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El aluminio de aleación de aluminio de silicio (Silicon) es una aleación de forja y fundición de aleación de aluminio y silicio como los componentes principales. General El contenido de silicio es de 11%, mientras que la adición de una pequeña cantidad de cobre, hierro y níquel para mejorar la resistencia. La densidad es de aproximadamente 2,6 ~ 2,7g/cm3, y la conductividad térmica es de aproximadamente 101 ~ 126W/(m·ºC). Módulo de Young es 71.0GPa, el valor de impacto es de aproximadamente 7 ~ 8.5J, y el límite de fatiga es de ±45MPa.
Debido a su peso ligero, buena conductividad térmica, resistencia, dureza y resistencia a la corrosión, AI-aleación si se utiliza ampliamente en la industria del automóvil de fabricación y de la máquina para hacer algunas piezas usadas bajo condiciones de fricción de deslizamiento.
L-Si es muy importante de aleación de aleación de industrial, ampliamente utilizado en la aviación, transporte, construcción, automóvil y otras industrias importantes, también se utiliza en la fabricación de intensidad baja y media de la forma de moldes complejos, tales como la placa de cubierta, caja del motor, soporte, y también se utiliza como soldadura soldadura. La aleación es un típico aleación eutéctica con un simple diagrama de fase y no compuestos intermedios. Tiene las ventajas de la fundición de buen rendimiento, alta resistencia y bajo precio. El aluminio es el tercer elemento de grupo, y el silicio es el elemento semiconductor, la solidez de la solubilidad de cada uno de los otros es muy pequeño. [2].
Rendimiento y el uso
Cuando el contenido de silicio es baja (0,7), de aleación de Al-Si tiene una buena ductilidad y se usa comúnmente como la deformación aleación. Cuando el contenido de silicio es más alto (como el 7%), la aleación de aluminio-silicio fundido es mejor llena y se utiliza a menudo como la fundición de aleación. Cuando el contenido de silicio supera el punto de eutéctica de Al-Si (contenido de silicio es de 12,6%) y el contenido de partículas de silicio es de hasta 14,5% ~ 25%, las amplias propiedades mecánicas pueden mejorarse mediante la adición de una cierta cantidad de Ni, Cu, Mg y otros elementos. Pueden utilizarse en motores de automóviles en lugar de los cilindros de hierro fundido con una importante reducción de peso. El aluminio de aleación de silicio utilizado como el cilindro puede ser tratada por el proceso electroquímico a etch la superficie de aluminio y retener las partículas de silicio primarios integrados en la matriz dentro de la pared del cilindro, y su resistencia a la abrasión y a la abrasión resistencia puede ser mejorado significativamente. Entre ellos, la aleación con un 11% ~ 13% de contenido de silicio es uno de los mejores materiales del pistón para su peso ligero, bajo coeficiente de expansión y de alta resistencia a la corrosión.
La producción Electrothermal
La temperatura de la metalúrgica de aluminio de aleación de silicio producido por la calefacción eléctrica es de aproximadamente 2000ºC. En el proceso de la metalurgia, alúmina y óxido de silicio son líquidos, que generalmente son reducidos por agente reductor carbonosas. Por lo general, la temperatura más alta del horno de minerales puede ser alcanzado es de unos 1350~2200ºC.
El componente de la organización y difusión de la editorial
Al-binario si dispone de una aleación eutéctica sencillo diagrama de fase, como se muestra en la "Al+Binario is diagrama de fase". A temperatura ambiente, sólo hay α (Al) y p (Si) Fases. Las propiedades de la α y β (Al) (Si) son similares a los de silicona pura. Si el contenido de aleación eutéctica es de 12,6%. La microestructura de aleación subeutectic está compuesto de α (Al) + eutéctica de cristal (α+p), y que de aleación hypereutectic está compuesto de β (Si) + eutéctica de cristal (α+β). Debido a la introducción de trazas de fósforo en silicio cristalino, incluso 10ppm de fósforo en el AlP es suficiente para la producción de silicio de primaria en un 9% Si subeutectic y hacer que la aleación eutéctica de silicio para formar placas gruesas.
