氧化被膜中間層的形成及其不良影響

鋁合金在冶煉工序中、從爐的注出中、轉(zhuǎn)化處理中、大流量中以及鑄造工序中被強(qiáng)烈擾亂。 液體金屬表面的混亂，表面上的氧化膜被拉伸膨脹，彎曲然后破壞。 氧化膜斷裂時(shí)露出的清潔合金表面氧化生成新的氧化膜。 由于氧化膜的彎曲，大氣側(cè)的干燥面彼此緊密接觸，其間存在少量的空氣，成為“氧化膜中間層”。

氧化被膜中間層在熔融金屬中容易纏繞，并且被妨礙的熔融金屬擠壓成小組。 al2o 3的熔點(diǎn)比鋁合金液體的溫度高1000℃以上，并且其具有高的化學(xué)穩(wěn)定性，因此小組不會融合并且不會溶解于鋁合金中。 al2o 3的密度比鋁合金液的密度稍高，但被空氣包圍后的氧化膜中間層的密度接近鋁合金液的密度。 因此，在大型的保持爐內(nèi)長期放置的話，氧化皮膜中間層有可能下沉，此外，在一般的鑄造制造條件下，比較穩(wěn)定地浮游在鋁合金液中。

氧化皮膜中間層浮游的鋁合金液再次被打亂，產(chǎn)生更多的氧化皮膜中間層。 在鑄造制造工序中，合金的熔融、向爐外的注入、改性處理、精制處理、流入等都嚴(yán)重?cái)_亂鋁合金液，鋁合金液保持原來的氧化被膜中間層。 即使如此，新的氧化膜中間層也在不斷地混亂著。 因此，進(jìn)入型腔的熔融金屬包含大量的小氧化膜中間層。

熔融金屬填充型腔后，它處于靜止?fàn)顟B(tài)，被擠壓出塊的氧化膜中間層逐漸向小片延伸。 熔融金屬冷卻到液相線以下后，枝晶的核形成及生長，是促進(jìn)被擠壓成塊狀的氧化物薄膜三明治的拉伸的主要原因。

鑄造物凝固后，多數(shù)的小型氧化膜中間層本身就是一個(gè)小裂縫，它起著切斷金屬基體的作用，當(dāng)然會降低合金的機(jī)械性質(zhì)，但更有害的是孔和小收縮腔的產(chǎn)生。

隨著液體金屬的溫度逐漸降低，熔融金屬中的氫溶解度繼續(xù)降低，但氫以孔的形式從液體金屬沉淀是非常困難的。 當(dāng)其他的新相(氣相)在均質(zhì)的液相中生成時(shí)，它總是被一些原子或分子凝聚，并且其體積很小。 由于該小體積的新相具有較大的比表面積(即每單位體積的表面積)，因此為了形成新界面需要新相的界面能，即其表面積和表面張力。 是我的產(chǎn)品。 實(shí)際上在鋁合金液的冷卻中得到這樣大量的能量是不可能的。

即使建立了新階段的核心，它也需要大量的能量來成長，而且只有在新階段的大小超過了某一深度值之后才能成長。 比臨界值小的新的階段核心不能成長，僅僅這樣就會消失吧。

理論上，氣相在液相中形成和生長核是非常困難的。 實(shí)際上。 在沒有其他因素的情況下，在氫含量實(shí)質(zhì)上正常的條件下，不可能在均勻的鋁合金中為氫發(fā)生生成孔。

金屬液體含有大量的懸濁氧化膜中間層時(shí)，情況完全不同。 氧化被膜中間層的大部分被少量的空氣復(fù)蓋，當(dāng)熔融金屬的溫度降低而氫的溶解度降低時(shí)，氧化被膜中間層中的小氣泡相對于氫成為真空，溶解在金屬液中的氫向大氣起泡。 中等擴(kuò)散非常方便。 氫擴(kuò)散到小氣泡內(nèi)，增大氧化膜，使鑄件中產(chǎn)生氣孔。

如果鋁合金液的精制處理良好，熔液中的氫含量極少，鑄造時(shí)產(chǎn)生的氣孔少。 但是，若熔液中不存在氧化被膜層間，則即使熔液中的氫含量多，凝固時(shí)也只能在過飽和狀態(tài)下使氫溶解于合金中，不易產(chǎn)生細(xì)孔。

如果拋投的拋投條件不好的話，凝固和收縮過程中會發(fā)生隱窩。 氧化膜中間層空著，容易剝離，收縮孔也在氧化膜中間層形成很多。 在這種情況下，溶解在熔融金屬中的氫也擴(kuò)散到細(xì)孔內(nèi)，擴(kuò)大細(xì)孔。

總之，在鋁合金鑄件中，氧化皮膜中間層可以認(rèn)為是材料機(jī)械性質(zhì)的劣化及鑄件中針孔細(xì)孔缺陷發(fā)生的主要原因。 為了改良材料的機(jī)械性質(zhì)并增加鑄造的密度，與強(qiáng)化脫氣及精制操作相比，采取去除氧化物中間層的方法更為重要。。