型、砂型中铸造），则变质效果差。但应注意，已经过钠盐或锶盐或铝锶中间合金变质过的铝合金不能再加Sb来变质，因为这样会形成Na3Sb化合物而使合金的晶粒粗大、性能变坏， 从而反使钠、锶的变质效果降低。 4）SR813磷复合细化剂和SR814磷盐复合细化剂孕育法 这是近年开发的一种适合过共晶型铝硅合金的初晶Si的细化剂。因为P在铝合金液中形成AlP的微细结晶核种，细化晶粒的效果很好，有效持续孕育时间也长，但它会与Na、Sr、Sb形成化合物，降低它们对共晶硅结晶的细化效果，所以，已经使用Na、Sr、Sb作过变质 处理的铝合金，不要再加P来作变质处理。 5）铝钛中间合金变质法 其中含有4%左右的钛，钛是细化晶粒效果很好的元素，形成的TiAl3成为初晶α枝晶的异质结晶核种，能有效地细化晶粒和防止铸造裂纹，对易产生铸造裂纹的Al-Cu-Mg合金（如ZL207）很合适。由于钛量太多，又是通过与炉料一起熔化、扩散、融合来细化晶粒的，故其细化效果虽没有钛硼熔剂好，但仍可达到一级晶粒的效果。其次是TiAl3的密度比铝合
Material Sciences 材料科学, 2018, 8(5), 603-608 Published Online May 2018 in Hans. https://www.doczj.com/doc/0310067917.html,/journal/ms https://https://www.doczj.com/doc/0310067917.html,/10.12677/ms.2018.85071 Effect of Process Parameters on Microstructure and Properties of 3003 Aluminum Alloy Yitan Wang1, Qingsong Dai1,2, Ping Fu1, Mingwei Zhao1 1Guangxi Liuzhou Yinhai Aluminum Co., Ltd., Liuzhou Guangxi 2School of Materials Science and Engineering, Central South University, Changsha Hunan Received: May 4th, 2018; accepted: May 20th, 2018; published: May 29th, 2018 Abstract Taking 3003 aluminum alloy as the research object, the effects of cold rolling rate and annealing temperature on the microstructure and properties of the sheet were studied. The results show that the work hardening of 3003 alloy sheet is significant. With the increasing of cold rolling de-formation, the tensile strength and yield strength of alloy plates increase gradually, while the elongation decreases. And during the annealing of the finished product, recovery and recrystalli-zation occur within the alloy. As the annealing temperature increases, the tensile strength and yield strength gradually decrease, and the elongation gradually increases. Keywords 3003 Aluminum Alloy, Cold Rolling Deformation, Annealing Temperature, Microstructure and Properties 工艺参数对3003铝合金组织与 性能的影响 王绎潭1，戴青松1,2，付平1，赵明伟1 1广西柳州银海铝业股份有限公司，广西柳州 2中南大学材料科学与工程学院，湖南长沙 收稿日期：2018年5月4日；录用日期：2018年5月20日；发布日期：2018年5月29日
铝合金的变质处理 铸锭组织的不均匀性集中的影响到铸锭的性能，用于锻造、轧制和挤压的铸锭特别不希望降低合金工艺塑性的柱状组织。通常，具有细小晶粒组织、细微的晶粒内部结构和过剩相均匀分布的合金具有最好的铸态性能和最高的压力加工塑性。采用增大冷却速度、低温浇注、超声波振荡铸造、电磁铸造等措施均有利于获得上述理想组织，但这些办法均有局限性，只有对合金采取变质处理才是调整铸锭组织的根本手段。 一、变质处理概述 所谓变质处理就是在少量的专门添加剂（变质剂）的作用下改变铸态合金组织，使金属或合金的组织分散度提高的过程。目前，这种处理方法的技术术语很不统一，有的叫细化处理，还有的叫孕育处理。变质处理的分类也各不一样。有人根据金属及合金的最终组织变化特征将变质处理分为三类：把改变初生树枝晶和其他初生晶尺寸的处理叫第一类变质处理，把改变初生树枝晶内部结构的处理叫第二类变质处理，把改变共晶组织的处理叫第三类变质处理。也有人根据变质剂的作用特性，把变质处理分为三类四组（见表2—5—3）。还有人按对结晶着的合金的物理作用和冶金作用来分类。显然，这些概念之间的界限是很难区分的。本手册把变质处理理解为金属及合金铸锭组织弥散度的提高。 表2—5—3变质剂的类别及其作用特性 类别