Con el aumento del contenido de silicio, el intervalo de temperatura de cristalización disminuye, el cristal eutéctica aumenta, y la fluidez aumenta. Cuando la tasa de contracción de silicio es muy pequeña, la tasa de reducción lineal de la aleación también disminuye, y el agrietamiento caliente tendencia disminuye en consecuencia. El calor latente de cristalización de silicio es grande, y la fluidez es aún mayor que el de aleación eutéctica hasta que el contenido de Si alcanza el 20%. Cuando el contenido si es de 16% ~ 18%, la liquidez de pico.
Aunque eutéctica de AI-Si aleación binaria tiene excelentes propiedades de fundición, sólo puede utilizarse para la fundición de refrigeración de alta velocidad de los métodos tales como la fundición a presión fundición y extrusión debido a sus pobres propiedades mecánicas. Para la arena de fundición, molde de yeso y otros métodos de fundición a baja velocidad de enfriamiento metamórficas, el tratamiento debe realizarse para refinar eutéctica de silicio en el fin de obtener suficientes propiedades mecánicas.
El proceso de modificación de la refinación de silicio eutéctica no puede afinar de silicio de primaria. Para hypereutectic aleaciones con una gran cantidad de silicio, fósforo, principal debe agregarse a refinar el silicio primario para mejorar las propiedades mecánicas.
El contenido de silicio tiene un efecto sobre la resistencia al desgaste, corrosión, coeficiente de dilatación lineal, densidad y la conductividad del binario Al-Si aleación. Con el aumento del contenido de silicio, el desgaste, corrosión, coeficiente de dilatación lineal, densidad y conductividad todos disminuir linealmente.
El aluminio es de gran plasticidad, reduciendo la necesidad de consumir una gran cantidad de trabajo, con el aumento de silicio, aumento de eutéctica, reduciendo el trabajo puede ser reducido, pero la dureza de silicio eutéctica es alta, fácil de usar la herramienta, especialmente el grueso de silicio inicial de la aleación eutéctica, desgaste de la herramienta es más grave, la superficie de la transformación es muy áspero. Con el fin de mejorar la maquinabilidad, además de la correspondiente modificación del tratamiento, la refinación de silicio eutéctica de silicio y primaria, bismuto, el plomo y otros elementos mecanizables fácil puede ser agregado. Para hypereutectic aleaciones, herramientas de corte de diamante puede ser utilizado, y la mejor velocidad de corte y fluidos de corte adecuado pueden ser seleccionados para obtener la suave superficie de mecanizado.
Para resumir, a fin de tener en cuenta las distintas propiedades de servicio y tecnológicas de las propiedades de la aleación, el contenido de silicio de aleaciones de Al-Si es generalmente un 7% ~ 12%.
El representante de Al-Si aleación binaria es ZL102 aleación, la composición es de 10% ~ 13% si el resto es de aluminio, la estructura de metalografía α (Al) + (α eutéctica+β) y una pequeña cantidad de silicio de primaria. Aleación de ZL102 tiene las siguientes características.
1) el fortalecimiento de la efecto de tratamiento térmico es pequeño y las propiedades mecánicas no son elevadas
La solubilidad del silicio en α (Al) solución sólida es un 1,65% a 577ºC y se reduce a 0,05% a temperatura ambiente. Sin embargo, el fortalecimiento de la efecto de tratamiento térmico no es grande, y envejecimiento artificial después de la solución sólida el tratamiento sólo puede aumentar la fuerza de aleación en un 10% ~ 20% de silicio, porque la acumulación de precipitaciones y la velocidad es muy rápido, incluso en el proceso de solución sólida el tratamiento puede ocurrir solución sólida la descomposición, la precipitación de partículas de silicio, no coherente o semi-coherencia de fase de transición, en general tan sólo el recocido para eliminar las tensiones internas. Las propiedades mecánicas de ZL102 no son elevadas.
