铝合金车轮几百问

不同时期 A356
A356
主要元素
Si Mg Ti
Sr
杂质元素
其他杂质
Fe Cu Zn Mn 每种 总和
采购
A356.2
6.5 /7. 5
0.30/ 0.45
0.08/ 0.20
≤≤≤≤≤≤ 0.12 0.05 0.05 0.05 0.05 0.15
熔炼
A356.1
6.5 /7. 5
0.30/ 0.45
铝轮生产厂都用比重方法来测量铝液中氢含量的多少，比重达到 2.63 克/厘米 3 以上为合格铝液，比 重愈大铝液中含氢量愈少，比重愈轻铝液中含氢量就多，有表可查，一定比重的铝合金就有相应的含氢 量，比重达到 2.63 克/厘米 3，其铝液含氢量为 0.08 克/厘米 3，A356 合金只有达到 2.63 克/厘米 3 时，铝 液凝固后，才不产生针孔。 11、铝液受高温后会有什么坏处？
在熔炼炉内精炼时，可除渣，同时也能除气，在中间包或坩埚炉内，可用固态块（Φ50×20）除气， 同时也能除渣，这种固态块主要是六氯乙烷和氟硅酸钠等构成。也可用四氯化碳，浸到精炼砖里，在铝 液中除气，也可除渣，最好的除气办法是石墨转子除气除渣，在很短时间内就可达到≤0.1 厘米 3/100 克 氢含量，即可达到 2.63 克/厘米 3。铝水中的气体，主要是氢气，其它气体极微量。 10、判断铝液中氢含量的办法是什么？
采购到厂的 A356 合金，一定要放到仓库里，熔炼时用 A356 要到仓库领取。
把 A356 合金放到露天，要风吹雨淋，落很多灰尘，，使 A356 合金锭受潮，生成氢氧化铝，灰尘会增加
熔炼过程的夹杂物，使铝锭质量下降。把铝锭领到熔炼车间烤干，擦掉铝锭表面上的灰尘和各种油污，
才能投入到炉内。 3、究竟怎样才算是优质的铝水?
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在熔炼过程中所用的工具，一般都是以铁为主的合金材料，铁在铝液中很快会溶解在铝液中，在铝 液凝固中会形成针状铁的夹杂物，显著影响材料强度和塑性，影响材料机械性能，使轮子不合格，成为 废品。所以熔炼用的工具要加热，并涂上涂料，防止铁元素进入铝液中。 14、为什么处理好铝液一定要在规定时间里用光？超过时间有什么后果？
在熔炼过程中铝合金液温度超过 770°C，铝液中氧化物夹杂明显增加，长期超温的铝液凝固时晶粒
粗大，铸件机械性能下降，使轮子的三大试验性能不合格，产生大批量废品。同时含氢量增加很快,给除
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气造成困难。
5、 什么铝车轮材料中的含 Fe 量要控制在 0.2%以下?
铁在 A356 合金中可生成多种金属间化合物，主要 Fe2Si2Al9,在合金中是以大量针状态存在，热处理
量也不同，江门用的是连续熔化炉，当铝水出炉前保温熔池中铝液含镁量为 0.25%~0.28%，经流槽补镁
后为 0.35%~0.38%, 如果以后用复化锭，补镁还要多。 7、添加铝钛硼的主要作用是什么？
铝钛硼中间合金在铝液中能生成 TiB2，TiB2 是一种细化剂，铸件在凝固结晶时，使晶粒细化，可提
高抗拉强度和延伸率，使材料机械性能更好，产品合格率得到提高。加入量为 2 公斤/每吨，在铝液中保
a) 熔炼好的铝液，其化学成分要合格，达到 A356.1 成分要求。
b) 氢含量要低，其铝液的比重达到 2.63 克/厘米 3 以上。
c) 夹杂物要尽量少。
d) 铝液在熔炼过程中，铝液的温度不能超过 760℃以上，即不能是过烧铝液，过烧铝液晶粒粗大。
e) 杂质元素少，Fe≤0.15%，Cu、Zn、Mn≤0.10%，其他≤0.05%。 4、为什么要规定铝水不允许超过 760°C？
