淺析7E04鋁合金鑄造缺陷

鄭偉

摘 要：在工業(yè)中，鋁合金是一種應(yīng)用非常廣泛的結(jié)構(gòu)材料，在很多的行業(yè)生產(chǎn)中得到了應(yīng)用，尤其在航空航天以及機械制造業(yè)。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展過程中，工業(yè)發(fā)展速度越來越快，因此，對鋁合金焊接結(jié)構(gòu)件需求量也在不斷增加，因此，對鋁合金的焊接問題進行研究非常必要。鋁合金應(yīng)用范圍非常廣泛，而且，在焊接技術(shù)方面也進行了提高，這樣能夠更好的促進工業(yè)生產(chǎn)。7E04鋁合金在進行鑄造的時候，成型的難度非常大，而且，在使用過程中經(jīng)常會出現(xiàn)裂紋和疏松的問題，導(dǎo)致這種材料在使用過程中會出現(xiàn)的問題非常多。7E04鋁合金在使用的時候出現(xiàn)了非常嚴重的缺陷，因此，文章對不同的鑄造工藝進行了分析，這樣對改善其使用性能非常有利，同時，對優(yōu)化鋁合金的鑄造工藝非常有利。

關(guān)鍵詞：7E04鋁合金；鑄造工藝；化學(xué)成分

近年來，我國的經(jīng)濟建設(shè)取得了很大的成績，使得我國的很多行業(yè)在發(fā)展過程中都發(fā)生了很大的變化，尤其在工業(yè)生產(chǎn)中。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展過程中，高強鋁合金的應(yīng)用范圍在不斷擴大，7E04鋁合金是一種超硬鋁合金，這種鋁合金在使用的時候強度非常高，而且，在使用過程中綜合性能非常好，是航空航天事業(yè)發(fā)展過程中應(yīng)用非常普遍的結(jié)構(gòu)材料。但是，7E04鋁合金在進行鑄造時出現(xiàn)了很多的問題，這些問題的出現(xiàn)對其使用性能有很大的影響。對7E04鋁合金的成分、鑄造缺陷以及顯微組織進行分析，能夠在鑄造工藝方面進行優(yōu)化，同時，在工藝參數(shù)方面也能進行改善。

1 7E04鋁合金試驗材料和方法

對7E04鋁合金的成分進行分析，發(fā)現(xiàn)這種鋁合金材料中，含有很多的金屬元素，而且種類非常多，在進行熔煉的時候，溫度控制在720攝氏度，將熔煉的時間控制在1.5小時，這樣能夠獲得性能更好的鋁合金。在進行鋁合金熔煉的時候，可以采用無鈉精煉劑進行精煉，靜置10分鐘后扒渣，然后將其澆注到結(jié)晶器中，然后經(jīng)過刮水器進行鑄造，這樣就能夠得到7E04鋁合金鑄棒。

對7E04鋁合金金屬鑄棒進行必要的處理，才能進行后續(xù)的操作，在進行處理的時候，要將其放置在465攝氏度的溫度下10個小時，然后進行均勻化處理，接下來進行空冷方式的冷卻。在進行均與化處理的時，要將鑄棒進行橫向取樣，然后對試樣進行研磨，在拋光后要采取合適的配合比，這樣能夠更好的保證澆注的效果。在進行澆注過程中，對防腐劑的使用要非常重視，要用乙醇進行清洗，然后用熱風(fēng)將其表面進行吹開。在利用ZEISS-AXIO倒置式材料顯微鏡對試樣進行觀察的時候，要對鑄態(tài)的組織和成分進行很好的分析和研究，這樣能夠?qū)?dǎo)致鑄造缺陷的原因進行很好的分析。在進行鑄造的時候，要對熔鑄的溫度、熔煉的速度等工藝參數(shù)進行必要的調(diào)整，然后進行反復(fù)的試驗，這樣能夠?qū)ψ顑?yōu)的熔鑄工藝參數(shù)進行確定。利用DSC法對試驗材料的熔點進行測定的時候，也能對過燒的溫度進行確定，這樣對7E04鋁合金材料的澆注質(zhì)量能夠進行更好的控制。

當(dāng)7E04鋁合金的鑄造溫度在479.9攝氏度時，DSC曲線會出現(xiàn)吸收熱量的情況，同時，在低熔點的時候，共晶物也會出現(xiàn)開始熔化的情況，而且，基體在溫度在627.2攝氏度的時候會出現(xiàn)開始熔化的情況，因此，在進行7E04鋁合金澆注的時候，要將均勻化溫度不能超過479.9攝氏度，同時，控制在465攝氏度是最好的，如圖1所示：