2) Excelente rendimiento de la fundición
La casi-aleación eutéctica binario Al-Si tiene un pequeño intervalo de temperatura de cristalización y un gran potencial de la cristalización de calor de silicio, de modo que la fluidez es la corona de la aleación de aluminio fundido, y la tendencia de concentrado de encogimiento de la cavidad es grande. Un elevador de razonable debe ser configurada para obtener piezas fundidas de denso, que no va a provocar fugas hasta la destrucción. El silicio reduce la solubilidad de hidrógeno líquido después de la solidificación del aluminio, y orificios son fáciles de ser producido si la refinación es incorrecto.
3) Buena resistencia al desgaste, corrosión y resistencia al calor
Al-si aleación binaria tiene soft fase α (Al) y difícil etapa de silicio, y es la típica estructura resistente al desgaste con buena resistencia al desgaste. El electrón diferencia de potencial entre α (Al) y silicio eutéctica no es mucho. La capa superficial de Al2O3 es denso y tiene un efecto protector sobre la matriz, de modo que la resistencia a la corrosión es buena. La temperatura eutéctica de ZL102 es de aleación de 577ºC, lo que es superior al de otras aleaciones de aluminio fundido. No hay ningún fenómeno de la disolución o la agregación de la fase mejorada cuando la temperatura aumenta, por lo que la resistencia al calor es el mejor.
4) tratamiento metamórfico debe llevarse a cabo para mejorar las propiedades mecánicas
Las propiedades mecánicas antes de metamorfismo son bajos, y el mecanizado propiedades son pobres, por lo que es necesario someterse a tratamiento metamórficas, de modo que las láminas de silicio eutéctica puede cambiarse en fibrosa, y la escuela primaria del silicio cristalino puede ser eliminada para mejorar las propiedades mecánicas.
En resumen, ZL102 es adecuado para la aleación de fundición a presión o resistencia a la corrosión, resistencia al desgaste; pared fina, fundiciones complejas para soportar cargas pequeñas y medianas, como la trama, brillante, cuerpo, la base de diversos instrumentos, etc. [3].
La corrupción el tratamiento de difusión el editor
La importancia del tratamiento metamórfica
Fundición de aleación de aluminio-silicio tiene las ventajas de baja densidad, alta resistencia, el buen desgaste y resistencia al calor, pequeño coeficiente de expansión térmica y así sucesivamente. Es el más utilizado y los más productivos en fundición de aleación de aleación de aluminio. El típico diagrama de fase eutéctica muestra que la fracción de masa de silicio de punto de eutéctica es de 11,7% y la temperatura eutéctica de 577ºC. El máximo de solubilidad sólida de silicio en el aluminio es un 1,65%, y la solubilidad de sólidos a temperatura ambiente es de alrededor de 0,05%. La reacción de eutéctica es: según el contenido de silicio, aleación de Al-Si puede dividirse en eutéctica hypereutectic subeutectic, y aleaciones. Hay silicio eutéctica aciculares y gruesos y complejos de silicio de primaria en la estructura de fundición de aleación de Al-Si convencionales, que empeora las propiedades de la aleación. En la industria, la modificación del tratamiento se utiliza para cambiar la morfología de la fase de silicio, de modo que puede ser distribuida uniformemente en la matriz de forma favorable y su pequeño tamaño, que tiene un buen efecto en mejorar el rendimiento de fundición de aleación de Al-Si. [4].
Los métodos y los efectos de metamorfismo
Hay muchos tipos de elementos, tales como Na, Sr, Ba, Bi, Sb y raro elemento tierra Ce, que pueden afectar el metamorfismo de Al-Si eutéctica de silicio en aleación. Entre ellos, Na es el metamorfismo más importantes y más ampliamente utilizado en la producción. En los últimos años, Sr metamorfismo también ha sido progresivamente aplicada en la producción.
