Kärnkrav för design av råmaterial och sammansättning
Råmaterialval med hög -renhet: Gjutning av icke-järnmetallegeringar (som aluminium- och kopparlegeringar) kräver metallgöt med en renhet som är större än eller lika med 99,7 % (se GB/T 8733-2016). Innehållet av föroreningselement (såsom Fe och Si) måste strikt kontrolleras under 0,1 % för att undvika korngränsförsprödning. Till exempel kräver 7075 aluminiumlegering av flyg- och rymdkvalitet en Zn-halt på 5,6%~6,1% och en Mg-halt på 2,1%~2,5%. En sammansättningsavvikelse som överstiger ±0,2% kommer att resultera i en minskning av styrkan med 10%~15%.
Exakt legeringsproportionsreglering: Genom att använda mellanlegeringsförblandningsteknik säkerställs en jämn fördelning av spårämnen (som Ti och B). Om man tar kopparlegeringar som ett exempel, för varje 0,1 % ökning av Sn-tillsats, minskar konduktiviteten med cirka 1,5 % (data från *Icke-Ferrou Metals Processing Handbook*). Sammansättningen måste övervakas i realtid-med hjälp av en spektrometer; sammansättningsfluktuationer inom smältugnen bör vara mindre än eller lika med ±0,05%.
Nyckelparametrar för smält- och gjutprocesser
Temperaturhantering
Smälttemperatur: Aluminiumlegeringar kontrolleras vanligtvis vid 700 ~ 750 grader och kopparlegeringar vid 1100 ~ 1200 grader. Att överskrida denna temperatur med 10 grader kommer att förvärra oxidslaggbildningen.
Hälltemperatur: Justeras efter legeringstyp. Till exempel är hälltemperaturen för ZL104 aluminiumlegering 680 ~ 720 grader. För låg temperatur leder till kallstängningsfel.
Gas- och inneslutningskontroll
Argonraffinering (flödeshastighet 0,5~1,5 L/min·kg) eller flussmedelsbeläggning (som KCl+NaCl-blandat salt) bör användas för att säkerställa en vätehalt som är mindre än eller lika med 0,15 mL/100g (se ASTM E29). Innan gjutning, låt blandningen stå i 5~10 minuter för att tillåta inneslutningar att flyta upp till ytan; slaggskiktets tjocklek bör vara<3 mm.
Kvalitetsinspektion och defektförebyggande
Icke-destruktiva teststandarder
Ultrasonic testing (defect size >0,5 mm kräver omarbetning) och -röntgeninspektion (porositet<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.
Vanliga defektlösningar
Krymphåligheter: Förbättrad genom formtemperaturkontroll (±5 grader) och stigarkonstruktion (höjd Större än eller lika med 1,5 gånger gjuttjockleken).
Varmsprickning: Tillsats av 0,01%~0,03% Sr eller TiB₂ förfinar kornen och minskar risken för sprickbildning.
Utrustning och miljökrav
Val av smältutrustning
Medium-induktionsugnar (effektivitet Större än eller lika med 85 %) är överlägsna motståndsugnar och måste vara utrustade med ett automatiskt temperaturkontrollsystem (noggrannhet ±3 grader). Pressparametrar för gjutmaskinen bör justeras enligt legeringsfluiditet; till exempel kräver pressgjutning av magnesiumlegeringar 150~300 MPa.
Verkstad Miljökontroll
Fuktighet måste vara<60%, dust concentration <5 mg/m³ (GBZ 2.1-2019) to prevent hydrogen absorption and oxidation of the metal.
