冷卻速度對7075鋁合金組織和性能影響試驗指導書試驗目研究7075鋁合金在不一樣冷卻速度對合金鑄態組織和性能影響及其規律;了解多種溶劑、涂料、精煉劑、變質劑、中間合金及其選擇;了解爐料配比計算過程和多種爐料準備;掌握真空感應電爐操作規程及常見熔煉澆注工具使用方法;了解7075鋁合金牌號及相關性能。二．試驗材料絕大多數金屬材料制備加工都要經歷凝固過程,控制材料凝固過程是控制材料組織、提升性能、挖掘材料潛力及開發新材料最關鍵方法之一。材料凝固理論與凝固加工制備新技術研究是當今材料科學與工程前沿熱點研究領域。鋁合金是最關鍵工業結構材料之一,鑄造鋁硅合金是在航空航天、機械、電子等工業中大量應用關鍵結構材料,凝固組織尤其是共晶硅生長形態對其性能含有決定性影響,凝固過程控制、細化凝固組織、改變共晶組織生長形態,是控制鑄造鋁硅合金性能關鍵方法。7075鋁合金是一個冷處理鍛壓合金,強度高,遠勝于軟鋼,7075是商用最強力合金之一。一般抗腐蝕性能、良好機械性能及陽極反應。細小晶粒使得深度鉆孔性能愈加好,工具耐磨性增強,螺紋滾制更與眾不一樣。抗拉強度:524Mpa;屈服強度455MPa;伸長率:11%;硬度:150HB。關鍵用途:航天航空工業、吹塑模、超聲波塑焊模具、高爾夫球頭、機械設備、模具加工、用于制作高端鋁合金自行車車架。特點:高強度可熱處理合金、良好機械性能、可使用性能好、抗腐蝕性能、抗氧化性能好。化學成份:Si:0.40%、Fe:0.50%、Cu:1.2-2.0%、Mn:0.30%、Cr:0.18-0.28%、Zn:5.1-6.1%、余量Al。三、試驗設備25Kg真空感應電爐,真空感應熔煉爐是在真空條件下,利用中頻感應加熱原理,將金屬熔化成套真空冶煉設備。適適用于科研與生產單位對鎳基合金及特殊鋼、精密合金、高溫合金、有色金屬及其合金在真空或保護氣氛下進行熔煉和澆鑄。也可用做稀土金屬及貯氫材料熔煉和澆鑄。四、試驗內容1.完成7075鋁硅合金熔煉澆鑄工藝設計方案;2.完成7075鋁硅合金熔煉;3.了解真空感應電爐熔煉原理。五、熔煉澆注過程1、鋁合金熔化坩堝、錠模及熔煉工具準備坩堝準備坩堝能夠使石墨坩堝也能夠是鐵質坩堝。對于石墨坩堝,首先,依據熔化量多少選擇容量合適坩堝;其次,假如使用是新坩堝,那么在使用之前,因由室溫緩慢升溫至900℃進行焙燒,以去除坩堝水分并預防炸裂;假如使用是舊坩堝（注意同一坩堝不能用于熔化不一樣牌號合金）使用前應檢驗是否損壞,清除表面熔渣和其它臟物,裝料前預熱到250～300℃,并加熱到700～800℃,以除去坩堝吸附水分及其它化學物質。對于鐵質坩堝通常采取球鐵坩堝,也可用鑄鋼（或鋼板焊接）坩堝。為提升坩堝使用壽命,其表面可進行液體滲鋁處理;坩堝、錠模及熔煉工具,使用前應將殘余金屬、氧化皮等雜物清除潔凈;鋁鎂系合金熔煉工具,使用前應在光鹵石等溶劑中洗滌潔凈。坩堝、錠模、熔煉工具使用前應涂防護涂料。涂料成份可見下表1:表1坩堝和工具用涂料代號名稱成份配比（重量百分比）%氧化鋅滑石粉水玻璃水T03涂料三號25～30/3～5余量T04涂料四號/20～306涂料配制:涂料成份中全部固體組元,配制前應磨碎,并經過100～140目過篩,然后混合均勻。使用時,先將水玻璃倒入80～100℃熱水中攪拌均勻,加入固體組元后再攪拌均勻,冷卻后備用。配好后涂料停放時間通常不超出8小時。將坩堝、錠模、熔煉工具預熱到180～250℃,涂以防護涂料。涂料能夠用噴刷,要求均勻、表面光潔;對于金屬型錠模,其涂料見附表8,同時,為利于補縮,遠離冒口部位涂薄些,而靠近冒口處涂厚些。