變形鎂合金產(chǎn)品常見質(zhì)量問題的分析和對策

張全福

摘 要：通過對目前變形鎂合金產(chǎn)品相關(guān)質(zhì)量問題的原因查找并分析，提出了相應(yīng)的解決對策。

關(guān)鍵詞：雜質(zhì)、檢測

一、背景：

目前變形鎂合金已經(jīng)應(yīng)用到軍事、航空、民用器材、3C產(chǎn)品等多種用途，變形鎂合金根據(jù)對使用的要求，擠壓薄板厚度越來越小。達(dá)1mm左右，因此對材料的要求越來越高。因此需要找出影響合金純度的各種因素，在坯料生產(chǎn)過程中給與解決，已經(jīng)成為迫切需要，也成為制約變形合金產(chǎn)業(yè)化道路發(fā)展的重要瓶頸之一。

二、問題特征：

變形合金坯料在擠壓和加工過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)化學(xué)成分不均勻、黃斑、黑斑、腐蝕白點(diǎn)、擠壓缺陷等五個(gè)類型的質(zhì)量問題。給生產(chǎn)和后續(xù)加工造成極大的浪費(fèi)，直接影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。為有效逆轉(zhuǎn)產(chǎn)品不穩(wěn)定的現(xiàn)象，針對以上問題和現(xiàn)象逐一剖析，制定防范措施，將不可控變?yōu)榭煽亍?/p>

1、一般常見雜質(zhì)的定量分析，明確雜質(zhì)是什么？

黑斑主要成分為氧化鎂、碳酸鎂、硅含量。根據(jù)檢測雜質(zhì)大小在0.1-0.2mm之間。對黑點(diǎn)進(jìn)行了三次檢測，三次結(jié)果表明主要雜質(zhì)為氧化鎂、鋁錳相、碳酸鎂、硅。這樣給我們解決了雜質(zhì)是什么的問題。

2、來源分析：為什么產(chǎn)生

雜質(zhì)來源于哪里呢，我們需要從工藝過程來分析。流程環(huán)節(jié)上分三個(gè)階段，原料、純凈化及澆注過程、成品攜帶。

簡述工藝的原理：利用熱能將不同種類的合金元素由固態(tài)加熱轉(zhuǎn)化為液態(tài)，利用機(jī)械攪拌混合進(jìn)行合金化過程達(dá)到規(guī)范要求，同時(shí)利用熔劑吸附雜質(zhì)、氬氣脫去氣體，將原材料及過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)通過一定的時(shí)效進(jìn)行吸附，沉淀，達(dá)到成分及純凈化要求后，再進(jìn)行澆鑄。全過程做好鎂液的防止燃燒和氧化的防護(hù)。

氯化錳是我們發(fā)現(xiàn)收率不穩(wěn)定元素，分析其原因一是添加時(shí)間的問題，另一個(gè)是澆鑄過程的問題。合金化精煉過程中，由于氯化錳熔解需要高溫，同時(shí)由于其密度較大，熔解吸收速度低于沉降速度，溫度較低均會降低產(chǎn)品吸收率。部分氯化錳沉淀較快，來不及吸收就沉淀到鍋底，造成鍋底氯化錳或鋁錳堆積。當(dāng)?shù)诙渭恿蠒r(shí)，這些氯化錳可能又會重新被攪拌帶起，表面上看吸收率提高，其實(shí)是底部堆積被帶起。必須控制錳的添加，同時(shí)對攪拌力度固化（含軸長度，半徑、頻次、攪拌時(shí)間）。

澆鑄過程問題攜帶，由于我們的澆鑄管正處于鋁錳相與工作液體交接部分，首先保證要澆鑄管高于含鋁錳層。注意好熔體高度和清理鍋次數(shù)。二是保證澆注過程鍋內(nèi)的穩(wěn)定，當(dāng)澆鑄液體高度發(fā)生變化，鍋內(nèi)氣壓也發(fā)生變化，一旦發(fā)現(xiàn)斷流或氣泡現(xiàn)象出現(xiàn)，說明澆鑄管界面發(fā)生變化，會攜帶鋁錳相甚至熔劑雜質(zhì)。所以控制點(diǎn)是穩(wěn)定鍋內(nèi)液體和澆鑄管位置。