铝车轮生产几百问
1、车轮用什么材料？含哪些元素？各起什么作用？ 世界各国生产的铝车轮，几乎都用美国材料与实验协会(ASTM)牌号 A356 铸造铝合金。A356 合金中
因杂质含量不同，又分为 A356.2、A356.1、A356.0。A356 合金是铸造性能很理想的一种合金，经过细化、
变质，经热处理后，其机械性能完全满足车轮要求。
铝液在铸造过程，没有超过 4 小时，压缩空气露点很低，总有针孔出现，这就说明铝液在熔炼过程 中除气不好造成的，应是熔炼的责任。熔炼过程，一定使铝液达到 2.63 克/厘米 3 以上才能给浇铸工段。 取定氢试样时，不能在坩埚炉表面上取，要按表面深 80～100 毫米取样，测的比重才准确。 16、迄今公认较好的精炼除气手段有哪几种？为啥要用惰性气体 N2？
不同的合金用不同的精炼剂，其化学成分是不一样的。A356 合金用的精炼剂中有冰晶石（Na3AlF3 或 K3AlF6）有强烈吸附夹杂物的作用，把夹杂物带到铝液表面，通过扒渣把夹杂物除掉；另外还有氟硅酸钠 （或氟硅酸钾），它能使 r―Al2O3 变成铝。因此，目前熔炼工作都仍用精炼剂除渣除气。配各种精炼剂的 化合物都不溶解铝液，但精炼完，一定要静置一段时间，把精炼剂上浮到液面。 18、铝车轮为啥还要热处理？T6 处理是什么意思？
在熔炼过程中，铝液不断接触空气中的氧和水，不断会产生氧化夹杂，整个熔炼过程是不断产生氧 化夹杂过程，通过精炼、打渣和旋转除气，也是不断除渣除气过程。主要氧化夹杂是与氧和水反应生成 的，也有与耐火材料和工具接触而带来的夹杂物，这部分称外来杂夹物。主要氧化夹杂有：r―三氧化二 铝（r―Al2O3）、氧化镁（MgO）、二氧化硅（SiO2）、铁 2 硅 2 铝 9（Fe2Si2Al9）等。 13、熔炼工具为什么必须加热，且有涂料保护才能使用？
A356 合金中主要含硅、镁、钛三种化学元素，硅在合金中是合金在液态下流动性好，补缩能力强，
铸造性能好，铸造缺陷少。镁在合金中与硅能生成一种强化相（Mg2Si）,通过热处理固溶和时效后，使铸 件的机械性能达到车轮要求状态。钛元素在合金种主要起细化铸件晶粒的作用，钛与铝在熔炼过程中能
生成一种金属间化合物（TiAl3）,起结晶核心作用，使铸件晶粒细化，提高机械性能。 A356 合金化学成分
把车轮在炉内加热到 535±5℃（铸件上的真实温度），并保持一定时间，把在晶界上的强化相 Mg2Si， 溶解到(α)Al 中的过程称为固溶处理。铸件中的强化相在晶界中分布是不均匀的，大小也不一样，把强 化相溶解到(α)Al 中，时效后再析出，就可均匀分布在晶界内，分布多少也可控制。 淬火的目的是把强化相 Mg2Si 固定在(α)Al 中，不让它析出，所以出炉到见水时间越短越好。这个时间 最好在 15 秒之内。 20、什么叫时效？
持细化时间为 5~6 小时。所以，当铝液加入坩埚中时，要加入 1 公斤左右的铝钛硼丝。 8、添加锶是为了什么？
当铝液流入坩埚时，在坩埚中要加入 4 根铝锶合金（AlSr10），是含锶为 10%左右的铝锶合金。加锶使 铝液变质，使（α）Al 和共晶硅得到细化，经过热处理后，使共晶硅能变成球型或接近球型。这就能提 高强度和延伸率，提高产品合格率。锶的加入量为 0.01～0.04%，因为我们产品大部分是抛光轮和电镀轮， 加入量定为 0.015～0.025%，锶的变质作用最长为 8 小时左右，我们的加入量变质作用能保持 4～5 小时， 时间再长，变质作用要减弱，会产生变质不足，使性能下降。 9、降低铝液中含气量的途径究竟有哪些渠道？
