1. Wat is geoxideerd slak?

Geoxideerd slak, in de volksmond "oxidefilminsluiting" of "Al ₂ O ∝ insluiting" genoemd in professionele terminologie. Macroscopische morfologie: Op het teststuk met lage vergroting van de ingot verschijnt het als zwart gestreepte, schilferige of onregelmatige clusters met vage of duidelijke randen, meestal verdeeld in het bovenste deel, subcutaan of nabij de centrale segregatietumor van de ingot. Microscopische morfologie: Onder de elektronenmicroscoop verschijnen Al ₂ O3 insluitsels als plaatvormige en vlokkige aggregaten, met extreem hoge hardheid (Mohs hardheid van 9, dicht bij diamant), geen metallurgische binding met de aluminiummatrix, en een duidelijke interface.

Vervolgprestaties:

Bij het walsen van aluminiumfolie kunnen de gemengde gebieden niet vervormen en worden ze uitgerekt tot lineaire defecten, wat uiteindelijk leidt tot breuk en de vorming van pinholes; Bij het extruderen van profielen stromen insluitsels mee met het metaal, waardoor periodieke zwarte lijnen en afbladdering aan het oppervlak ontstaan; In luchtvaart- en ruimtevaartgesmede onderdelen is de oxidefilm de voorkeursbron van vermoeiingsscheuren, wat leidt tot onbevredigende tests.

2. Geboorte van Oxidefilm: Thermodynamica en Dynamica

Aluminium is een extreem reactief metaal met een standaard elektrodepotentiaal van -1,66V. Onder atmosferische omstandigheden vormt zich onmiddellijk een laag oxidefilm op het oppervlak van vloeibaar aluminium.

Thermodynamisch mechanisme:

4Al + 3O2—— 2Al2O3

De vormingsvrije energie van Al ₂ O ∝ is extreem laag en de reactie is extreem grondig. Deze laag film is dicht in de vaste toestand, maar de structuur is niet singulier op het oppervlak van vloeibaar aluminium. De dubbele structuur van de oppervlakteoxidefilm:

• Buitenlaag: losse γ - Al ₂ O3, adsorbeert waterdamp;
• Binnenlaag: dichte α - Al ₂ O ∝.

afbeelding

Belangrijker nog, de oxidefilm op het oppervlak van vloeibaar aluminium heeft een "zelfhelende" eigenschap - zodra de film scheurt, komt vers vloeibaar aluminium in contact met lucht en genereert onmiddellijk een nieuwe film. Dit leidt tot een vreselijk fenomeen: elke agitatie, in plaats van de membraan te beschadigen, creëert twee lagen membraan.

3. "Vouwen en Inrollen" Mechanisme: Hoe komt het slak erin?

Dit is de kernvormingslogica van geoxideerd lederen slak. De oxidefilm op het oppervlak van vloeibaar aluminium, hoewel dun (micrometer niveau), smelt niet in aluminium. Het smeltpunt is zo hoog als 2050 ℃, en het bestaat altijd in een vaste toestand in het smeltbad. Wanneer het smeltbad in een statische toestand is, drijft de oxidefilm op het oppervlak en kan deze worden verwijderd door slakafschrapen. Maar wanneer de smeltstroom een dal creëert, treedt tragedie op:

• Dalvouwen: Tijdens injectie vormt het vloeibare aluminium golven in het stromingskanaal. De toppen botsen met elkaar en de oppervlakteoxidefilm vouwt en krult zich als twee vellen papier, die in het dal worden gerold.
• Druppelimpact: Van de statische oven naar het stromingskanaal, van het stromingskanaal naar de ontgassingsbox, als de druppel meer dan 100 mm bedraagt, spat het vloeibare aluminium en worden de oxidefilmfragmenten direct "genageld" in het diepe deel van het smeltbad.
• Wervelvangst: Bij de uitlaat van de online ontgassingsbox en binnen de kristalliseerder, als er een wervel op het vloeibare oppervlak wordt gevormd (in de volksmond een "trechter"), wordt de oxidefilm in het midden van het vloeibare oppervlak in het wervelcentrum gezogen en direct gevangen door de stollingsfront.

afbeelding

Deze opgerolde oxidefilm is geen drijvend slak meer, maar vaste vreemde materie binnen het smeltbad. Het is moeilijk om verfijnde bellen eruit te laten "drijven" omdat ze een groot oppervlak hebben en een dichtheid hebben die vergelijkbaar is met aluminium (aanvankelijk bellen meedragend bij het inrollen, later stromen bellen over en neemt de dichtheid toe, zinkend of zwevend).

4. Secundaire oxidatie: "continue vervuiling" van de oven naar de gietmachine

Naast de initiële oxidefilm tijdens het smelten, zijn er ook secundaire oxidatieschalen: voeringafbladdering: de vuurvaste materialen (vooral siliciumhoudende) die de smeltoven en statische oven bekleden, worden geërodeerd door vloeibaar aluminium, en na afbladdering mengen ze zich in het smeltbad en reageren met aluminium om aluminosilicaatinsluitsels te vormen. Raffinage reactieproducten: Wanneer chloorgas wordt gebruikt voor raffinage, worden zouten zoals AlCl3 en NaCl gegenereerd. Als ze niet effectief worden afgevoerd, kunnen ze ook reactieve insluitsels vormen. Stromingskanaal en verdeler: Het ruwe oppervlak van het vuurvaste materiaal in het stromingskanaal adsorbeert vloeibaar aluminium, oxideert herhaaldelijk, vormt "hangend slak", en wordt weggespoeld door de nieuwe vloeistofstroom in de ingot.