细晶铝锭熔炼的6063铝合金铸态组织与性能研究

细晶铝锭是采用纯铝的电解设备,通过向铝电解槽中添加TiO2,直接电解生产的晶粒细化的铝锭。采用细晶铝锭熔的6063铝合金与AlTi5B1、AlTi5中间合金细化的6063铝合金铸态组织性能进行对比研究。结果表明:AlTi5B1中间合金细化效果最好,AlTi5中间合金细化效果最差,细晶铝锭的细化效果居中;6063铝合金铸态组织硬度,在钛含量低于0.05%时,主要由Mg2Si含量决定,晶粒大小对硬度的影响较小。     

细晶铝锭及其工业应用

郑州大学采用纯铝的电解设备,通过向铝电解槽中添加Al2O3和TiO2混合物的方式,直接电解生产出细晶铝锭。其钛的质量分数不高于0．20％,对细晶铝锭的晶粒度测试,晶粒平均直径不大于350μm。电解法生产的细晶铝锭,由于是通过电解方式加钛,具有生产成本低廉、晶粒细化能力强、高温稳定性和长效性好,钛的收得率高等优点。用细晶铝锭熔炼A356、ZLD108、6063、3003等铝合金的生产工艺简单,生产成本低廉,具有良好的综合性能。     

5182铝合金铸态组织及性能的研究

通过比较不同细化方法细化的Ti含量相同的5182铝合金的微观组织及性能，得出5182铝合金组织及性能达到最优时的细化元素的种类及含量。研究发现，细晶铝锭＋0．25％Zr的晶粒细化能力接近于Al-5Ti-1B中间合金，同时制得的5182铝合金的硬度也是最大的。细晶铝锭＋0．16％La、细晶铝锭＋0．20％RE的晶粒细化能力虽不及Al～5Ti-1B和GRAl＋0．25％Zr，但可使析出相球化。均匀化处理使5182铝合金中晶界和二次枝晶间析出物发生球化。     

细晶铝锭熔炼的A356铝合金组织与性能的研究

研究了不同细化和变质方法对细晶铝锭熔炼的A356铝合金组织与性能的影响。结果表明,钛(由细晶铝锭加入)、硼及稀土联合细化,晶粒细化效果最好;0.04%的锶、0.01%的钛、0.03%的硼及0.3%的稀土联合细化及变质的A356铝合金晶粒细小,硅颗粒细碎,气孔较少,具有较高的力学性能。     

RE对细晶铝锭细化效果的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析等方法研究分析了不同RE添加量对细晶铝锭细化效果的影响。试验结果表明，混合RE对细晶铝锭有明显的晶粒细化作用。随着RE含量的增加，晶粒平均直径减小。当RE的质量分数达到0．30％时，可得到最好的晶粒细化效果；当RE的质量分数超过0．30％后，细化效果开始下降。并分析了添加RE后细晶铝锭细化晶粒作用的机理。     

Ti、B、Sr、RE联合细化及变质对A356铝合金微观组织的影响

采用金相显微镜、SEM、EDAX等试验方法,研究添加Ti、B、Sr、RE元素细化及变质对A356铝合金显微组织的影响,得出RE的添加并未与合金中的Mg形成高Mg含量化合物,Mg的分布仍很均匀,同时含铁相得到细化;对于0.10%Ti细化的A356铝合金,RE的添加使二次枝晶间距明显减小;0.01%Ti与0.03%B联合细化对A356铝合金的细化作用明显优于0.10%Ti的细化作用,晶粒为细小等轴晶,且Al-Fe-Si-Mg、Al-Si-RE相得到明显的细化;Ti、B、Sr、RE联合细化及变质的合金获得了最佳的硅颗粒变质效果。     