2 試驗結(jié)果與分析

在不同熔煉工藝條件下，7E04鋁合金的顯微組織是出現(xiàn)不同的變化。當(dāng)熔煉溫度為720℃時，由于溫度較低，鋁熔體結(jié)合不完全，導(dǎo)致晶粒之間的結(jié)合不穩(wěn)定，材料鑄態(tài)組織中存在明顯的疏松孔隙；同時由于溫度過低，某些合金元素并未完全溶解于鋁熔體中，導(dǎo)致組織中存在大量的體積較大的未溶合金相，隨著熔煉溫度的提高，彌散相越來越均勻、細小，同時疏松和氣孔等缺陷明顯減少。當(dāng)熔煉時間為1.5h，熔煉溫度為740±5℃，材料鑄態(tài)組織中彌散相、結(jié)晶相均勻、細小。當(dāng)熔煉時間提高到2h時，出現(xiàn)了大量的偏析現(xiàn)象。從圖可以發(fā)現(xiàn)組織內(nèi)存在大量疏松、氣孔以及體積較大的相，通過SEM觀察以及能譜分析確定這些體積較大的相為未溶的合金相，因此需要通過提高熔煉溫度以及延長熔煉時間的方法進行重復(fù)試驗。在730±5、740±5、745±5℃溫度下熔煉，其鑄態(tài)組織分別不同形態(tài)時，隨著熔煉溫度的提高，彌散相越來越均勻、細小，同時疏松和氣孔等缺陷明顯減少；當(dāng)熔煉溫度為745±5℃時，組織最為均勻、缺陷最少。在745±5℃熔煉溫度下，將熔煉時間分別延長到2h、2.5h，其鑄態(tài)組織會出現(xiàn)相應(yīng)的變化，彌散相均勻、細小，疏松和氣孔等缺陷有所減少；但是隨著熔煉時間的延長，組織內(nèi)部成分偏析現(xiàn)象越來越嚴重，同時會存在燒損現(xiàn)象。

3 結(jié)束語

7E04在工業(yè)生產(chǎn)中是應(yīng)用非常廣泛的材料，在航天以及機械生產(chǎn)中，其應(yīng)用非常廣，但是，這種鋁合金材料在進行使用的時候雖然綜合性能比較好，但是，其在應(yīng)用過程中也出現(xiàn)了很多的問題，這些問題的出現(xiàn)對導(dǎo)致其在使用中出現(xiàn)了很多的情況。7E04鋁合金在進行鑄造的時候，成型非常困難，因此，對其鑄造工藝進行分析和研究非常必要。對鑄造的工藝進行分析，能夠?qū)ζ滂T造工藝參數(shù)進行控制，這樣能夠更好的提高其鑄造效果。通過實驗研究得到，7E04鋁合金的過燒溫度應(yīng)該控制在479.9攝氏度，而且，熔煉的溫度應(yīng)該控制在475攝氏度，鑄造的時候要保證其鑄棒的組織非常均勻，這樣能夠避免出現(xiàn)更多的缺陷。對7E04鋁合金進行鑄造的時候，其熔煉的時間經(jīng)常控制在一定的范圍內(nèi)，這樣才能避免出現(xiàn)燒損的情況，同時，也能避免出現(xiàn)偏析的情況。對7E04鋁合金的鑄造工藝進行分析，能夠?qū)ζ滂T造參數(shù)進行改善，這樣能夠提高其使用性能，同時，也能促進工業(yè)生產(chǎn)獲得更好的成績。

參考文獻

[1]王祝堂，田榮璋.鋁合金及其加工手冊[M].長沙：中南大學(xué)出版社，2005.

[2]吳錫坤.鋁型材加工實用技術(shù)手冊[M].長沙：中南大學(xué)出版社，2006.

[3]劉正，張奎，曾小勤，等.鎂基輕質(zhì)合金理論基礎(chǔ)及其應(yīng)用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002.

[4]楊楊.鋁合金焊接工藝和性能研究[J].焊接技術(shù)交流，2008.

[5]張麒麟.鋁合金構(gòu)件彎曲極限承載力數(shù)值分析[J].現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程，2008年.

[6]趙鵬.如何預(yù)防鋁合金針孔的形成[J].有色金屬，2007.