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北辰區(qū)雙街鎮(zhèn)京津路西（北方實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司內(nèi)）》。 山東省,棗莊市 2022年，棗莊市實(shí)現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值實(shí)現(xiàn)2039.04億元，其中，產(chǎn)業(yè)增加值194.32億元，第二產(chǎn)業(yè)增加值804.05億元，第三產(chǎn)業(yè)增加值1040.67億元。三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整為9.5：39.4：51.1。
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雜質(zhì)元素的影響-釩在鋁合金中構(gòu)成VAl11難熔化合物，在熔鑄進(jìn)程中起細(xì)化晶粒效果，但比鈦和鋯的效果小。釩也有細(xì)化再結(jié)晶安排、進(jìn)步再結(jié)晶溫度的效果。鈣在鋁合金中固溶度極低，與鋁構(gòu)成CaAl4化合物，鈣又是鋁合金的超塑性元素，大概5%鈣和5%錳的鋁合金具有超塑性。鈣和硅構(gòu)成CaSi，不溶于鋁，因?yàn)闇p小了硅的固溶量，可略進(jìn)步工業(yè)純鋁的導(dǎo)電功能。鈣能改進(jìn)鋁合金切削功能。CaSi2不能使鋁合金熱處理強(qiáng)化。量鈣有利于去掉鋁液中的氫。鉛、錫、鉍元素是低熔點(diǎn)金屬，它們在鋁中固溶度不大，略下降合金強(qiáng)度，但能改進(jìn)切削功能。鉍在凝結(jié)進(jìn)程中脹大，對補(bǔ)縮有利。高鎂合金中參加鉍可避免鈉脆。銻首要用作鍛造鋁合金中的蛻變劑，變形鋁合金很少運(yùn)用。僅在Al-Mg變形鋁合金中替代鉍避免鈉脆。銻元素參加某些Al-Zn-Mg-Cu系合金中，改進(jìn)熱壓與冷壓工藝功能。鈹在變形鋁合金中可改進(jìn)氧化膜的構(gòu)造，削減熔鑄時(shí)的燒損和攙雜。鈹是有毒元素，能使人發(fā)生過敏性中毒。因而，觸摸食物和飲料的鋁合金中不能富含鈹。焊接資猜中的鈹含量一般操控在8μg/ml以下。用作焊接基體的鋁合金也應(yīng)操控鈹?shù)暮俊ｂc在鋁中幾乎不溶解，較大固溶度小于0.0025%，鈉的熔點(diǎn)低(97.8℃),合金中存在鈉時(shí)，在凝結(jié)進(jìn)程中吸附在枝晶外表或晶界，熱加工時(shí)，晶界上的鈉構(gòu)成液態(tài)吸附層，發(fā)生脆性開裂時(shí)，構(gòu)成NaAlSi化合物，無游離鈉存在，不發(fā)生“鈉脆”。當(dāng)鎂含量超2%時(shí)，鎂攫取硅，分出游離鈉，發(fā)生“鈉脆”。因此高鎂鋁合金不允許運(yùn)用鈉鹽熔劑。避免“鈉脆”的辦法有氯化法，使鈉構(gòu)成NaCl排入渣中，加鉍使之生成Na2Bi進(jìn)入金屬基體;加銻生成Na3Sb或加入稀土亦可起到一樣的效果。
鋁合金零件表面變黑的原因:鋁氧化加工鋁合金鑄造一般都是用金屬型鑄造，金屬鋁及鋁合金具有很好的流動性和可塑性，但在使用過程中容易變黑，原因?yàn)椋?1)工藝設(shè)計(jì)不合理。鋁合金壓鑄件在清洗或壓檢后處理不當(dāng)，為鋁合金壓鑄件發(fā)霉變黑創(chuàng)造了條件，加速了霉變的生成。(2)倉儲管理不到位。將鋁合金壓鑄件存放在倉庫不同的高度，其發(fā)霉的狀況也不同。(3)鋁合金的內(nèi)部因素。很多鋁合金壓鑄件廠家在壓鑄、機(jī)加工工序之后，不做任何清潔處理，或者簡單的用水沖沖，無法做到徹底清洗干凈，壓鑄鋁表面殘留有脫模劑、切削液、皂化液等腐蝕性物質(zhì)以及其他污漬，這些污漬加快了鋁合金壓鑄件長霉點(diǎn)變黑的速度。(4)鋁合金外部環(huán)境因素。鋁是活潑金屬，在一定的溫度和濕度條件下極易氧化變黑或發(fā)霉，這是鋁本身的特性決定的。(5)選用清洗劑不得當(dāng)。選用的清洗劑具有強(qiáng)腐蝕性，造成壓鑄鋁腐蝕氧化。
