镁课堂:(四三十八)变形镁合金铸锭缺陷及预防

2015年10月27日 8:56 18664次浏览 来源:   分类: 镁应用   作者:

导读: 在铸锭中总会存在一些程序不等的种种缺陷,变形镁合金常见的缺陷有裂纹、熔剂夹渣、金属中间化合物、气孔和冷隔(成层),等等。大多数缺陷是不允许存在的,无法挽救,使产品成为废品,降低成品率。也有个别的“废品”仍可以继续加工,如羽毛晶(扇形晶),可由宏观试片或打断口确定与显示,在轧制与自由锻造时可能使工件开裂。通常。羽毛晶不算废品缺陷。

       在铸锭中总会存在一些程序不等的种种缺陷,变形镁合金常见的缺陷有裂纹、熔剂夹渣、金属中间化合物、气孔和冷隔(成层),等等。大多数缺陷是不允许存在的,无法挽救,使产品成为废品,降低成品率。也有个别的“废品”仍可以继续加工,如羽毛晶(扇形晶),可由宏观试片或打断口确定与显示,在轧制与自由锻造时可能使工件开裂。通常。羽毛晶不算废品缺陷。
裂纹
       铸件中的裂纹有冷裂纹与热裂纹,但变形镁合金铸锭中很少出现冷裂纹,绝大多数为热裂纹,一旦出现有冷裂纹的铸锭就应报废,不能铣掉的即超过表层铣削量的发状热裂纹也应作废品处理。严格控制合金的化学成分与遵守工艺参数,精心操作,是减少裂纹的关键措施。
冷隔
       冷隔是由于铸造速度慢、铸造温度低、熔体在结晶器中的液面控制不稳、铸造漏斗选择不当、结晶器锥度不合理和结晶器斜置等造成的。采用液面自动控制是减少冷隔的有效措施,并适当加大铸造速度和提高铸造温度,若这两条措施不凑效则可适当提高结晶器高度,通常可铸得既没有冷隔又无裂纹的优质锭坯;加大结晶器锥度,可以降低铸锭表层导热,也可以在一定程度上防止冷隔。
带冷气孔
       带状气孔由成片分散气孔组成,常见于MB3合金扁锭大面,有时与冷隔同时出现。此缺陷不易发现,铸锭铣面后在有带状气孔处呈现亮点,有经验者可立马发现。有带状缺陷的扁锭在轧制时,板材表面会出现成串的拉裂或孔洞。在这些地方不易氧化着色,不利于阳极氧化处理。
       带状气孔是体积结晶造成的,搅动液穴内熔体或个别地带熔体补充不足,往往会形成此缺陷,通常只在细晶锭坯内出现,同时多产生于晶粒边界。它对铸锭力学性能不利,同时可因此引发裂纹。
氧化夹杂
       氧化夹杂实际上就是MgO膜,其中混有MgO·MgS和金属中间化合物,在试片断口上呈球状。此缺陷是由于工艺不完善或操作不当引起的,如将表面MgO膜搅入熔体内,或熔剂用的不当,通常用五号熔剂就可以显著减少锭中的氧化夹杂。
熔剂夹渣
       熔剂夹渣是镁合金锭中最常见的缺陷,也是危害非浅的缺陷。熔剂渣的密度与镁熔体密度相差不大,在熔炼时不易彻底除净,成为制品与工件裂纹的起源。熔剂夹渣废品占镁合金锭坯废品总量的75%左右。这种缺陷是因熔炼、精炼工艺不合理、熔剂选择不当、熔体过热等因素引起的,如果这些因素不存在,熔剂夹渣缺陷便会大大下降。减少到低于5%。MB8合金锭最易产生这类缺陷,MB15合金的最少。熔剂夹渣与精炼剂的组成密切相关,用五号熔剂精炼MB8合金,几乎检验不到熔剂夹渣。
金属中间化合物
       镁合金金属中间化合物的组成因合金不同而异,MB8合金中主要是β(Mn)一次晶,其中可溶解总量为2%的Fe和Al,在金属中间化合物聚焦区的Mn含量比基体中的高2.5倍到7倍。影响MB8合金金属中间化合物一次晶多少的工艺因素有:铸造温度、冷却速度、成分,等等,在成分中以Mn的多少的影响最大,Mn含量的最大值为1.55%,Fe和Al为杂质,应分别≤0.2%。
在MB3合金中,金属中间化合物的相组成较复杂,有η(MnAl)相、亚稳定相MnAl)(τ相)和β(Mn)相,其中溶有Al。
       Fe在MB3合金中的基本存在形式是溶入含Mn的金属中间化合物,以固溶体形式存在。只有Fe的含量大于0.02%时才出现个别分散的FeAl3相,若合金的Fe含量小于0.05%,则不会出现含Fe的金属中间化合物。在MB3合金中,有金属中间化合物聚集的地方不易阳极氧化,使氧化后的产品色调不均匀,同时含有氧化铁时易发生腐蚀。
        在Mg-Zn-Zr系合金中,化合物的主要成分为锆和锌,含有0.01%Zr~0.19%Zr。当Zr含量大于5%时才会形成化合物ZnZr,但由于商业镁合金的Zr含量很小,所以在工业生产的镁合金中不会出现Zn、Zr化合物。

责任编辑:于璐

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