细化及变质方法对A356铝合金微观组织的影响

在对比研究细晶铝锭和铝钛中间合金2种不同加钛细化方法的基础上,研究锶、稀土、锶 稀土不同变质方法处理后A356铝合金的铸态微观组织变化。结果表明:细晶铝锭细化效果较铝钛中间合金好,经细晶铝锭 锶 稀土联合处理的A356铝合金,晶粒细小,变质充分,针孔较少,组织均匀,是一种优良的细化变质方法。     

Zr、RE对含Ti5182铝合金铸态组织及性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射等分析手段,研究Zr、富铈混合稀土(RE)对Ti含量为0.03%的5182铝合金铸态组织及性能的影响.研究发现Zr细化5182铝合金晶粒能力强于RE;而RE细化5182铝合金二次枝晶的能力强于Zr.0.20%的Zr和0.20%的RE复合细化的合金具有Zr及RE细化合金的某些优点,不仅硬度最高,同时晶粒最细.Ti联合RE可使5182铝合金中析出相的形态及分布发生改变,析出相的球化程度明显增加.Zr细化的合金中,出现含Al、Ti、Zr的规则块状析出相,起到异质形核作用;添加RE的合金中,出现含Al、Ti、RE的规则块状相.     

电解低钛铝合金在变形合金6063中的应用研究

研究了电解低钛铝合金的细化效果，结果表明，通过电解加低含量的钛可以使工业纯铝晶粒明显细化，由粗大的柱状晶变成等轴晶。用电解低钛铝合金直接配制6063合金时，得到的也是细小均匀的等轴晶粒。钛含量相同时，电解低钛铝合金的细化效果优于铝-钛中间合金的细化效果。     

6063变形铝合金晶粒细化的有效方法

用半连续铸造法生产6063铝合金棒材,晶粒度控制较为严格,确保产量的前提下,通过调节铝液熔炼或静置温度提高成品晶粒度合格率受到客观条件的制约。为了得到更好的晶粒细化效果,采用炉前进给铝钛硼杆的方法,总结某生产厂试用炉前细化方法前后,6063铝合金准152棒材晶粒度等级数据,得出保证理想晶粒度细化结果的合理铝钛硼杆添加量,可以为同行提供参考。     

电解原铝液DC铸造6×××系铝合金铸锭的枝晶组织

采用金相分析方法研究了电解原铝液直接合金化、DC铸造6063、6N01及6061铝合金Φ200 mm铸锭的显微组织尤其是枝晶分布规律。结果表明:3种合金铸态组织均呈明显的树枝晶状,存在严重的枝晶偏析,其枝晶直径及枝晶臂间距从铸锭心部向铸锭表面逐渐细化;3种合金铸锭的枝晶臂间距及枝晶直径随合金铸锭中合金元素含量增加呈现出逐渐粗化的趋势,即合金元素总质量分数最低为1.141%的6063铝合金铸锭枝晶直径及枝晶臂间距最细小,而合金元素总质量分数最高为2.05%的6061铝合金铸锭枝晶直径及枝晶臂间距最大。     

电磁铸造2E12铝合金的铸态组织与力学性能

分别采用电磁铸造和普通连铸技术制备了2E12铝合金连铸锭.通过显微组织和力学性能的对比分析,研究施加电磁场对2E12铝合金连铸过程及铸锭性能的影响.结果表明,使用电磁铸造技术制备的2E12铝合金铸锭具有良好的表面质量和内部组织,以及优良的力学性能.其中,电磁铸造方法获得的2E12铝合金铸锭相对于普通连续铸造铸锭晶粒平均尺寸由58 μm减小至36 μm,抗拉强度提高了9.08%,伸长率提高了61.58%,断裂方式为准解理断裂.     

6063铝合金着色钛锆转化膜结构和耐蚀性能的研究

为了获得性能优异的有色钛锆转化膜层,利用正交试验确定了组分为六氟钛酸、六氟锆酸、含锰成膜剂和有机酸的6063铝合金转化处理液的较佳配方,并分析了转化膜的表面形貌、成分及耐蚀性能.分析结果表明:生成的转化膜为淡黄色,且均匀、连续;转化膜中含有钛、锆元素,其腐蚀电位和腐蚀电流密度比裸6063铝合金明显降低,说明钛锆转化膜可以更好地抑制铝合金的阴极反应,从而更有效地提高铝合金的耐蚀性能.     

