Eisen in Aluminiumgusslegierungen

Eisen ist eine allgemeine Verunreinigung in allen Aluminiumlegierungengegossen und geschmiedet. Es stammt aus mehreren Quellen und, mindestens, für Legierungen AlUnd aus verschiedenen Gründen als schädlich angesehen.. Es sollte notiert werden, dass Eisen nicht immer schädlich ist.

In einigen verformbar Aluminiumlegierungen, d.h. Legierungen, zum Schmieden bestimmt, pressen oder rollen, Eisen kann ein beabsichtigtes Legierungselement sein, um die Verarbeitungseigenschaften der Legierung zu verbessern und/oder die Festigkeit des Endprodukts zu erhöhen. Diese Knetlegierungen werden jedoch nicht zur Herstellung von Gussteilen verwendet., und Arbeiten mit Gusslegierungen, die im Vergleich zu Knetlegierungen einen deutlich höheren Gehalt an Legierungselementen aufweisen, und fast immer – etwas Silizium. Benanntes Silizium macht diese Legierungen gießbar.

fazovaya-diagramma-zhelezo-aluminium+Phasendiagramm Eisen-Aluminium

Eisen – natürliche Beimischung

Eisen ist eine natürliche Beimischung, die bei der Herstellung von Primäraluminium auftritt - die Umwandlung von Bauxit in Tonerde und Tonerde in geschmolzenes Aluminium. Abhängig von der Qualität des ursprünglichen Erzes, Grad der Kontrolle von Technologie und Qualität anderer Rohstoffe flüssiges Primäraluminium enthält normalerweise aus 0,03 zu 0,15 % Drüse, im mittleren – aus 0,07 zu 0,10 %.

Es gibt keinen wirtschaftlichen Weg, Eisen aus Aluminium zu entfernen (vgl. ebenfalls Eisen in Aluminium), Daher sind diese "primären" Werte ein typischer niedrigerer Eisengehalt in gegossenen und geschmiedeten Aluminiumlegierungen, und jede nachfolgende Verarbeitung der Schmelze kann sie nur erhöhen. Eisen kann während der Verarbeitung durch die folgenden zwei Hauptmechanismen in die Schmelze gelangen..

Wie Eisen in Aluminium gelangt

1. Flüssiges Aluminium ist in der Lage, das Eisen eines Stahlschmelzwerkzeugs aufzulösen, das nicht vor der Schmelze geschützt ist, sowie Stahlofenausrüstung. Bei längerem Kontakt von Aluminium mit Stahl kann der Eisengehalt in der Schmelze ansteigen 2 % bei Schmelztemperatur 700 °С (eutektisch AlFetritt auf, wenn ein Eisengehalt vorhanden ist 1,7 % und Temperatur 655 °C). Wenn die Schmelze auf einer Temperatur gehalten wird 800 ° C, dann kann der Eisenspiegel reichen 5 %.

2. Durch Zugabe von nicht zu reinen Legierungselementen kann Eisen in die Aluminiumschmelze gelangen., z.B, Silizium, sowie beim Hinzufügen von Schrott, das meist einen deutlich höheren Eisengehalt enthält, Einschlüsse in Sekundäraluminium unterscheiden sich davon.

Aus diesen Gründen steigt der Eisengehalt in Aluminiumlegierungen mit jedem Umschmelzen weiter an.. Daher sekundäre Aluminiumlegierungen, vor allem diese Legierungen AlUnd, die für den Hochdruckguss ausgelegt sind, den Eisengehalt begrenzen 1,5 %. Beim Hochdruckguss ist der hohe Eisengehalt nicht so schlimm., da es hilft, das kostspielige Problem des Anhaftens von Metall an der Matrize zu minimieren. Allerdings typische Sekundärlegierungen AlUnd drucklose Gussteile enthalten normalerweise viel weniger Eisen, und der Magnesiumgehalt ist viel niedriger 0,25 zu 0,8 %, und meistens von 0,4 zu 0,7 %.

Der Grund für diesen niedrigen Eisengehalt in den Legierungen ergibt sich aus einem kommerziellen Gleichgewicht zwischen den Vorteilen reduzierter Metallkosten und akzeptablen Prozessherausforderungen in Bezug auf das Gießen und/oder die mechanischen Endeigenschaften..

Eisengehalt in Aluminiumgusslegierungen

1. Soweit möglich, den Eisengehalt in Aluminiumgusslegierungen AlUnd sollte so gering wie möglich sein, um seine negativen Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften zu vermeiden, insbesondere auf Duktilität und Bruchzähigkeit. Das heisst, dass die Eisenverunreinigung von Aluminiumlegierungen durch sorgfältige Wahl der Charge und das Aufbringen von feuerfesten Schutzbeschichtungen auf alle Stahlwerkzeuge minimiert werden sollte, die bei der Herstellung und Verarbeitung von Schmelzen verwendet wird.

2. Eisengehalte oberhalb des kritischen Niveaus für einen gegebenen Siliziumgehalt müssen vermieden werden, da dies zu einem ernsthaften Verlust an Duktilität des endgültigen Gussprodukts führen und die Produktivität des Gussstücks aufgrund einer Zunahme von Ausschuss aufgrund von Schwindungsporosität und reduzieren kann, insbesondere, Dichtheit.

3. Der maximale Eisengehalt (in %) für Legierung AlUnd ungefähr nach folgender Formel berechnet: Fe≈0,075 x [%Und] – 0,05.

4. Wenn die Erstarrungs-/Abkühlgeschwindigkeit sehr hoch ist (z., für Hochdruckguss), ein hoher Eisengehalt kann vorteilhaft sein, aber mit abnehmender Abkühlgeschwindigkeit (Druckguss -> Sandguss) steigt die Wahrscheinlichkeit von Problemen mit hohem Eisengehalt dramatisch an.

5. Herkömmliche Wärmebehandlungsverfahren für Aluminiumlegierungen AlUnd, z.B. T6, die Natur eisenhaltiger Phasen nicht verändern. Die gleichen intermetallischen Verbindungen verbleiben in der Struktur, und obwohl sich als Ergebnis der Wärmebehandlung das Gesamtniveau der mechanischen Eigenschaften der Legierung verbessern kann, sie wird bei anfänglich niedrigerem Eisengehalt höher sein.

6. Die Zugabe von Mangan wird häufig verwendet, um die schädliche Wirkung von Eisen im Verhältnis von Mangan- zu Eisengehalt von etwa zu "neutralisieren". 0,5. Allerdings liegen die Vorteile nicht immer auf der Hand.. Ein Überschuss an Mangan kann den Anteil der β-Phase verringern und die Bildung der α-Phase eisenhaltiger Verbindungen fördern.. Es kann die Duktilität verbessern, kann aber zur Bildung sogenannter Hard Spots und zu Schwierigkeiten bei der Bearbeitung führen. Bei einem hohen Eisengehalt verbessern Manganzusätze nicht immer die Fließfähigkeit der Aluminiumgusslegierung und verringern ihre Porosität.. Außerdem, Die Zugabe von Mangan zu einer Schmelze mit hohem Eisengehalt kann zu einer übermäßigen Schlackenbildung beitragen.

Quelle: www.aomevents.com/konferenzen/…/ist der Verschleiß der Matrix