用合格 A356 合金的铝液，铸造好的车轮，其材料机械性能达不到车轮的要求，即抗拉强度（бb）、 塑性（δ5）和硬度（HB）都达不到设计尺寸车轮的要求，也就是说通过不了三大性能试验（冲击试验、 弯曲疲劳和径向滚动疲劳试验）。低压铸造机铸造的车轮 бb≤200Mpa，δ5≤2～6%，HB≤60，而合格车轮 要求 бb≥240Mpa，δ5≥7%，HB＝70～90，所以要对低压铸造合格车轮进行热处理，满足上述要求。
0.08/ 0.20
0.015 /
0.025
≤ 0.15
≤ 0.10
≤ 0.10
≤百度文库0.10
≤ 0.05
≤ 0.15
成品
A356.0
6.5 /7. 5
0.25/ 0.45
0.08/ 0.20
0.008 /
0.020
≤ 0.2
≤≤≤≤≤ 0.10 0.10 0.10 0.05 0.15
2、什么说铝锭不加保护，随便堆放露天，会不利产品质量？
T6 处理：将铸造合格车轮，在热处理炉内进行均匀加热到 535±5℃，保温一定时间，出炉进行淬火 后，再在 150±5℃炉内保温一定时间进行时效处理过程为 T6 处理。简单说固溶、淬火和时效过程称为 T6 处理。需补充说明一下，按中国热处理规范，130～150℃时效温度称为 T5；160～200℃时效温度称为 T6， 为和美国接轨，A356 合金经过 535±5℃固溶，150±5℃时效也称 T6 处理。 19、什么叫固溶处理？为什么要淬火？
把固溶和淬火后的铸件，在时效炉内，加热到 150±5℃，保持一定时间后出炉空冷过程称为时效。 时效的目的是把溶解在(α)Al 中的强化相，再均匀析出来，即使 Mg2Si 析出分布在晶界中，使晶格 发生扭曲，提高强度的目的。塑性有所下降，即 δ5 有所下降。
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熔炼过程经过旋转除气后，铝液达到 2.63 克/厘米 3 以上，说明铝液已达到优质铝液。一般规定要在 4 小时内用光。铝液经过 4 小时使用，如果还没有用完，铝液中氧化夹杂物增多，氢含量也增多，作成的 车轮夹杂物会多，针孔也会增多，已经是废轮子，不能再继续作了。要把铝液铸成铝锭，重新熔炼。 15、为什么说铝车轮出现针孔是我们熔炼上的责任？
A356 合金熔炼温度越低越好，在熔炼过程中，最高温度为 760℃，超过 760℃为超温铝液，铝液超过 770℃时，夹杂物明显增加，氢含量也明显增加，凝固后晶粒粗大，会影响材料的机械性能，使铸造车轮 为废品。我们江门工厂是连续熔炼炉，熔炼过程最高温度为 740℃，铝液质量可成为优质铝液。超高温铝 液要浇成铝锭，只有分别进行少量回炉，因为它有遗传性。 12、铝液中的氧化夹杂是哪里来的？最多出现的夹杂有哪几种？
后也不能球化，如果存在量大，影响材料延伸率，只有铁含量小于 0.2%时，才能保证材料的延伸率大于
7%，轮子才能合格。 6、为什么熔化过程中要补加镁？
A356 合金中含镁量为 0.30%~0.45%，在熔炼过程中镁和氧更易化合，而生成氧化镁（MgO），镁比
铝还活泼，镁比铝更易氧化，在熔炼过程中，镁元素变成氧化镁成为夹杂物，不同熔炼炉型，镁的氧化
至今世界上除去铝液中的氢气较好的方法是用石墨旋转除气法，有的工厂用氩气，有的工厂用氮气， 这两种气体都是惰性气体，都不溶于铝液，都是比较理想惰性气体，氩气比氮气更好一些，但氮气比较 便宜。所以，都用氮气作除气剂。目前也有利用这种除气方法，用惰性气体把精炼剂同时吹到铝液中， 除惰性气体能把氢气和夹杂物带到铝液表面，同时精炼剂也在铝液中把夹杂物和氢气带到铝液表面，也 可以达到除渣除气的目的。 17、为哈现在仍有人在用精炼剂精炼？