在空分、液化天然氣、石油化工、航天等領(lǐng)域，奧氏體不銹鋼、鋁合金有著日益廣泛的應(yīng)用。如何將這兩種脾氣、習(xí)性完全不對(duì)路子的材料結(jié)合在一起，困難可想而知.梳理國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀可以看出，目前鋼鋁連接，工程上主要采用兩種方法：一種是將各自材料制成法蘭，依靠螺栓聯(lián)結(jié)在一起；另一種是鋼鋁焊接接頭形成過渡。對(duì)于空分、液化天然氣這種低溫應(yīng)用場(chǎng)合，螺栓聯(lián)結(jié)可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足工程需要，因而焊接過渡形式成為 方式。然而，鋼鋁焊接并非坦途一條。無論是釬焊、熔焊還是壓焊，總是存在這樣那樣的問題難以克服。針對(duì)鋼鋁焊接存在的問題和難點(diǎn)，本研究組選擇擴(kuò)散焊工藝手段，以大尺寸、高可靠性鋼鋁轉(zhuǎn)換接頭為目標(biāo)，深入開展相關(guān)工藝及性能評(píng)測(cè)工作并在以下幾個(gè)方面獲得關(guān)鍵性突破。1、了接頭脆化問題：鋼鋁接頭中Fe3Al型金屬間化合物是接頭脆化的根源。我們的工藝完全杜絕了金屬間化合物的產(chǎn)生，從源頭上了脆化的風(fēng)險(xiǎn)。而且，鋼鋁之間有顯著的元素?cái)U(kuò)散，這是獲得高結(jié)合強(qiáng)度界面的保證。2、高可靠性：考察鋼鋁擴(kuò)散焊接頭的拉伸性能可以發(fā)現(xiàn)，接頭斷在鋁側(cè)，說明鋼-鋁界面結(jié)合強(qiáng)度高，二者之間并非單純的機(jī)械咬合。3、優(yōu)異的耐高溫性能：鋼鋁接頭因?yàn)樽陨斫Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，在兩端與各自的材料焊接時(shí)，接頭失效的風(fēng)險(xiǎn)很大。如鋼鋁爆炸焊接頭結(jié)合面在施焊時(shí)溫度一般控制在200℃×30min以下，法國(guó)T＆C公司的鋼鋁接頭hothopping工藝對(duì)溫度更加敏感，結(jié)合面應(yīng)控制在150℃以下使用。我們鋼鋁焊接接頭經(jīng)過400℃×20min的熱處理后，接頭試樣同樣斷在鋁合金母材位置。說明鋼鋁結(jié)合面性能并沒有退化。目前，我們開發(fā)的焊接工藝適合各種尺寸的鋼鋁接頭，而且接頭尺寸越大，工藝優(yōu)勢(shì)越顯著。

          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(huì)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(zhǎng)，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(huì)對(duì)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(huì)導(dǎo)致噴涂困難，如貼膜的張力不大、壓緊程度要控制好;對(duì)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(huì)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(gòu)我廠產(chǎn)品。鋁型材散熱器的貼膜材質(zhì)：首先要對(duì)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(duì)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(duì)于一些重要部位，如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸體的冷卻水道孔或潤(rùn)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(dòng)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(dòng)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。縮孔區(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(dòng)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(rùn)滑。在此情況下，軸頸的油道孔附近若存在縮孔，將會(huì)嚴(yán)重影響潤(rùn)滑效果。二、縮孔相關(guān)對(duì)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(duì)策。前期分析及對(duì)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(chǎng)測(cè)量及觀察，測(cè)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(duì)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(duì)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(duì)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(cè)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(cè)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(huì)降低模具的冷卻效果，所以需要對(duì)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(hào)，一一對(duì)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(zhǎng)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(duì)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(duì)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。