变质剂 组别 作用性质 可能的变质机构 I 晶核变质剂 l 不起化学作用，但结构上具有共格性 起晶核或生核基底作用，如铝中的TiC及其他高熔点夹杂物 2 起化学作用且有结构上的共格性 包晶反应产生晶核质点，并改变周围液相的成分浓度，如钛和铝作用生成的TiAl， Ⅱ 吸附变质剂 3 活性吸附或物理吸附 吸附在晶面上，阻碍晶粒成长，促使过冷增核，如铝硅合金中加钠 Ⅲ 改变结构不 匀性变质剂
铝合极氧化与表面处理技术 第一章引论 1.铝及铝合金的性能特点 密度低；塑性好；易强化；导电好；耐腐蚀；易回收；可焊接；易表面处理 2.简述铝合金的腐蚀性及其腐蚀形态 1）腐蚀性：（1）酸性腐蚀：铝在不同的酸中有不同腐蚀行为，一般在氧化性浓酸中生成钝化膜，具有很好的耐蚀性，而在稀酸中有“点腐 蚀”现象。局部腐蚀；（2）碱性腐蚀：铝在碱性溶液中的腐蚀， 碱能与氧化铝反应生成偏铝酸钠和水，然后再进一步与铝反应生 成偏铝酸钠和氢气。全面腐蚀；（3）中性腐蚀：在中性盐溶液中， 铝可以是钝态，也可能由于某些阳离子或者阳离子的作用发生腐 蚀。点腐蚀。 2）腐蚀形态：点腐蚀，电偶腐蚀，缝隙腐蚀，晶间腐蚀，丝状腐蚀和层状腐蚀等 点腐蚀：最常见的腐蚀形态，程度与介质和合金有关 电偶腐蚀：接触腐蚀，异（双）金属腐蚀，在电解质溶液中，当两种金属或合金相接触（电导通）时，电位较负的金属腐蚀被加速，而电位较正的 金属受到保护的腐蚀现象。 缝隙腐蚀：两个表面接触存在缝隙，该处充气溶解氧形成氧浓差原电池，使缝隙产生腐蚀。 晶间腐蚀：与热处理不当有关，合金元素或金属间化合物沿晶界沉淀析出，相对于晶粒是阳极，而构成腐蚀电池。 丝状腐蚀：丝状腐蚀是一种膜下腐蚀，呈蠕虫状在膜下发展，这种膜可以是漆膜，或者其他涂层，一般不发生在阳极氧化膜的下面。丝状腐蚀与合 金成分、涂层前预处理和环境因素有关，环境因素有适度、温度、氯 化物； 层状腐蚀：剥层腐蚀，也叫剥蚀。 3.铝合金表面处理技术包括哪几个方面？ 表面机械预处理（机械抛光或扫纹等）（2）化学预处理或化学处理（化学转化或化学镀等）（3）电化学处理（阳极氧化或电镀等）（4）物理处理（喷涂、搪瓷珐琅化及其物理表面技术改性）等。
ADC12铝合金的细化变质处理 一、实验目的 1）熟练ADC12铝合金的熔炼、精炼、细化和变质处理过程。 2）了解ADC12铝合金的组织变质处理的基本原理和方法。 3）分析晶粒细化剂（Al-5Ti-B\Al-5Ti-C）对ADC12合金的组织的细化效果及其影响。 4）分析变质剂（Mn\Sr) 对ADC12合金的组织的变质效果及其影响。 5）分析RE元素对ADC12合金的组织的细化变质效果及其影响。 6）了解各种变质的的单因素影响及正交实验的效果。 二、原理概述 由于Al-Si共晶合金(ADC12)有很好的铸造性能,且铸件轻、比强度高、热膨胀系数小、耐腐蚀性能高及切屑性能好, 故被广泛用于航天航空、汽车等工业。在再生铝合金ADC12铸件中，α-Al相是最主要的组织。在铸态时，α-Al相呈树枝状，并且比较粗大，其取向没有一定的规律，较为杂乱，这使得其性能不是很好。Fe在A l合金中通常被认为是最有害的杂质元素, 常见的Fe相为α-Fe 相( A l8 S iFe2 )和β-Fe 相( Al5 SiFe) 两种。硬而脆的针状的β-Fe相会破坏金属基体的连接强度, 大幅降低合金的力学性能(如抗拉强度)。Fe在A l合金中作为有害元素会显著降低合金的力学性能, 影响断裂粗糙程度等。 1.铝硅合金的细化处理 铝硅合金细化处理的目的主要是细化合金基体α-Al的晶粒。晶粒细化是通过控制晶粒和形核和长大来实现的。细化处理的基本原理是促进形核，抑制长大。对晶粒细化的基本要求是： 1）含有稳定的异质固相形核颗粒、不易溶解。 2）异质形核颗粒与固相α-Al间存在良好的晶格匹配关系。 3）异质形核颗粒应非常细小，并在铝熔体中呈高度弥散分布。 4）加入细化剂不能带入任何影响铝合金性能的有害元素或杂质。 晶粒细化剂的加入一般采用中间合金的方式。常用晶粒细化剂有以下几种类型：二元Al-Ti合金、三元Al-Ti-B合金、Al-Ti-C合金以及含稀土的中间合金。它们是工业上广泛应用的最经济、最有效的铝合金晶粒细化剂。这些合金元素加入到铝熔体中后，会与Al发生化学反应，生成 TiAl3、TiC、B4C等金属间化合物。这些金属间化合物相在铝熔体中以高度弥散分布的细小异质固相颗粒存在，可以作为α-Al形核的核心，从而增加反应界面和晶核数量，减小晶体生长的线速度，起到晶粒细化的作用。 晶粒细化剂的加入量与合金种类、化学成分、加入方法、熔炼温度以及浇注时间等有关。若加入量过大，则形成的异质形核颗粒会逐渐聚集，当其密度比铝
压铸铝合金表面处理 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.
