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合金添加元素在熔融铝中的溶解是合金化的重要过程。元素的溶解与其性质有密切关系,受添加元素固态结构结合力的破坏和原子在铝液中的扩散速度控制。元素在铝液中的溶解作用可用元素与铝的合金系相图来确定,通常与铝形成易熔共晶的元素容易溶解;与铝形成包晶转变的,特别是熔点相差很大的元素难于溶解。如Al-Mg、Al-Zn、Al-Cu、Al-Li等为共晶型合金系,其熔点与铝也较接近,遂宁铝型材,合金元素较容易溶解,在熔炼过程中可直接添加铝熔体中;但Al-Si、Al-Fe、Al-Be等合金系虽也存在共晶反应,由于熔点与铝相差较大,溶解很慢,需要较大的过热才能完全溶解;Al-Ti、Sl-Zr、Al-Nb等具有包晶型相图,都属难溶金属元素,铝型材手推车定制,在铝中的溶解很困难,为了使其在铝中尽快溶解,必须以中间合金形式加入。
蒸发这一物理现象在熔炼过程中始终存在。金属的蒸发(或称挥发),主要取决于蒸气压的大小。在相同的熔炼条件下,蒸气压高的元素易于挥发。可把铝合金的添加元素分为两组,Cu、Cr、Fe、Ni、Ti、Si等元素的蒸气压比铝小,蒸发较慢;Mn、Li、Mg、Zn、Na、Cd等元素的蒸气压比铝的大,较易于蒸发,熔炼过程中的损失较大。
熔炼铝合金压铸过程中,金属以熔融或半熔融状态暴露于炉气并以之相互作用的时间长,往往容易造成金属大量吸气,氧化和形成其他非金属夹杂。
影响气体含量的因素
(1)合金元素的影响 与气体结合力较大的合金元素,铝型材机架,如钛、锆、镁等会使合金中的气体溶解度增大。而铜、硅、锰、锌等元素可降低铝合金中气体的溶解度。
(2)气体分压的影响 在温度相同的条件下,气体在金属中的溶解度随炉气成分中的氢气分压增大而增大。故火焰炉熔炼的铝熔体中的氢溶解度比电炉中的大。
(3)温度的影响 当氢分压一定时,温度越高铝熔体吸收的氢也越多。
此外,铝型材生产厂家,金属表面氧化膜状态及熔炼时间对气体在铝熔体中的溶解度也有影响。
铝氧化加工中的铝氧化方法,在这一具体方面上,其主要是有:
方法一:自然氧化
即为将铝通过空气等,进行自然氧化,使其表面形成一层氧化膜。不过,由于所形成的氧化膜厚度比较薄,因此在耐磨性,以及耐腐蚀性上,都不是很好,虽然也具有良好的吸附性能。
方法二:电化学氧化
这一种铝氧化加工方式,与自然氧化小比,在氧化膜的厚度和性能上,是有所提高的。其膜层厚度,一般是为5到20微米之间,并且是有了一定的硬度,以及较好的耐热性,以及绝缘性。并且,其与化学氧化相比的话,在某些性能或方面上,也是可以来有所提升。
方法三:化学氧化
这一铝氧化加工方法,主要优势是为加工设备的工艺比较好,而且操作起来非常方便和简单,容易上手。并且,其使用范围广,在零件尺寸额规格上,是没有什么限制的。所以,在某些领域,会采用化学氧化。
方法四:阳极氧化
其简单来讲的话,是将铝材等,放在电解液中,然后通电,通过外加电流,来使材料表面形成一层氧化膜。从目前看来,这一方法,是铝氧化加工中的常用方法,因为其可以根据不同的产品情况,来选择相匹配的电解液,以及通过工艺条件的控制,来获得质量好的氧化膜,以及良好的表面性能。
1.防止铝制品的腐蚀
由于阳极氧化所得的膜层本身在大气中有足够的稳定性,所以可以利用铝表面上的氧化膜作为防护层。铝在铬酸溶液中进行阳极氧化而得到的氧化膜致密、耐蚀性好;从硫酸溶液中得到的氧化膜的孔隙较前者大,不过其膜层较厚,且吸附能力很强,若经过适当的填充封闭处理,其耐蚀性也是很好的。特别指出的是,铬酸阳极氧化法特别适用于铆接件和焊接件的阳极氧化处理。
2.防护-装饰制品
对于大多数要求进行表面精饰的铝及其合金制品,经过化学或电化学抛光后,再用硫酸溶液进行阳极氧化可以得到透明度较高的氧化膜。这种氧化膜可以吸附很多种有机染料和无机染料,从而具有各种鲜艳的色彩。这层彩色膜既是防腐蚀层,又是装饰层。在一些特殊工艺条件下,还可以获得外观与瓷质相似的防护装饰性的氧化膜。
3.作为硬质耐磨层
通过对铝及铝合金进行硬质阳极氧化,可以在其表面获得厚而硬的Al2O3膜层。这种膜层不仅具有较高的硬度和厚度,而且还有低的粗糙度。在硫酸或草酸溶液中,也可以通过阳极氧化的方法在铝制品上获得硬而厚的氧化膜。
多孔的厚氧化膜能够储备润滑油,因此它可以有效地应用于摩擦状态工作的铝制品,例如汽车及拖拉机的发动机气缸、活塞等经过阳极氧化后,可大大提高其耐磨性。
4.作为电的绝缘层
铝及铝合金制品经过阳极氧化后所得到的氧化膜具有较大的电阻,因此它对提高某些制品的电绝缘性有一定的作用,可以用阳极氧化制备电容的介电层,也可以用氧化铝为其表面制备绝缘层。
5.作为喷漆的底层
由于阳极氧化膜的多孔性及良好的吸附能力,它可以作为喷漆和其它有机膜的底层,使漆膜和有机膜与制品牢固地结合在一起,从而增加其耐蚀性。
6.作为电镀的底层
铝及铝合金制品在进行电镀前,必须事先对其施加底层,而后才能进行电镀。在基质表面上施加底层的方法很多,除了电镀锌、浸锌、化学镀镍之外,阳极氧化处理也是重要方法之一。
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