第一次通過對合金液體沉淀檢測鋁錳相，發(fā)現(xiàn)下管后澆鑄管靜置時(shí)間1小時(shí)與1.5小時(shí)差異不大，說明前端靜置降低鐵的時(shí)間已經(jīng)足夠。鋁錳的堆積關(guān)鍵在澆鑄坯料長短，在坯料澆鑄剛開始250-350mm變化較大。為什么會發(fā)生這樣的結(jié)果呢，實(shí)際上這是由初期頂壓的壓力作用，只有鍋底部液體承受壓力大于管口壓力時(shí)，管口才會出來液體，所以距離管入口下面鋁錳相界面會帶入，當(dāng)澆鑄管出來液體后，管出入口會形成穩(wěn)定的連通器。此時(shí)入口側(cè)由于上部受液體壓強(qiáng)高，工作層的液體逐步帶入。

3、 夾雜數(shù)量在千分之五左右，氧化性較快，組織不均勻。部分存在鋁錳線條。

三、采取的對策

了解了質(zhì)量問題產(chǎn)生的原因和雜質(zhì)的來源，需要我們針對相關(guān)的問題提出一定的對策來解決這些問題。

棒材類：

1優(yōu)化工藝進(jìn)一步降低雜質(zhì)含量

1.1夾雜數(shù)量已經(jīng)介于千分之五左右，目前已經(jīng)有控制計(jì)劃和標(biāo)

準(zhǔn)，逐日進(jìn)行檢測。

需要推進(jìn)的步驟：需要進(jìn)一步剖析夾雜來源歸屬于凈化過程還是攜帶夾雜；挖掘在凈化過程中或攜帶環(huán)節(jié)的關(guān)鍵因素，影響因素；確認(rèn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)關(guān)鍵因素的影響和采取有效控制，提出新的檢測和控制計(jì)劃。

1.2目前產(chǎn)品氧化的速度同比其他較快。氧化產(chǎn)生的原因是耐

腐蝕性較差，一般是材料雜質(zhì)較多的原因。

具體判斷屬于金屬夾雜還是非金屬夾雜；金屬夾雜：鋁錳相及低溫金屬化合物。非金屬夾雜：熔劑、含硅量。

采用化學(xué)成分、金相、恒溫恒濕等檢測方式，對比同一產(chǎn)品不同材料做出評價(jià)。評價(jià)項(xiàng)目不少于3次。評價(jià)方式有：1）對比其他企業(yè)產(chǎn)品做出評價(jià)。2）對比企業(yè)內(nèi)部不同產(chǎn)品做出評價(jià)。3）對比同一產(chǎn)品不同成分做出評價(jià)。4）對比同一產(chǎn)品不同參數(shù)評價(jià)。

1.3組織不均勻

組織分析：宏觀組織變化---------微觀組織變化---------差異分析----------參數(shù)分析---------控制計(jì)劃---------驗(yàn)證

各有關(guān)產(chǎn)品至少三鍋對比，其他參數(shù)一致不做改變。

合金液體混合時(shí)比例不同，會造成是否由于密度不同發(fā)生熔劑未能完全沉淀。熔劑攜帶問題是否發(fā)生。

另一個(gè)變化是，鎂液內(nèi)熔劑黏附的粗鎂雜質(zhì)較多，液體原來采用人工澆鑄的時(shí)間在30分鐘左右，相當(dāng)于沉淀時(shí)間，雜質(zhì)可以去除。現(xiàn)在鎂液從鍋底浸入，所轉(zhuǎn)鎂液是否干凈。在合金鍋里是否能夠沉淀充分。

由于原合金熔化鎂錠的過程從低溫開始，雜質(zhì)逐步沉淀在鍋底，所以可能有攜帶熔劑夾雜和凈化不徹底現(xiàn)象，所以對此進(jìn)行溶劑檢查和腐蝕性試驗(yàn)，從鍋底到鍋頂。