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铝铸件的材料成分、变质控制及净化处理和如何控制碱蚀时间[一]、铸铝件的材料成分、变质控制及净化处理
随着汽车排放标准的提升，降低汽车发动机排放、降低耗油、提高燃烧效率，都使汽车趋于轻量化，轻量化对于汽车业的发展具有重要意义。据统计，目前国内自主乘用车较国外同类车自重高约8%~10%，国内自主商用车较国外同类车自重高约10%~15%。若汽车整车重量降低10%，燃油效率可提高6%~8%。
在材料方面，很多铸钢、铸铁类结构件、功能件正逐步被密度较小的铝合金或其他合金所替代，包括一些汽油发动机的缸体缸盖，尤其在新能源汽车上铝合金零件的占比越来越高。近年来，国内铸铝件铸造技术方面也取得了重大的进展和突破，为新能源汽车的发展提供了有力支撑。
铝铸件成型，主要有高压铸造、低压铸造和重力浇铸几种方式，他们都有各自不同的优缺点。而一些形状(尤其内腔形状)比较复杂的空腔、管类铸铝件，需要使用砂芯、盐芯、蜡模等消失心芯，一般采用重力浇铸。
合金成分对合金的组织和性能有很大的影响，合金成分控制也是合金处理过程中重要的工作之一。常规元素成分普遍采用直读光谱仪分析，能准确的把握合金的成分状态。
在铝硅合金中可以加入适量的微量元素以细化晶粒、增强其流动性，如钦、错、钒等元素的中间合金。
同时，细化晶粒还有改变合金的补缩能力、减少热裂倾向、改变合金电化学特性等作用。ZL104中的镁会通过MgSi2在铝基体中的沉淀作用对合金具有显著强化作用，控制镁的含量，可获得具有很好的塑性、抗拉强度和屈服强度等综合性能。
在铝合金的化学成分中常存在一些对合金性能有害的杂质元素，主要包括铁、锡、铅、钙等，其中影响较大的是铁。这些杂质元素可能是在合金熔炼的过程中从炉料引入，也有可能是从增锅或工具带入到合金中。
铝硅合金中铁主要以铁相硬而脆，往往以粗大的针状穿过相晶粒，削弱基体，降低铝硅合金性能。当铝硅合金中存在Fe相时，其表面氧 化膜将失去连续性，在晶界析出的铁相还会促使铝硅合金发生电化学腐蚀，从而使合金的抗蚀性能下降，因此对合金中的含铁量严加控制，并采用旋转通入影响变质工艺因素主要为:变质剂种类及用量、变质温度、变质时间。
变质剂种类及用量:应根据合金的种类、铸造工艺及对组织控制的具体要求，来选择合适的变质剂种类及用量。铸铝件铝合金变质处理常用的有Na变质、Sr变质、稀土变质等，我们采取综合性能较好的铭变质剂，并配合以钦中间合金作为细化剂使用。
在生产实践中，应考虑到变质剂反应可能进行不完全，所以变质剂用量不能过少，否则变质效果不好。
但变质剂用量也不宜过多，否则会产生过变质现象。因此，变质剂用量一般占炉料重量的0.2%~1.0%。
在生产中，通常加入0.5%就可以保证良好的变质效果。对于金属型铸造的铸铝件，变质剂用量可适当减少。
变质温度:铝液温度高些，对变质反应进行有利，变质速度快，效果好，但变质温度不能过高，否则会急剧增加的铝液的氧 化和吸气，并降低增锅的使用寿命。一般来说，变质温度应选择在稍高于浇注温度10℃为宜，这样避免了变质温度过高，可以减少变质后调整温度的时间，有利于提高变质效果和铝液的冶金质量。
变质时间:变质温度越高以及铝液和变质剂接触的状况越好，则所需的变质时间就越短。变质时间应按具体情况，在实验的基础上确定。变质时间太短，则变质反应进行不完全；变质时间过长，会增加变质剂的烧损，增加合金的吸气和氧 化。
[二]、如何控制铝合金铸件碱蚀时间
由于在整个碱蚀过程中碱蚀时间总共只需30~60s，时间较短，其控制难度大，为此应多引起重视。
在保证质量的前提下控制碱蚀时间需注意以下两点。
(1)碱蚀的短暂时间内需时时检查铝合金铸件。碱蚀过程中若发现铝合金铸件表面已全被灰黑色的挂灰所覆盖后，表明制件表面的油污已被除尽，若经多次检查制件的某一部位仍未见有挂灰，则应终止碱蚀，经清水清洗后检查原因并采取相应措施除去阻隔物后再碱蚀，以免因此而引起其余部位造成过腐蚀。这也是检验碱蚀件质量的手段之一。
(2)不同压铸铝件的碱蚀时间是不一样的。制件表面氧 化膜的厚度，表面油污的多少和制件加工方式等都对碱蚀时间有影响:如有些制件所有表面都经机械加工成型，而有的件，如板材制件只是在边沿加工过，其余部位仍保持着原始的氧 化膜，这些件在碱蚀液中碱蚀时间必然有较大的差别。若按相同的碱蚀控制时间，则前者会造成过腐蚀，而后者表面的氧 化膜还未彻底除尽，当然也无法在此自然氧 化膜上形成 人工氧 化膜。
板材制件表面多数还附有焦煳物(由热加工之前表面油污未曾除尽引起的)。这层焦煳物如事先不用特别手段是无法解决的，笔者釆用的浓硝酸疏松焦煳物后再进行碱蚀处理，这样才能避免出现过腐蚀。
铝合金铸件碱蚀时如何控制温度?
碱蚀溶液的温度对碱蚀件的浸蚀速度有很大的影响，当碱蚀液的槽容积过小，而工作量又较大时，由于碱蚀时的放出热量升温较快，此时就有可能出现难以控制的局面(尤其是碱蚀大铝合金铸件)。在这种情况下可采用间歇操作，在夏季时也可先将制件在冷水中冷却后再进行浸蚀，也可换部分溶液(取出热溶液、补入室温溶液)。若当溶液温度升高后仍采用原先温度时的碱蚀时间，则必然会发生过腐蚀。实践中发现每升高10℃左右，碱蚀速度往往会增加一倍，超过60~70℃时，碱蚀速度增加值大，此外温度过高时从槽中取出碱蚀件进入回收槽中的时间还大大缩短，否则制件表面极容易产生流痕，并增加溶液的带出量。有时铝合金铸件发生过腐蚀就是与此有关。
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