铝合金涂装前处理流程：脱脂-水洗-水洗-表调-磷化-水洗-（纯水洗），采用锌系磷化液，方法与钢铁件的磷化基本一致。 如果不磷化，也可以采用六价铬钝化处理，但是此法不环保。或用三价铬钝化处理。 如果铝合金仅进行脱脂就涂装，附着力差，耐腐性也差。 磷化处理磷化处理就是工件在以磷酸或磷酸盐为主体的溶液中进行浸渍或采用喷枪进行喷淋，使表面产生完整的磷酸盐保护膜层的表面处理技术。典型的处理规范如表2所示。
磷化处理液的成膜性不如铬化处理液的好，对工件的表面质量要求较高，通常不太适合于表面质量差的薄壁压铸件（壁厚小于2mm）的表面处理。磷化处理膜层的厚度较大，作为油漆底层，可使漆膜的粘附力、耐潮湿性和耐蚀能力提高几十倍至几百倍。镁合金磷化处理的研究较少，目前的应用十分有限。 1，压铸铝合金表面电镀彩锌，铝本身是两性金属，在酸或者碱性的溶液中都不稳定，加之压铸铝合金本身组织疏松，有砂眼，气孔等缺陷，往往会影响电镀质量。经过适当的前处理后，压铸件电镀锌变的容易，电镀10um左右的锌层，然后进行钝化处理，可以成倍的提高压铸铝合金的耐腐蚀性，为了防止彩锌变色，可以浸涂一层有机保护膜。 2，压铸铝合金表面进行铬酸盐处理，压铸铝合金经过喷砂处理后，可以直接进行铬酸盐处理，从而表面可以获得一层钝化膜，根据需要这层膜可以是无色到黄色，并且不影响表面电阻，为了达到产品三防的要求，可以在铬酸盐处理后，再进行喷涂。 金属表面处理种类简介：电镀/电泳/锌镀/发黑/金属表面着色/抛丸/喷砂/喷丸/磷化/钝化 电镀镀层金属或其他不溶性材料做阳极，待镀的工件做阴极，镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形成镀层。为排除其它阳离子的干扰，且使镀层均匀、牢固，需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变。电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，改变基材表面性质或尺寸。电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的
铝合金常用表面处理方法： 阳极氧化：以铝或铝合金制品为阳极置于电解质溶液中，利用电解作用，使其表面形成氧化铝薄膜的过程，称为铝及铝合金的阳极氧化处理。 原理：实质上就是水电解的原理。当电流通过时，将发生以下的反应：在阴极上：2H++2e=H2 在阳极上：4OH-4e=2H2O+O2 析出的氧不仅是分子态的氧，还包括原子氧，以及离子氧，通常在反应中以分子氧表示。作为阳极的铝被其上析出的氧所氧化，形成无水的AL20膜： 4AL+3O2=2AL2O3+3351J 电泳涂装：电泳是电泳涂料在阴阳两极，施加于电压作用下，带电荷之涂料离子移动到阴极，并与阴极表面所产生之碱性作用形成不溶解物，沉积于工件表面。它包括 四个过程： 1、电解（分解） 在阴极反应最初为电解反应，生成氢气及氢氧根离子0H此反应造成阴极面形成一高碱性边界层，当阳离子与氢氧根作用成为不溶于水的物质，涂膜沉积，方程 式为：F20^ OH+H 2、电泳动（泳动、迁移） 阳离子树脂及H+在电场作用下，向阴极移动，而阴离子向阳极移动过程。 3、电沉积（析出）在被涂工件表面，阳离子树脂与阴极表面碱性作用，中和而析出不沉积物，沉积于被涂工件上。 4、电渗（脱水）涂料固体与工件表面上的涂膜为半透明性的，具有多数毛细孔，水被从阴极涂膜中排渗出来，在电场作用下，引起涂膜脱水，而涂膜则吸附于工件表面，而完成 整个电泳过程。 5／29 粉末喷涂： 1）基本原理：在喷枪与工件之间形成一个高压电晕放电电场，当粉末粒子由喷枪口喷出经过放电区时，便补集了大量的电子，成为带负电的微粒，在静电吸引的作用下，被吸附到带 正电荷的工件上去。当粉末附着到一定厚度时，则会发生“同性相斥”的作用，不能再 吸附粉末，从而使各部分的粉层厚度均匀，然后经加温烘烤固化后粉层流平成为 均匀的 膜层。