鋁型材的表面處理工藝多種多樣，在這里主要介紹鋁型材的氧化處理工藝。眾所周知，鋁型材的氧化處理工藝分為陽極氧化和化學(xué)氧化兩大類，兩者有比較大的差別。陽極氧化指的是將鋁型材置于相應(yīng)的電解液和特定的工藝條件下,利用電解作用使其表面形成氧化鋁薄膜的過程，稱為鋁型材的陽極氧化處理。陽極氧化如果沒有特別指明，通常是指硫酸陽極氧化?；瘜W(xué)氧化指的是采用化學(xué)介質(zhì)處理鋁型材表面，通過化學(xué)反應(yīng)使其表面氧化，生成穩(wěn)定的防銹氧化膜，稱為鋁型材的化學(xué)氧化處理?；瘜W(xué)氧化的工藝按其溶液性質(zhì)可分為堿性氧化法和酸性氧化法兩大類。
兩種處理方法有如下三點(diǎn)區(qū)別：（1）陽極氧化是在通高壓電的情況下進(jìn)行的，它是一種電化學(xué)反應(yīng)過程；化學(xué)氧化不需要通電，而只需要在藥水里浸泡就行了，它是一種純化學(xué)反應(yīng)。（2）陽極氧化需要的時(shí)間很長，往往要幾十分鐘，而化學(xué)氧化只需要短短的幾十秒。（3）陽極氧化生成的的氧化膜厚度約為5——20米（硬質(zhì)陽極氧化膜厚度可達(dá)60——200米），擁有較高硬度，良好的耐熱和絕緣性，抗蝕能力高于化學(xué)氧化膜，多孔，有很好的吸附能力。而化學(xué)氧化生成的膜僅僅0.01—0.15米左右，質(zhì)軟不耐磨，抗蝕能力低于陽極氧化膜，一般不宜單獨(dú)使用。
工業(yè)鋁型材表面處理有好幾種方法，陽極氧化，粉末噴涂，電泳處理等等，不管是哪種方法都是在鋁型材表面形成一層保護(hù)膜，要想判斷工業(yè)鋁型材表面處理是否達(dá)標(biāo)的話，就是判斷氧化膜的厚度是否達(dá)標(biāo)。下面小編就來給大家講解一下各個(gè)白面處理方式得到的氧化膜厚度標(biāo)準(zhǔn)。
一是陽極氧化。鋁型材表面氧化膜厚，根據(jù)使用需要主要分4個(gè)等級，分別是AA10、AA15、AA20、AA25，即鋁合金型材的表面膜厚均值分別是10μm、15μm、20μm、25μm，其局部不低于8μm、12μm、16μm、20μm。二是粉末噴涂。粉末噴涂表面涂層膜厚一般不分等級，通常平均膜厚不低于40μm，局部不低于35μm。三是電泳表面處理。電泳表面膜厚一般分為三個(gè)等級：A、B、S三個(gè)等級。A級：12μm氧化膜+9μm電泳膜，復(fù)合膜厚局部不低于21μm。B級：9μm氧化膜+7μm電泳膜，復(fù)合膜厚局部不低于16μm。S級：6μm氧化膜+15μm電泳膜，復(fù)合膜厚局部不低于21μm。
鋁型材散熱器生產(chǎn)工藝：首先貼膜不能直接貼在鉻化層上，否則會影響膜的附著力;其次，貼膜后要及時(shí)噴涂不能停放時(shí)間過長，否則容易導(dǎo)致貼膜脫落，嚴(yán)重時(shí)還要重新貼膜;再次是撕膜時(shí)要控制流平時(shí)間，不能貼膜后馬上撕膜，這樣會對產(chǎn)品質(zhì)量帶來一定的影響;*后是兩種顏色的噴涂順序要根據(jù)具體情況確定，既要考慮到兩次固化，又要考慮到遮蓋效果。貼膜質(zhì)量控制：散熱器鋁型材質(zhì)量控制中貼膜質(zhì)量很重要，若貼不好，會導(dǎo)致噴涂困難，如貼膜的張力不大、壓緊程度要控制好;對形狀復(fù)雜的部位要分開貼膜，貼膜后要檢查貼膜是否貼牢。