Cuando el líquido, el aluminio es tratada con un complejo modificador de la sal que contienen fluoruro de sodio (por ejemplo, ωN▪F=45% ωN▪CL=40%, ωKCl=15%) o AI-Sr se agrega a la aleación de aluminio líquido, cuando los restos de Na es ωNa 0.001%-0,003% o Sr ωSr= 0,01%-0,03%, un buen efecto metamórfico puede ser obtenido, y la aleación eutéctica de silicio en la estructura se vuelve fibrosa, que mejora considerablemente la fuerza y la plasticidad de la aleación.
El proceso de modificación no sólo cambia la estructura de cristal de silicio, pero también cambia el grado de la aleación eutéctica. El proceso de modificación Na hará que el punto de eutéctica de desplazamiento hacia la derecha, incluso si el contenido de silicio eutéctica aumenta. Por lo tanto, cuando la aleación eutéctica es la composición antes del tratamiento, se convertirá en la composición subeutectic después del tratamiento.
La modificación del tratamiento es ampliamente utilizado en la producción de fundición de aleación de aluminio. De hecho, la ωSi=5~11% aleación de aluminio-silicio se lleva a cabo dentro de la composición de cristal. Con el aumento del contenido de silicio de la aleación, la modificación efecto es más importante, y el pre-tratamiento de modificación tiene más efecto significativo en la mejora de la plasticidad de la aleación que en la mejora de la fuerza.
El efecto del tratamiento metamórfico también está relacionado con la cristalización subcooling grado de la aleación (velocidad de enfriamiento del molde). Cuanto más grueso de la pared del molde, es decir, la lentitud de la refrigeración, menor será el efecto del tratamiento metamórficas. Esto se conoce como el espesor de pared metamórfico la sensibilidad del tratamiento. Asimismo, el efecto del tratamiento metamórfico es más significativo en la fundición de moldes de metal que en el molde de arena de fundición. La sensibilidad del espesor de pared varía de acuerdo con los diferentes elementos metamórficas. Cuando Na o Sr se utiliza para la modificación, la sensibilidad del espesor de pared es pequeño, mientras que al Sb o Bi se utiliza para la modificación, la sensibilidad del espesor de pared es más grande, es decir, sólo en piezas fundidas de pared delgada o en condiciones de fundición de moldes de metal, hay un significativo efecto de metamorfismo.
El efecto metamórficos de aleación de aluminio-silicio desaparecerá gradualmente con la extensión del tiempo después del tratamiento. Este fenómeno es similar a la decadencia de la cría en hierro fundido. El deterioro del efecto metamórfico es causada por la disminución gradual de la cantidad residual de los elementos metamórfica con la extensión de tiempo. A la temperatura del líquido de aluminio, el na o Sr contenidas en la aleación está oxidado o destruidas por la acción del agua en la arena de moldeo, y la tasa de desaparición es en cierta medida relacionada con la actividad química de los elementos metamórficas. Además, el punto de fusión y densidad relativa de elementos metamórfico también afectan la tasa de fuga. Desde la perspectiva del tiempo efectivo de metamorfismo, Na tiene el menor tiempo efectivo de 30-60min, Sr 6-7h, Ba más de 5h y el Sb de más de 100h, mientras que te puede mantener su metamorfismo casi indefinidamente, y no se produce caries metamórficas, incluso después de la aleación es refundido.
Aunque el tiempo efectivo de metamorfismo de sodio es corto, traerá inconvenientes para la producción, pero su efecto metamórfico es la más fuerte, por lo que sigue siendo ampliamente utilizado en la producción. Sr tiene fuertes metamorfismo y metamorfismo de largo. Tiempo efectivo, pero es caro, y Sr Sr deterioro aumentará la aspiración de la aleación, así que no puede sustituir a na en la actualidad.
