重力鑄造--鋁合金鑄件的氧化膜夾層介紹-東莞市鑫弘祥金屬制品有限公司

 鋁合金在熔煉過程中、自熔爐內傾出時、變質處理過程中、以高氣流速度進行噴吹凈化處理時以及澆注過程中，鋁合金液都會受到強烈的擾動。液態金屬表面的擾動，會拉動其表面上的氧化膜，使之擴展、折疊、斷開。氧化膜斷開處露出的清潔合金液面，又會被氧化而產生新的氧化膜。氧化膜的折疊會使其朝向大氣一側的干燥表面互相貼合，并在兩干燥表面間裹入少量空氣，成為‘氧化膜夾層’。
    氧化膜夾層易于卷入金屬液中，還會在擾動的金屬液作用下被擠成小團。由于Al2O3的熔點比鋁合金液的溫度高一千多攝氏度，而且具有高度的化學穩定性，小團不會熔合，也不會溶于鋁合金中。雖然Al2O3的密度略高于鋁合金液，但裹入空氣后的氧化膜夾層的密度就比較接近于鋁合金液。因此，除在大型保溫爐內長時間靜置過程中氧化膜夾層可能下沉外，在一般鑄造生產條件下，都會比較穩定地懸浮于鋁合金液中。
    已經懸浮有氧化膜夾層的鋁合金液，再次受到擾動時，又會產生更多的氧化膜夾層。鑄件生產過程中，合金的熔煉、自熔爐傾出、變質處理、凈化處理、澆注等作業都會使鋁合金液產生強烈的擾動，鋁合金液中除保留原有的氧化膜夾層外，還會因再次擾動而不斷增加新的氧化膜夾層。因此，進入型腔的金屬液中都含有大量微小的氧化膜夾層。
    金屬液充滿型腔后，即處于靜止狀態，被擠壓成團的氧化膜夾層會逐漸舒展成為小片狀。金屬液冷卻到液相線以下后，枝狀晶的生核和長大，又是促進被擠壓成團的氧化膜夾層舒展的因素。
    鑄件凝固后，大量小片狀氧化膜夾層本身就是小裂紋，起切割金屬基體的作用，當然會使合金的力學性能降低，而危害更大的卻是誘發氣孔和小縮孔的產生。
    隨著液態金屬溫度的逐漸降低，氫在金屬液中的溶解度不斷下降，但是氫以氣孔的形式自液態金屬中析出是非常困難的。均勻的液相中產生另一種新相（氣相）時，總是先由幾個原子或分子聚集而成，其體積很小。這種體積微小的新相，其比表面積（即單位體積的表面面積）極大，要產生新的界面，就需要對其作功，這就是新相的界面能，即其表面面積與表面張力的乘積。鋁合金液冷卻過程中要得到這樣大的能量，實際上是不可能的。
    即使產生了新相的核心，其長大也需要很大的能量，而且只有在新相的尺寸超過某一臨界值后才有可能長大。尺寸小于臨界值的新相核心不可能長大，只會自行消失