必需時在產生縮孔部位將涂料去除掉;冒口用涂膏刮上一層2～3㎜厚涂料,以提升冒口補縮能力。原材料配制鋁合金所用金屬材料應符合QB004《原材料技術條件及驗收標準》;配制涂料、精煉用劑所用輔助材料也應符合QB004中要求;鋁合金配料配制鋁合金采取金屬錠、中間合金及回爐料,也可使用多種牌號預制合金錠。對于回爐料,在使用及用量時都應該酌情考慮,且在裝料前必需去除爐料表面上銹跡、泥砂等污物。在確定鋁合金配制后,應進行爐料計算,爐料計算,有元素含量計算法、爐料配比系數法等。爐料加入前后標準:當用鋁錠和中間合金熔化時,首先裝入鋁錠,然后加入中間合金;當用預制合金錠進行熔煉時,首先裝入預制合金錠,然后補加所需鋁和中間合金;當爐料為回爐料和鋁錠組成時,首先加入爐料中最多那一部分;當熔爐容量足以裝入多個爐料時,則應首先加入多個爐料時,則應首先裝入熔點相近成份,而輕易燒損和低熔點爐料,如鎂和鋅,應在最終加入,采取覆蓋劑時,因在爐料開始熔化時就加入溶劑。當爐料全部熔化后,進行攪拌使成份均勻,然后調溫到除氣工藝所需溫度。合金除氣或精煉處理除氣準備時,使用六氯乙烷時,應將其壓成圓餅,存放干燥器內備用。使用六氯乙烷加載體時,載體材料（氟硅酸鈉或二氧化鈦）應進行脫水處理;氟硅酸鈉于200～250℃烘烤12～二十四小時,二氧化鈦于300～400℃烘烤3～4小時,然后按附表5中百分比混合后壓成圓餅放在干燥箱內備用。在進行處理時,先鐘罩將除氣劑壓入坩堝底,沿坩堝直徑1/3處圓周勻速移動,為不使鋁液大量噴濺,除氣劑可分2～3次加入。除氣結束后靜置、除渣。對于除氣效果,可分為爐前和爐后檢驗,爐前檢驗:用勺取約半勺合金液,用潔凈鐵片刮去表面氧化物或渣,露出鏡面樣液面,冷卻后如有氣泡析出,則除氣效果差,反之則效果好。爐后檢驗,試樣經腐蝕后看到針孔大小和多少。2、鋁合金澆注澆注前準備工作工具準備:全部工具應經過清理、預熱、涂料,使用前應再次預熱;開模機構檢驗:檢驗開模機構各部分是否完好,各部分應加油潤滑;金屬型模預熱:預熱前應仔細清除原來涂料。金屬型模涂料:涂料配比應依據金屬型特點選擇涂料并進行涂敷。澆注操作金屬型模合嚴后,應立刻澆注,避免其降溫。澆注時,開始瞬間應略慢,預防金屬液溢出澆口杯和嚴重沖擊型腔,緊接著應加緊澆注速度,使澆口杯充滿,做到平穩而不中止液流。澆注快慢尚須視不一樣金屬型模而改變,操作者應積累經驗,方便做到不冷隔、排氣順暢及不沖壞型芯。澆包中合金液應恰好為鑄件所需用量,如有剩下,應澆入錠模中,嚴禁將剩下金屬液返回坩堝中。澆注完成,依據不一樣鑄件,即時開模,做到不因開模過早損壞鑄件,也不因過遲而產生脫模困難。取出鑄件后,觀察鑄件是否合格。澆注安全試驗場地應平坦、整齊,道路通暢,場地上不得有積水,且應有良好通風方法。搬運金屬型、澆注和取出鑄件都應細心操作,預防碰傷和燙傷;澆包中鋁液不宜太滿;金屬液溢出鑄型外時,應放干砂,以預防爆炸傷人。鋁合金熔煉澆鑄工藝:試驗方案確定（爐料計算及熔煉澆鑄工藝）→坩堝、錠模及熔煉工具準備→中間合金配制→配料→加料→熔化→精煉處理→變質處理→澆鑄→取模。六．試驗步驟試驗方案設計造型鑄型準備試驗方案設計造型鑄型準備或錠模準備澆注或錠模準備澆注熔體變質處理（不做）熔化加料配料熔體變質處理（不做）熔化加料配料金相試樣金相試樣硬度試樣其它性能測試試樣等試驗結果整理、分析、撰寫試驗匯報試驗結果整理、分析、撰寫試驗匯報打箱、清理切割打箱、清理切割七、試驗匯報要求做好原始統計;介紹真空感應爐熔煉原理;分析不一樣冷卻速度對7075鋁合金鑄態組織、性能影響;思索題:純金屬和實際金屬在結