粉沫喷涂的原料为：聚氨脂、聚氨树脂、环氧树脂、羟基聚脂树脂以及环氧／聚酯树脂，可配制多种颜色。 粉沫喷涂最大弱点是怕太阳紫外线照射，长期照射会造成自然退色。主要工序只有前处理、静电喷涂和烘烤三个工序。 典型的粉末静电喷涂工艺流程如下：上件T脱脂一清洗一去锈一清洗一磷化一清洗一钝化一粉末静电喷涂一固化一冷却一下件 氟碳喷涂：1）基本原理：也采用静电喷涂的原理，为液态喷涂，香港称为锔油。属于高档次喷涂，价格较高。 2）氟碳喷涂原料及结构 氟碳喷涂料是以聚偏二氟乙烯树脂nCH2CF2烘烤（CHCF2）n（PVDF）为基料或配金
快速凝固铝合金的组织与性能摘要：速凝固技术；过去对凝固过程的模拟只考虑在熔融状态下的热传导和凝固过程中潜热的释放，很少考虑金属熔体在型腔内必然存在的流动以及金属熔 体在凝固过程中存在的流动，目前，快速凝固技术作为一种研制新型合金材料的 技术一开始研究合金在凝固时的各种组织形态的变化以及如何控制才能到符合 实际生活，生产要求的合金着重研究高的温度梯度和快的凝固速度的快速凝固技术正在走向逐步完善阶段。 快速凝固原理及凝固组织：快速凝固是指通过对合金熔体的快速冷却（≥104-106k/s）或非均质形核备遏制，是合金在很大过冷度下，发生高生长速率（≥1-100cm/s）凝固。由于凝固过程的快冷，起始形核过冷度大，生长速率高是古冶界面偏离平衡，因而呈现出一系列于常规合金不同的组织和结构特征，加快冷却速度和凝固速率所应起的组织及结构特征可以近似用表来表示。 本实验利用真空系统下的金属熔液快速凝固装置，获得高真空后，充入一定压力的惰性气体，熔炼铝合金在熔融状态下以细直径金属液柱方式喷射到铜模具中，液流发生横向铺展并在纯铜模具中快速凝固。由于整个过程的浇注时间在很大程度上被分散、延迟，热耗散可以快速、充分进行，从而可获得层状铝合金。关键词：铜模具；射流沉积；亚稳块体材料；层状复合材料 The Study on the Aluminum Alloy by Rapid Solidification Based on Reciprocate Motion Cooling Model Abstract:Rapid solidification is the way to get the non-steady state metal by the rapid cooling much more fast than the cooling rate for the equilibrium materials, and amorphous, nano-crystalline and some limiting structural or functional materials can be obtained. In this work, jet solidification in the cooling model with the computer controlled reciprocating motion protected under vacuum or inert gas was used to obtain the layer Al alloys. After the Al alloy was molten in a quartz tube, the alloy liquid was jet out of