否則將會給噴涂帶來麻煩。影響噴涂質(zhì)量。公司生產(chǎn)的鋁型材產(chǎn)品均由專業(yè)的技術(shù)人員嚴(yán)格把關(guān)，并擁有專業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備，保證質(zhì)量問題，客戶可放心選購我廠產(chǎn)品。鋁型材散熱器的貼膜材質(zhì)：首先要對貼膜材質(zhì)合理選擇，根據(jù)散熱器鋁型材產(chǎn)品的要求、表面處理方式，選擇相應(yīng)的貼膜，同是還要考慮貼膜上的膠對鋁型材表面質(zhì)量的影響。
縮孔是鋁合金壓鑄件常見的內(nèi)部缺陷，常出現(xiàn)在產(chǎn)品壁厚較大或者易形成熱點(diǎn)的位置。一般來講，只要縮孔不影響產(chǎn)品的使用性能，都以合格的方式來判定。然而，對于一些重要部位，如汽車發(fā)動機(jī)汽缸體的冷卻水道孔或潤滑油道孔，出現(xiàn)縮孔是不允許判定合格的。
某企業(yè)的一款鋁合金制發(fā)動機(jī)曲軸箱，采用布勒28000kN冷室壓鑄機(jī)鑄造，材質(zhì)為ADC12合金，成分見表1。鑄件毛坯質(zhì)量為6.3 kg，后工序進(jìn)行X射線探傷時(shí)發(fā)現(xiàn)第二個(gè)曲軸軸承孔油道出現(xiàn)縮孔，離油道約8 mm，存在較大的漏油風(fēng)險(xiǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年該位置的縮孔報(bào)廢率為5%，經(jīng)過一系列的探索，成功地將廢品率降低為0.2％。本課題從鋁合金壓鑄件縮孔的形成機(jī)理[1-5]和鑄造條件兩方面出發(fā)，分析鑄件產(chǎn)生縮孔的原因，尋求改善措施，以期為日后解決鋁合金壓鑄件縮孔問題提供參考。一、鋁合金壓鑄件縮孔形成機(jī)理及形態(tài)--縮孔形成機(jī)理：導(dǎo)致鋁合金壓鑄件縮孔的原因較多，追溯其本源，主要是鋁合金從液相向固相轉(zhuǎn)變過程中鋁液補(bǔ)縮不足而導(dǎo)致。常見的縮孔原因有：①模溫梯度不合理，導(dǎo)致鋁液局部收縮不一致。②鋁液澆注量偏少，導(dǎo)致料餅薄，增壓階段補(bǔ)壓不足。③模具存在熱結(jié)或尖銳區(qū)域。④模具的內(nèi)澆口寬度不夠，面積較小，導(dǎo)致鑄件過早凝固，增壓階段壓力傳遞受阻、鋁液無法補(bǔ)縮。⑤鑄造壓力設(shè)置過低，補(bǔ)縮效果較差。圖1為鋁合金鑄件縮孔形成的示意圖。鑄件縮孔形態(tài)：縮孔是一種鋁合金壓鑄件乃至鑄件常見的內(nèi)部缺陷，常出現(xiàn)在產(chǎn)品壁厚較大、模具尖角和模溫溫差較大等區(qū)域。圖2為某款發(fā)動機(jī)曲軸箱縮孔形態(tài)，縮孔呈似橢圓狀，距離軸承油道孔約10 mm，內(nèi)壁粗糙，無光澤?？s孔區(qū)域鑄件壁厚較大，約為22 mm；油道孔銷子前端無冷卻水，模溫較高。汽車發(fā)動機(jī)曲軸的兩大軸頸（主軸頸和連桿軸頸）工作載荷較大，磨損嚴(yán)重，工作時(shí)必須進(jìn)行壓力潤滑。在此情況下，軸頸的油道孔附近若存在縮孔，將會嚴(yán)重影響潤滑效果。二、縮孔相關(guān)對策：鋁合金壓鑄件產(chǎn)生鑄造缺陷的原因有產(chǎn)品本身的結(jié)構(gòu)特征、模具設(shè)計(jì)得澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理、工藝參數(shù)設(shè)計(jì)不合理等原因[1~4]。