硼化处理对铝合金性能影响.docVIP

硼化处理对铝合金性能的影响 一、实验目的 学会综合应用已学的相关课程知识，解决实际问题。达到理论知识的复习、巩固、验证与应用及动手能力的培养和工程经验的积累的目的。 本实验旨在培养考察材料专业本科学生对专业知识、专业技能的掌握和运用，通过铸铝的熔炼、轧制、热处理工艺，以及热处理之后对材料性能、组织成分的检测等材料制备整个流程的设计实验，要求学生设计实验方案、进行实验过程操作、对实验制备得到的试样进行性能检测和成分分析。 二、实验材料及设备 纯铝块、AL-SI锭（含Si量20%）、Mg锭、Cu片、RE-AL锭（含RE10%）、B-AL锭（含B3%）、变质剂、精炼剂、铸模、坩埚、侵盐勺、大铁夹、锯子、锡纸、井式炉、轧机、游标卡尺、加热炉、箱式炉、硬度仪、金相显微镜、吹风机、数码相机、计算机、金相砂纸、腐蚀液。 三、实验方案设计 合金 Si (%) Mg (%) Cu (%) B (%) Re (%) 余量 3-1 0.4 0.4 0.15 0 0.15 Al 3-2 0.4 0.4 0.15 0.03 0.15 3-3 0.4 0.4 0.15 0.06 0.15 四、实验步骤 1．合金的熔炼与铸造 A、根据要求的合金成分计算各种成分添加量： 以成分一为例：要求含Si量的质量百分数为0.4%，含Mg量的质量百分数为0.4%，含Cu量的质量百分数为0.15%，含B量的质量百分数为0]%，含RE量的质量百分数为0.15%，剩余的均为Al 原料中Si以Al-Si合金的形式加入，由此可知Al-Si所占的质量百分数=Si的质量百分数/Al在Al-Si所占的质量百分数=0.4%/20%=2% 同理可知RE-Al质量百分数为1.5%，由于Mg的熔点低，存在3%的烧损，所以Mg再加入时会多加入一些。 因此以纯铝方式加入的铝所占百分数=1—其他加入量所占百分数 =1-2%-0.4%-0.15%-1.5%=95.95% 计算出所配试样的=2400/95.95%=2501.30g 可得AL-Si质量=2501.30g*2%=50.03g 同理可计算出其他原料所加入量 Mg的质量=2501.30g*0.4%=10g 可是Mg存在3%的烧损，所以加入Mg=10.31g 由此可得以下表格中的数据 合金(合金中非铝元素含量) Al-Si(0.2) Mg Cu Al-B(0.03) Al-Re(0.1) 7-1 50.03 10.31 3.75 0 37.2552 7-2 16.67 7-3 8.42 纯铝锭的质量为2400g B．进行熔炼 铸造铝合金熔炼方法，包括以下步骤： ①将适于熔炼铝硅合金的熔炼炉清理干净，准备熔炼操作用各种工具，清理干净，并烘烤去除水份； ②将预先计算好的各种原料用锯子锯出合适质量用锡纸包好，备用。 ③装炉熔化：2400g纯铝在坩埚内熔化后，铝液温度达到690℃-720℃时加入50.03gAl-Si锭， 10.31g的Mg，3.75gCu后加入覆盖剂等适当时间后，加入37.2552gAl-RE后加入覆盖剂，按需要调整好铝液的化学成份适当时间后进行除气、精炼、变质、细化综合处理，是当铝液温度达到700-730℃时进行精炼、变质、细化综合处理，打净炉中铝液表面的浮渣，加入烘烤好的精炼变质细化剂，将其撒在铝液表面，用侵盐勺压入，使其与坩埚底部保持100-150mm距离，来回上下运动，直到液面不再冒泡，处理时间为15-25分钟，精炼变质细化剂加入量按重量百分比计为铝硅液的1.8-2.8%。 ⑤调温至已知工艺要求温度时，出炉浇注。 注意事项： ①熔炼时，熔剂需均匀撒入，待纯铝全部熔化后再加入中间合金和其他金属，并压入铝液内，不准露出液面。 ②炉料熔化过程中，不得搅拌金属。炉料全部融化后可以充分搅拌，使成分均匀。 ③铝合金熔体温度控制在720℃-760℃。 ④炉料全部熔化后，在熔炼温度范围内扒渣，扒渣尽量彻底干净，少带金属。 ⑤镁的加入在出炉前或精炼前，以确保合金成分。 ⑥熔剂要保持干燥，钟罩要事先预热，然后放入熔体内，缓慢移动，进行精炼。精炼时要保证一定的时间，彻底除气除渣。 ⑦精炼后要撒熔剂覆盖剂，然后静置一定时间。扒渣，出炉浇铸。浇铸时流速要平稳，不要断流，注意补缩。 C、铝合金铸坯成型 铸坯成型是将金属也铸成形状、尺寸、成份和质量复合要求的长方形锭坯。一般而言，铸锭应满足下列要求： （1）铸锭形状和尺寸必须符合压力加工的要求，以避免增加工艺废品和边角废料； （2）坯料内外不应该有其空、缩孔、夹杂、裂纹及明显偏析等缺陷，表面光滑平整； （3）坯锭的化学成份符合要求，结晶组织基本均匀。 实验中，将熔化完全的铝液浇注铸坯、冷却、开型等步骤后得到坯锭。 在实际实验操作过程中，考虑到实验经费、金属器材