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摘 要： 在ZL101A铝合金铸造中，经常会出现Fe危害的现象，严重影响生态环境，因此，需要全面分析ZL101A铝合金性能特点，在明确铁相来源的情况下，对各类合金元素之间的关系进行了解，在改变铁相形态结构的情况下，减少铁相含量，以便于消除其中存在的Fe危害。
关键词： ZL101A铝合金；Fe危害；消除措施
【中图分类号】 TS912+.3
【文献标识码】 B
【文章编号】 2236-1879（2017）10-0236-02
对于ZL101A而言，具有一定的力学性能与耐腐蚀性能，可以应用在飞机构件生产工作中，在实际生产期间，需要利用高纯度原料，保证铝合金质量，将铁含量控制在0.1%左右，需要对各类生产环节进行管理，实现环保效果。
1 铁相来源与形式分析
铝合金材料中含有杂质铁成分，因此，ZL101A铝合金中的铁相多源于原材料。同时，在对其进行熔炼与铸造期间，会使用各类铁质工具，导致Fe被带入铝合金溶液中，出现铁相。对于铝合金而言，主要的存在形式为：铝硅铁金属化合作，其中含有β与α两种铁相。对于α铁相而言，其结构外貌与中国汉字较为相似。对于β铁相而言，其结构外貌与“针”相似。根据相关调查研究可以得知，“针”形状的铁相，会出现合金力学性能危害现象，而中国汉字形状的铁相所产生的危害程度较低。一般情况下，铁相都是以“针”的形状出现在铝合金中。“针”形状的铁相会对铝合金的力学性能产生较大程度的影响，与其中的含铁量相关，例如：在铝合金中“镁”数量增加的情况下，“针”形状铁相的数量就会随之增加，导致其受到严重影响。
2 ZL101A铝合金Fe危害的消除方式分析
对于ZL101A铝合金而言，需要理清Fe的消除思路，一方面，要改善铝合金的外貌，减少其中存在的“针”形状铁相，使得中国汉字形状的铁相能够以其他形式出现。另一方面，需要通过科学方式，直接减少其中存在的Fe元素。
2.1 铁相外貌的改善措施。
第一，对各类元素进行中和处理。在ZL101A铝合金中，含有较多的特定Fe元素，以中国汉字形状或是“针”形状出现，对于铝合金的强度、性能等，都会产生一定的影响。因此，需要应用Mn元素对其进行中和处理，或是利用Cr元素、S元素等开展中和工作。对于Mn中和元素而言，可以减少“针”形状铁相的数量，缩小其尺寸，甚至可以使其彻底消失。因此，在消除Fe期间，尽量选择Mn元素开展中和工作[1]。
第二，熔体过热方式。使用熔体过热方式对各类元素进行处理，可以全面改善铁相的外貌，缩小Fe范围，达到一定的效果。首先，ZL101A铝合金浇筑之前，需要通过熔体过热方式，减少其中存在的铁相。对于铁含量在1%左右的铝合金而言，会在熔炼温度升高的情况下，外貌出现变化，例如：针状花朵形状、圆球形状等。在此期间，需要科学应对熔体过热方式的负面影响，例如：在过热期间，温度过高会导致铝合金元素出现损伤的现象，也可能在吸气期间导致炉体受到影响，使用寿命缩短。由此可见，熔体过热方式的使用，需要相关部门对其进行合理的分析与应用。
第三，加快冷却速度的处理方式。加快冷却速度方式，可以有效改善铁相的外貌，主要因为冷却速度对于铁而言具有一定的影响，例如：在冷却速度为0.2℃/s的时候，会导致“针”形状铁相快速形成，而冷却速度为11℃/s的时候，会全面抑制“针”形状铁相的产生。因此，在实际处理期间，需要对冷却速度进行加快处理，减少Fe危害问题[2]。
第四，变质处理措施。对于铁相而言，变质处理方式具有一定的影响，例如：应用Sr元素可以使铁相变质，并形成“星”形状的外貌。因此，在消除Fe危害期间，可以在其中添加0.002%的Sr元素，以此消除铁相问题[3]。
2.2 物理去除方法。
在应用物理去除方式的过程中，需要从重力沉降方面、离心去除方面、电磁分离方面与过滤方面考虑各类问题。
第一，重力沉降方式。此类方式的应用，主要就是对铝结构中的铁元素等密度进行处理，通过熔体静置方式，形成一定的重力偏聚现象，且在低浇筑温度的作用之下，很容易形成Al（FeMnCr）Si的形状，并沉降在炉子的底部位置。由于铁相具有一定的重力，沉降的时间很长，因此，需要对炉子的温度进行全面控制，在铁相分离之后，才能对温度进行恢复处理，以便于ZL101A铝合金的制造。
