Kernekrav til råmateriale og sammensætningsdesign
Høj-Renhedsvalg af råmateriale: Støbning af ikke-jernholdige metallegeringer (såsom aluminium og kobberlegeringer) kræver metalstænger med en renhed større end eller lig med 99,7 % (se GB/T 8733-2016). Indholdet af urenhedselementer (såsom Fe og Si) skal være strengt kontrolleret under 0,1 % for at undgå skørhed i korngrænsen. For eksempel kræver 7075 aluminiumslegering i rumfartskvalitet et Zn-indhold på 5,6%~6,1% og et Mg-indhold på 2,1%~2,5%. En sammensætningsafvigelse på mere end ±0,2% vil resultere i et 10%~15% fald i styrke.
Præcis legeringsforholdskontrol: Anvendelse af mellemlegeringsforblandingsteknologi sikrer ensartet fordeling af sporstoffer (såsom Ti og B). Tager man kobberlegeringer som eksempel, for hver 0,1 % stigning i Sn-tilsætning falder ledningsevnen med ca. 1,5 % (data fra *Non-Ferrous Metals Processing Handbook*). Sammensætningen skal overvåges i realtid-ved hjælp af et spektrometer; sammensætningsudsving i smelteovnen bør være mindre end eller lig med ±0,05%.
Nøgleparametre for smelte- og støbeprocesser
Temperaturstyring
Smeltetemperatur: Aluminiumslegeringer styres typisk ved 700 ~ 750 grader, og kobberlegeringer ved 1100 ~ 1200 grader. Overskridelse af denne temperatur med 10 grader vil forværre oxidslaggedannelsen.
Hældetemperatur: Justeret efter legeringstype. For eksempel er hældetemperaturen for ZL104 aluminiumslegering 680 ~ 720 grader. For lav temperatur vil føre til kold lukkedefekter.
Gas- og inklusionskontrol
Argonraffinering (flowhastighed 0,5~1,5 L/min·kg) eller fluxdækning (såsom KCl+NaCl blandet salt) bør anvendes for at sikre et hydrogenindhold på mindre end eller lig med 0,15 ml/100g (se ASTM E29). Før støbning, lad blandingen stå i 5~10 minutter for at tillade indeslutninger at flyde til overfladen; slaggelagets tykkelse skal være<3 mm.
Kvalitetsinspektion og defektforebyggelse
Ikke-destruktive teststandarder
Ultrasonic testing (defect size >0,5 mm kræver efterbearbejdning) og røntgeninspektion (porøsitet<2% is acceptable) are industry-standard methods. For example, aluminum profiles for high-speed rail must meet the Class B testing requirements of EN 12004-2.
Almindelige fejlløsninger
Krympehulrum: Forbedret gennem formtemperaturkontrol (±5 grader) og stigrørsdesign (højde større end eller lig med 1,5 gange støbetykkelsen).
Varm revnedannelse: Tilsætning af 0,01%~0,03% Sr eller TiB₂ forfiner kornene og reducerer risikoen for revner.
Udstyr og miljøkrav
Valg af smelteudstyr
Medium-induktionsovne (effektivitet større end eller lig med 85 %) er bedre end modstandsovne og skal være udstyret med et automatisk temperaturkontrolsystem (nøjagtighed ±3 grader). Støbemaskinetrykparametre bør justeres i henhold til legeringsfluiditet; for eksempel kræver trykstøbning af magnesiumlegering 150~300 MPa.
Værksted Miljøkontrol
Fugtighed skal være<60%, dust concentration <5 mg/m³ (GBZ 2.1-2019) to prevent hydrogen absorption and oxidation of the metal.
