压铸用再生铝合金锭检测
压铸用再生铝合金锭检测要点（重点关注检测项目）
核心宗旨： 确保再生铝合金锭满足压铸工艺要求，保障最终铸件具备预期的机械性能、物理性能和表面质量。再生料来源复杂，成分波动及夹杂风险更高，检测需更严格。
核心检测项目详解
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化学成分分析 (Chemical Composition Analysis)
- 核心目的： 精准控制合金元素含量是获得合格铸件的基石。再生料成分波动大，此项检测至关重要。
- 主要检测元素：
- 主量元素： 硅(Si)、铜(Cu)、镁(Mg) - 直接影响铸件强度、硬度、流动性、热裂倾向性。
- 关键微量元素/杂质元素：
- 铁(Fe)： 含量需严格控制。过量铁形成硬质针状富铁相(Beta-Al5FeSi)，严重损害韧性、延伸率，增加热裂风险，降低加工性能。不同牌号有严格上限（通常远低于原生铝标准）。
- 锰(Mn)： 适量锰可改善铁的有害作用（促使形成Al15(Fe,Mn)3Si2相），但过量会增加硬度，影响切削性。
- 锌(Zn)： 含量过高可能影响耐腐蚀性或产生热脆性（某些高温应用）。
- 钛(Ti)： 常用作晶粒细化剂，但含量需在适宜范围。
- 镍(Ni)、铬(Cr)、锡(Sn)、铅(Pb)、镉(Cd)： 严格控制的有害杂质，通常要求极低含量（甚至痕量）。它们可能降低力学性能、耐腐蚀性、高温性能，或不符合环保法规（如RoHS）。
- 检测方法： 首选光电直读光谱仪(OES)，快速、准确，可同时测定多种元素。需按规范制备标准块状样品（车削光洁表面）。
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气体含量检测 (Gas Content Analysis) - 重点关注氢(H)
- 核心目的： 溶解氢是铸件产生气孔、疏松的最主要原因，极大影响铸件致密度（密封性）、力学性能和表面质量（如起泡）。再生料因表面氧化、油污、涂层等，吸氢倾向更高。
- 主要检测气体： 氢气(H₂)。
- 检测方法：
- 减压凝固/第一气泡法： 最常用工业方法。将熔融铝液减压凝固，测量析出第一个气泡时的压力（或温度），换算成含氢量。需配备专用熔炼、减压测试设备。
- 惰性气体熔融法： 精度高，通常用于实验室研究或校准，设备成本高。
- 关键要求： 检测结果需满足目标牌号及压铸工艺对熔体氢含量的要求（通常非常严格，如低于0.15 ml/100g Al）。
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氧化膜夹杂物检测 (Oxide Film/Bifilm Inclusion Analysis)
- 核心目的： 再生铝在熔炼过程中易生成大量氧化膜（双膜）夹杂物。这些膜状夹杂是铸件内部裂纹源、疲劳源，显著降低强度、韧性、延伸率和疲劳寿命。这是再生铝区别于原生铝的关键控制点之一。
- 检测方法：
- 减压凝固试验（K模或类似）： 将熔融铝液在特定真空度下浇入模具凝固。凝固试样经剖切、磨抛后，肉眼或低倍显微镜观察横截面上的氧化膜裂纹长度、分布密度。是工业界评价氧化膜倾向性的主要方法。
- 液体状态评估法（如PreFil/PoDFA）： 过滤熔融铝液，收集夹杂物进行分析。可定量评估夹杂总量和类型（包括氧化膜碎片），但成本较高。
- 关键要求： 通常规定氧化膜平均长度、最大长度或总面积占比的上限。不同压铸件要求等级不同。
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密度 / 针孔度检测 (Density / Porosity Evaluation)
- 核心目的： 间接评估合金纯净度（夹杂、气体含量）对最终铸件致密度的影响趋势。再生料风险更高。
- 检测方法：
- 密度测量（密度差法）： 精确测定试样在空气和水中的质量，计算理论密度与实际密度比值（致密度）。致密度越低，内部缺陷（气孔、缩松、夹杂）越多。
- 宏观断口检查： 将特定凝固条件下的试样（如Φ20mm棒）敲断，肉眼观察断口形貌。致密、呈均匀细丝状为佳；出现闪亮点状（针孔）、暗灰色疏松区、或大片层状（氧化膜）则为不合格。
- 低倍金相检查： 观察试样横截面的宏观孔洞和夹杂分布。
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物理外观与尺寸检查 (Physical Appearance & Dimension Check)
- 核心目的： 确保锭块符合交货基本要求，便于储运、投料。
- 主要检查项：
- 外观： 表面应清洁、无严重飞边、毛刺、熔渣、油污、霉斑、过烧痕迹、非金属夹杂物肉眼可见物。
- 锭型： 尺寸（长、宽、高）大致符合约定，形状规整，便于堆叠和自动加料。
- 标识： 锭块上应有清晰的合金牌号、批次号标识（通常是钢印或喷涂）。
其他需要考虑的因素
- 取样代表性(Sampling Representativeness)： 极其重要！ 尤其是再生铝锭，成分和夹杂可能存在偏析或批次差异。必须严格按照科学抽样方案（如多点取样、规定位置凿取等）制取足够量的样品，混合均匀后再分取检测样。
- 批次一致性(Batch Consistency)： 对于连续采购，应监控不同批次之间的成分、气体、氧化膜等关键指标的稳定性。
- 熔炼工艺验证： 即使锭检测合格，仍需在压铸厂的熔炼炉进行小批量试熔炼和铸造验证，考察熔体实际状态（流动性、除气除渣效果）及试压铸件质量（外观、内部品质、力学性能），这是最终把关环节。
结论
对压铸用再生铝合金锭实施系统、严格的检测是保证最终产品质量的关键环节。尤其需要重点管控化学成分（严格控制有害元素Fe及杂质）、熔体氢含量、氧化膜夹杂物水平、以及密度/针孔度这几项核心指标，它们直接影响铸件的内部质量和性能。结合规范的取样方法和批次一致性监控，才能有效利用再生铝资源，稳定生产出符合要求的压铸件。熔炼工艺验证是不可或缺的最终确认步骤。