第二，离心去除处理方式。此类处理方式与重力沉降方式的原理基本相同，就是利用液体与铁相之间存在的密度差，对其进行离心处理，使得重量較高的元素分离到分离器的外壁。离心驱虎方式的应用，需要相关工作人员对转速进行全面调整，以便于加快离心分离速度，提高工作成效，彻底去除其中存在的铁相危害问题[4]。
第三，电磁分离处理方式。使用电磁分离处理方式，主要是利用电磁驱动原理，明确铝液的作用方向，利用不同的方式，将铝液分离。例如：在其中添加锰元素，可以生产含有锰元素的铁相，然后通过稳恒磁场方式，对其进行连续的电磁分离处理，以便于去除其中存在的铁相，降低铁相的含量。电磁分离处理方式具有较高的过滤效率优势，可以提高铁相分离的稳定性，不会发生环境污染问题。但是，在实际应用期间，工艺流程较为复杂，需要支出较高的处理成本[5]。
第四，过滤处理方式。就是利用过滤网或是过滤板等，对化合物进行过滤，全面减少其中存在的铁相。在过滤期间，需要注重铝液的粘度，将温度控制在一定范围之内，保证过滤效果。
结语
综上所述，在对ZL101A铝合金中Fe危害进行消除的过程中，需要注重铁相的去除工作，尤其是危害性较高的“针”形状β铁相，需要科学应用过滤方式、重力沉降方式、离心去除方式等对其进行处理。
參考文献
[1] 边培莹，戴君.ZL101A铝合金表面微弧氧化陶瓷层的摩擦磨损性能[J].机械工程材料，2016，40（6）：102-105.
[2] 蒋文明，樊自田.消失模铸造铝合金孔洞缺陷特征及形成机理[J].华中科技大学学报（自然科学版），2012，40（z2）：64-67.
[3] 赵玉兵，王占良，张立波等.Ni对ZL101A铝合金性能的影响[J].特种铸造及有色合金，2013，33（2）：191.
[4] 聂铁安，彭继华，唐小龙等.ZL101A铝合金热处理工艺研究[J].有色金属加工，2013，42（5）：55-57.
[5] 解昊.ZL101A 铝合金变质效果研究[J].科技创新与应用，2013（19）：25-25.
作者简介：杨途才（1992.12-），男，汉族，广西来宾人，助教，学士，主要从事铸造铝合金材料的结构与性能研究。
基金项目：2017年地方高校广西壮族自治区级大学生创新创业训练计划项目（201710609106）
关键词： ZL101A铝合金；Fe危害；消除措施
【中图分类号】 TS912+.3
【文献标识码】 B
【文章编号】 2236-1879（2017）10-0236-02
对于ZL101A而言，具有一定的力学性能与耐腐蚀性能，可以应用在飞机构件生产工作中，在实际生产期间，需要利用高纯度原料，保证铝合金质量，将铁含量控制在0.1%左右，需要对各类生产环节进行管理，实现环保效果。
1 铁相来源与形式分析
铝合金材料中含有杂质铁成分，因此，ZL101A铝合金中的铁相多源于原材料。同时，在对其进行熔炼与铸造期间，会使用各类铁质工具，导致Fe被带入铝合金溶液中，出现铁相。对于铝合金而言，主要的存在形式为：铝硅铁金属化合作，其中含有β与α两种铁相。对于α铁相而言，其结构外貌与中国汉字较为相似。对于β铁相而言，其结构外貌与“针”相似。根据相关调查研究可以得知，“针”形状的铁相，会出现合金力学性能危害现象，而中国汉字形状的铁相所产生的危害程度较低。一般情况下，铁相都是以“针”的形状出现在铝合金中。“针”形状的铁相会对铝合金的力学性能产生较大程度的影响，与其中的含铁量相关，例如：在铝合金中“镁”数量增加的情况下，“针”形状铁相的数量就会随之增加，导致其受到严重影响。
2 ZL101A铝合金Fe危害的消除方式分析
对于ZL101A铝合金而言，需要理清Fe的消除思路，一方面，要改善铝合金的外貌，减少其中存在的“针”形状铁相，使得中国汉字形状的铁相能够以其他形式出现。另一方面，需要通过科学方式，直接减少其中存在的Fe元素。
2.1 铁相外貌的改善措施。
第一，对各类元素进行中和处理。在ZL101A铝合金中，含有较多的特定Fe元素，以中国汉字形状或是“针”形状出现，对于铝合金的强度、性能等，都会产生一定的影响。因此，需要应用Mn元素对其进行中和处理，或是利用Cr元素、S元素等开展中和工作。对于Mn中和元素而言，可以减少“针”形状铁相的数量，缩小其尺寸，甚至可以使其彻底消失。因此，在消除Fe期间，尽量选择Mn元素开展中和工作[1]。
