羽毛状晶顾名思义就是像羽毛形状的结晶,是铝合金铸锭中柱状晶的变种,形状类似羽毛的晶粒,是铝合金铸锭的一种缺陷。形状近似直线状花边的羽毛状晶也称为“花边状组织”。羽毛状晶成群出现,每群中羽毛状晶之间近似平行,是由孪生枝晶组成,羽毛状晶的生长呈现团簇扇形形貌,生长速度较快,一旦形成,很难在后续的热处理、加工中消除,最终保留在产品中,对力学性能和产品表面质量都会产生影响,因此,在铸造过程中应杜绝羽毛状晶的产生。下面2张图是我们刚开始生产时出现的羽毛状晶保留的图片。
1、 羽毛状晶特征
(1) 低倍:呈花边状晶粒或羽毛状晶粒,未浸蚀前呈条状,多与大晶粒并存。
(2) 高倍:有明显的结晶方向,呈羽毛状。
(3) 断口:呈条状快,有方向性。
2、 产生部位
通常在铸锭截面的边部及二分之一部位,见图1,图2。
3、 产生的原因
(1) 炉内保温时间过长。在铸造前,由于熔体在炉内停留时间过长,导致熔体过热,在结晶前形成的晶核数量不足。
(2) 铸造温度高。在铸造时,温度过高,晶核生长较快,抑制了晶核数量的生成。
(3) 结晶速度过快。在铸造过程中,结晶速度过快会引起晶粒区域的温度较快的降低到析出相固化温度,进而形成不均匀的晶界,导致羽毛状晶粒的生成。
4、 解决办法
(1) 控制熔体在炉内的保温时间。
(2) 降低熔炼温度和铸造温度。
(3) 控制熔体的结晶速度。
(4) 添加晶粒细化剂,增加形核数量。