铝合金的变质处理 材料与能源学院金属材料工程2011级2班范宇鑫 【摘要】变质处理指的是向金属液内添加少量物质，促进金属液生核或改变晶体生长过程的方法。而铝合金制造过程中变质处理是必不可少的工艺，加入不同的变质剂对合金的工艺性能有着不同的影响。 关键词：铝合金变质处理 铝合金的制备主要有铸造和压力变形两种。铝合金制造过程中的缺陷有氧化夹渣、气孔气泡、缩松疏松、裂纹等。这些缺陷严重影响铝合金的性能，容易造成断裂和磨损。为了防止这些缺陷的产生，提高铝合金的工艺性能，加入变质剂就是一种有效的措施。变质处理的目的主要是细化晶粒、改善脆性相、改善晶粒形态和分布状况。变质处理的机理众说纷纭，主要分为两种：一是不溶性质点存在于金属液中的非均质晶核作用；二是以溶质的偏析及吸附作用。在变质剂完全溶解于金属液且不发生化学反应生成化合物的情况下，变质剂就像溶质一样，在凝固过程中，由于偏析使固/液界面前沿液体的平衡液相线温度降低，界面处成分过冷度减少，致使界面上晶体的生长受到抑制，枝晶根部出现缩颈而易于分离。同时，由于变质剂易偏析和吸附，故阻碍晶体生长的作用也加强。因此，往往只需加入少量变质剂，就能显著细化晶粒。其中，不同的变质剂所发挥的作用有所不同，常见以下几种变质剂：（1）钠盐变质剂：Na元素可使共晶硅的结晶由短圆针状变为细粒状，并降低共晶温度，增加过冷度，细化晶粒。其细化效果，对冷的慢的砂型、石膏型铸件 而言比较好，还有分散铸件（铸锭）缩窝的作用，这对要求气密性好的铸件 有重要的作用。钠盐变质法的成本低，制备也比较简单，适合批量小、要求 不很高的产品，但其缺点是，由于钠是化学活泼性元素，在变质处理中氧化、 烧损激烈、冒白色烟雾，对人体和环境都有危害，操作也不太安全，特别是 易使坩埚腐蚀损坏，它的充分变质有效时间短，一般不超过1h。钠还使Al-Mg 系合金的粘性增加，恶化铸造性能，当钠量多时，还会使合金的晶粒催化， 所以Al-Mg系合金和含Mg量高于2%的Al-Si合金，一般都不用钠盐变质剂来 进行变质处理，以免出现所谓“钠脆”现象。 （2）铝锶中间合金变质剂：这是国外使用的较多的一种高效变质方法。加入量为炉料总重量的0.04-0.05%的Sr。其优点是变质效果比钠盐好，氧化烧损也比钠 盐小，有效变质持续时间长，对坩埚的腐蚀性也比钠盐小，因而可使坩埚的
铝及铝合金表面处理方法 内容来源网络，由深圳机械展收集整理！ 铝及铝合金表面在各种热处理、机械加工、运输及保管过程中，不可避免地会被氧化，产生一层厚薄不均的氧化层。同时，也容易受到各种油类污染和吸附一些其他的杂质。 油污及某些吸附物，较薄的氧化层可先后用溶剂清洗、化学处理和机械处理，或直接用化学处理。对于严重氧化的金属表面，氧化层较厚，就不能直接用溶剂清洗和化学处理，而最好先进行机械处理。 通常经过处理后的金属表面具有高度活性，更容易再度受到灰尘、湿气等的污染。为此，处理后的金属表面应尽可能快地进行胶接。 经不同处理后的金属保管期如下： （1）湿法喷砂处理的铝合金，72h； （2）铬酸-硫酸处理的铝合金，6h； （3）阳极化处理的铝合金，30天； （4）硫酸处理的不锈钢，20天； （5）喷砂处理的钢，4h； （6）湿法喷砂处理的黄铜，8h。
铝及铝合金表面处理方法 [方法1] 脱脂处理。用脱脂棉沾湿溶剂进行擦拭，除去油污后，再以清洁的棉布擦拭几次即可。常用溶剂为：三氯乙烯、醋酸乙酯、丙酮、丁酮和汽油等。 [方法2] 脱脂后于下述溶液中化学处理：浓硫酸27.3 重铬酸钾7.5 水65.2 在60-65°C浸渍10-30min后取出用水冲洗，晾干或在80°C以下烘干；或者在下述溶液中洗后再晾干：磷酸10 正丁醇3 水20 此方法适用于酚醛-尼龙胶等，效果良好。 [方法3] 脱脂后于下述溶液中化学处理：氟化氢铵3-3.5 氧化铬20-26 磷酸钠2-2.5 浓硫酸50-60 硼酸0.4-0.6 水1000 在25-40°C浸渍4.5-6min，即进行水洗、干燥。本方法胶接强度较高，处理后4h内胶接，适用于环氧胶和环氧-丁腈胶胶接。 [方法4] 脱脂后于下述溶液中化学处理：磷酸7.5 氧化铬7.5 酒精5.0 甲醛（36-38%）80 在15-30°C浸渍10-15min，然后在60-80°C下水洗、干燥。 [方法5] 脱脂后于下述溶液中进行阳极化处理：浓硫酸22g/l 在1-1.5A/dm2的直流强度下浸渍10-15min，再在饱和重铬酸钾溶液中，于95-100°C下浸渍5-20min，然后水洗，干燥。