第二，熔体过热方式。使用熔体过热方式对各类元素进行处理，可以全面改善铁相的外貌，缩小Fe范围，达到一定的效果。首先，ZL101A铝合金浇筑之前，需要通过熔体过热方式，减少其中存在的铁相。对于铁含量在1%左右的铝合金而言，会在熔炼温度升高的情况下，外貌出现变化，例如：针状花朵形状、圆球形状等。在此期间，需要科学应对熔体过热方式的负面影响，例如：在过热期间，温度过高会导致铝合金元素出现损伤的现象，也可能在吸气期间导致炉体受到影响，使用寿命缩短。由此可见，熔体过热方式的使用，需要相关部门对其进行合理的分析与应用。
第三，加快冷却速度的处理方式。加快冷却速度方式，可以有效改善铁相的外貌，主要因为冷却速度对于铁而言具有一定的影响，例如：在冷却速度为0.2℃/s的时候，会导致“针”形状铁相快速形成，而冷却速度为11℃/s的时候，会全面抑制“针”形状铁相的产生。因此，在实际处理期间，需要对冷却速度进行加快处理，减少Fe危害问题[2]。
第四，变质处理措施。对于铁相而言，变质处理方式具有一定的影响，例如：应用Sr元素可以使铁相变质，并形成“星”形状的外貌。因此，在消除Fe危害期间，可以在其中添加0.002%的Sr元素，以此消除铁相问题[3]。
2.2 物理去除方法。
在应用物理去除方式的过程中，需要从重力沉降方面、离心去除方面、电磁分离方面与过滤方面考虑各类问题。
第一，重力沉降方式。此类方式的应用，主要就是对铝结构中的铁元素等密度进行处理，通过熔体静置方式，形成一定的重力偏聚现象，且在低浇筑温度的作用之下，很容易形成Al（FeMnCr）Si的形状，并沉降在炉子的底部位置。由于铁相具有一定的重力，沉降的时间很长，因此，需要对炉子的温度进行全面控制，在铁相分离之后，才能对温度进行恢复处理，以便于ZL101A铝合金的制造。
第二，离心去除处理方式。此类处理方式与重力沉降方式的原理基本相同，就是利用液体与铁相之间存在的密度差，对其进行离心处理，使得重量較高的元素分离到分离器的外壁。离心驱虎方式的应用，需要相关工作人员对转速进行全面调整，以便于加快离心分离速度，提高工作成效，彻底去除其中存在的铁相危害问题[4]。
第三，电磁分离处理方式。使用电磁分离处理方式，主要是利用电磁驱动原理，明确铝液的作用方向，利用不同的方式，将铝液分离。例如：在其中添加锰元素，可以生产含有锰元素的铁相，然后通过稳恒磁场方式，对其进行连续的电磁分离处理，以便于去除其中存在的铁相，降低铁相的含量。电磁分离处理方式具有较高的过滤效率优势，可以提高铁相分离的稳定性，不会发生环境污染问题。但是，在实际应用期间，工艺流程较为复杂，需要支出较高的处理成本[5]。
第四，过滤处理方式。就是利用过滤网或是过滤板等，对化合物进行过滤，全面减少其中存在的铁相。在过滤期间，需要注重铝液的粘度，将温度控制在一定范围之内，保证过滤效果。
结语
综上所述，在对ZL101A铝合金中Fe危害进行消除的过程中，需要注重铁相的去除工作，尤其是危害性较高的“针”形状β铁相，需要科学应用过滤方式、重力沉降方式、离心去除方式等对其进行处理。
參考文献
[1] 边培莹，戴君.ZL101A铝合金表面微弧氧化陶瓷层的摩擦磨损性能[J].机械工程材料，2016，40（6）：102-105.
[2] 蒋文明，樊自田.消失模铸造铝合金孔洞缺陷特征及形成机理[J].华中科技大学学报（自然科学版），2012，40（z2）：64-67.
[3] 赵玉兵，王占良，张立波等.Ni对ZL101A铝合金性能的影响[J].特种铸造及有色合金，2013，33（2）：191.
[4] 聂铁安，彭继华，唐小龙等.ZL101A铝合金热处理工艺研究[J].有色金属加工，2013，42（5）：55-57.
[5] 解昊.ZL101A 铝合金变质效果研究[J].科技创新与应用，2013（19）：25-25.
作者简介：杨途才（1992.12-），男，汉族，广西来宾人，助教，学士，主要从事铸造铝合金材料的结构与性能研究。
基金项目：2017年地方高校广西壮族自治区级大学生创新创业训练计划项目（201710609106）