根據(jù)常見的鑄造缺陷原因以及鋁合金鑄件缺陷處理流程，探索解決鋁合金壓鑄件厚大部位縮孔的相應(yīng)對策。前期分析及對策：鑄件縮孔的前期分析從容易操作的工藝參數(shù)出發(fā)，通過現(xiàn)場測量及觀察，測得模具內(nèi)澆口厚度為4 mm，計(jì)算的內(nèi)澆口速度為40 m/s，產(chǎn)品壁厚*薄處為4.6 mm；料餅厚度為25 mm；鑄造壓力為60MPa。由經(jīng)驗(yàn)可知，模具設(shè)計(jì)符合產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特征，模具澆注系統(tǒng)應(yīng)該不存在增壓階段補(bǔ)縮不足的問題。但是，增壓階段的鋁液補(bǔ)縮與料餅厚度和增壓壓力有直接的關(guān)系，合適的料餅厚度與鑄造壓力才能形成內(nèi)部組 織致密的鑄件，因此，可以懷疑縮孔是由鑄造壓力偏低和料餅偏薄而導(dǎo)致的。前期鑄件縮孔的對策分為兩個(gè)：①鑄造壓力由之前的65MPa提高至90MPa；②料餅厚度有原來的25 mm調(diào)整為30 mm。采用上述措施后，經(jīng)過小批量專流驗(yàn)證，縮孔率由5%減低為4.8%，效果不明顯，說明工藝參數(shù)不是引起鑄件縮孔的主因。中期分析及對策：由于引起鑄件縮孔的本質(zhì)原因是鋁液凝固時(shí)補(bǔ)縮不足而導(dǎo)致，而模具溫度分布不均容易導(dǎo)致鋁液凝固順序不合理，從而補(bǔ)縮不足，因此，中期對策分析主要從確保合理的模具溫度入手。由產(chǎn)品3D模型可知，鑄件縮孔處壁厚為22.6mm，壁厚較大，容易引起較高的模具溫度。鋁液凝固時(shí)，壁厚較大鑄件內(nèi)部鋁液由于溫度較高，尚處于液相或者固液混合相，而此時(shí)內(nèi)澆口進(jìn)行補(bǔ)縮的通道可能已經(jīng)凝固。這樣，在增壓階段鑄件無法進(jìn)行鋁液補(bǔ)縮，從而有形成縮孔的可能。為確保合適的模具溫度，采用熱成像儀測得脫模劑噴涂后模具*高溫度為272℃（見圖3），高于正常的模具噴涂后溫度，其他區(qū)域模具溫度及其分布整體正常。因此，需要降低縮孔處模溫。另外，測得此處冷卻水孔底部距離模具型腔表面距離較大為20 mm，因?yàn)檩^大的熱傳遞距離會降低模具的冷卻效果，所以需要對冷卻水孔進(jìn)行更改。為降低縮孔處模具溫度，主要采取3個(gè)方法：①改善模具冷卻系統(tǒng)。將縮孔附件的冷卻水孔深度加深，由距模具表面20 mm變成12 mm，以此快速帶走附近模具熱量，降低模溫；將所有模具冷卻水管與水管統(tǒng)一編號，一一對應(yīng)，防止模具保全時(shí)裝錯(cuò)，影響冷卻效果[5，6]。②降低澆注溫度，由675℃變?yōu)?45℃。③延長縮孔處模具噴涂時(shí)間，由2 s變成3 s。實(shí)施上述整改措施后，縮孔區(qū)域模具噴涂后溫度大幅度降低，約為200℃，屬于正常范圍?？s孔率有4.8%降低到4%，說明此類措施對縮孔具有一定效果，但不能徹底解決此區(qū)域的縮孔問題。后期分析及對策：通過前面兩次改善，基本保證壓鑄模具處于理論上的合理狀態(tài)，即澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理、冷卻系統(tǒng)布置合適，工藝參數(shù)設(shè)計(jì)*優(yōu)。然而，鑄件縮孔率仍有4%之多。鑄件縮孔處壁厚為22.6 mm，遠(yuǎn)大于其他部位的壁厚，較大的壁厚可能引起鑄件中心凝固時(shí)補(bǔ)縮不足，增壓結(jié)束后此區(qū)域還沒有完全凝固,繼續(xù)收縮產(chǎn)生縮孔[7~10]，模流分析見圖4。因此，如何解決鑄件縮孔處的補(bǔ)縮不足，也許才是問題的關(guān)鍵。一般來講，鑄件的補(bǔ)縮時(shí)通過料餅→澆道→內(nèi)澆口→鑄件這條路徑進(jìn)行的。由于鑄件厚大部位后于內(nèi)澆口凝固，切斷了增壓后期的補(bǔ)縮通道，因此無法補(bǔ)縮。