电解加钛对6063铝合金的晶粒细化效果

向铝电解槽中加入少量的二氧化钍，可生产含少量钍的电解低钍铝合金锭。本文用电解低钍铝合金锭配置6063变形铝合金，研究了这种加钍方式对6063铝合金的晶粒细化效果及细化机理．并与铝钍中间合金．对6063铝合金的细化效果做了对比。结果表明，电解加钍的细化效果优于用铝钍中间合金加钍的细化效果。且随保温时间的延长。有更好的抗晶粒细化衰退效果。用电解低钍铝合金配置6063铝合金是完全可行的，用电解的方法加入二氧化钍是一种质优价廉的新方法。     

AA6063铝合金表面激光熔覆Al_3Ti涂层

将Al和Ti粉末按照摩尔比为3∶1预涂在AA6063铝合金表面进行激光熔覆处理。试验结果表明,采用合适的激光功率和扫描速度可获得无裂纹、无孔洞且表面平整的涂层。涂层由枝晶状Al3Ti和枝晶间纯Al组成,Al3Ti枝晶靠近试样表面一侧细小、而靠近基材一侧粗大,涂层和基材之间形成了良好的冶金结合。涂层的硬度(HV)可达500,显著改善了铝合金的表面性能。     

用电解原铝液生产高精6063铝合金圆铸锭的工艺研究

针对国外客户对高精6063铝合金圆铸锭的质量要求,主要在电解原铝液熔体处理、炉内精炼、晶粒细化、炉外在线净化、均匀化处理和生产设备等方面进行了试验研究.现在我公司利用电解原铝液能够稳定生产出高精6063铝合金圆铸锭,满足了客户的需求.     

低频电磁场对半连续铸造Al-Mg-Si-Cu合金显微组织的影响

采用低频电磁场半连续铸造工艺制备Al-Mg-Si-Cu铝合金铸锭,研究了低频电磁场对Al-Mg-Si-Cu铝合金铸锭组织的影响。结果表明,施加低频电磁场可以细化Al-Mg-Si-Cu铝合金铸锭的晶粒组织,减轻晶内元素的偏析程度。与常规半连续铸造相比,施加频率为20 Hz、电流为120 A的交变电磁场后,铸锭中的等轴晶组织增多,枝晶状组织减少,晶粒尺寸变得更加细小,铸锭边部和中心平均晶粒尺寸由常规半连续铸造的170和259μm分别降至133和187μm,同时有利于提高溶质元素在晶内的分布,很大程度上减轻了溶质元素的偏析。此外,低频电磁场的电磁振荡使得液穴内部温度场和流动场更趋均匀,溶质元素分配系数增大,结晶区间变小,抑制了树枝晶的生长,促进了Al-Mg-Si-Cu合金半连续铸锭中非枝晶组织的形成和溶质元素的强制固溶,并且抑制了溶质元素的偏析。     

Grain-refining persistency of Al-based alloy produced by electrolyzing

The Al-based alloy with equiaxed grains was directly produced in the industrial aluminum electrolyzer. The varieties of grain features and grain sizes vs the re-melting times of this alloy were investigated. The grain features and mechanical properties of A356 alloy made from this alloy during the several re-melted times were also studied. The results show that the Al-based alloy after re-melted for 6 times, and A356 after re-melted for 3 times, both remained and refined grains and A356 alloy could achieve favorable mechanical properties. All these should be attributed to the electrolyzing procedure, in which nucleates, such as Al3Ti, are distributed fully and even in the based alloy. Producing Al-based alloy in the industrial electrolyzer provides a new, efficient and practical grain-refining route.