鋁合金元素分析，各種元素各盡其能---銅元素：鋁銅合金富鋁部分548時(shí)，銅在鋁中的zui大溶解度為5.65%,溫度降到302時(shí)，銅的溶解度為0.45%。銅是重要的合金元素(鋁合金元素分析)，有一定的固溶強(qiáng)化效果，此外時(shí)效析出的CuAl2有著明顯的時(shí)效強(qiáng)化效果。鋁合金中銅含量通常在2.5%~5%，銅含量在4%~6.8%時(shí)強(qiáng)化效果zui好，所以大部分硬鋁合金的含銅量處于這范圍。鋁銅合金中可以含有較少的硅、鎂、錳、鉻、鋅、鐵等元素。硅元素：Al—Si合金系富鋁部分在共晶溫度577時(shí)，硅在固溶體中的zui大溶解度為1.65%。盡管溶解度隨溫度降低而減少，介這類合金一般是不能熱處理強(qiáng)化的。鋁硅合金具有極好的鑄造性能和抗蝕性。若鎂和硅同時(shí)加入鋁中形成鋁鎂硅系合金，強(qiáng)化相為MgSi。鎂和硅的質(zhì)量比為1.73:1。設(shè)計(jì)Al-Mg-Si系合金成分時(shí)，基體上按此比例配置鎂和硅的含量。有的Al-Mg-Si合金，為了提高強(qiáng)度，加入適量的銅，同時(shí)加入適量的鉻以抵消銅對抗蝕性的不利影響。Al-Mg2Si合金系合金平衡相圖富鋁部分Mg2Si在鋁中的zui大溶解度為1.85%，且隨溫度的降低而減速小。變形鋁合金中，硅單獨(dú)加入鋁中只限于焊接材料，硅加入鋁中亦有一定的強(qiáng)化作用。鎂元素：Al-Mg合金系平衡相圖富鋁部分盡管溶解度曲線表明，鎂在鋁中的溶解度隨溫度下降而大大地變小，但是在大部分工業(yè)用變形鋁合金中，鎂的含量均小于6%，而硅含量也低，這類合金是不能熱處理強(qiáng)化的，但是可焊性良好，抗蝕性也好，并有中等強(qiáng)度鋁合金元素分析。鎂對鋁的強(qiáng)化是明顯的，每增加1%鎂，抗拉強(qiáng)度大約升高瞻遠(yuǎn)34MPa。如果加入1%以下的錳，可能補(bǔ)充強(qiáng)化作用。因此加錳后可降低鎂含量，同時(shí)可降低熱裂傾向，另外錳還可以使Mg5Al8化合物均勻沉淀，改善抗蝕性和焊接性能。錳元素：Al-Mn合金系平平衡相圖部分在共晶溫度658時(shí)，錳在固溶體中的zui大溶解度為1.82%。合金強(qiáng)度隨溶解度增加不斷增加，錳含量為0.8%時(shí)，延伸率達(dá)zui大值。Al-Mn合金是非時(shí)效硬化合金，即不可熱處理強(qiáng)化。鋅元素：Al-Zn合金系平衡相圖富鋁部分275時(shí)鋅在鋁中的溶解度為31.6%，而在125時(shí)其溶解度則下降到5.6%鋁合金元素分析。鋅單獨(dú)加入鋁中，在變形條件下對鋁合金強(qiáng)度的提高十分有限，同時(shí)存在應(yīng)力腐蝕開裂、傾向，因而限制了它的應(yīng)用。在鋁中同時(shí)加入鋅和鎂，形成強(qiáng)化相Mg/Zn2，對合金產(chǎn)生明顯的強(qiáng)化作用。Mg/Zn2含量從0.5%提高到12%時(shí)，可明顯增加抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度。鎂的含量超過形成Mg/Zn2相所需超硬鋁合金中，鋅和鎂的比例控制在2.7左右時(shí)，應(yīng)力腐蝕開裂抗力zui大。
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