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鑄造鋁合金

發布時間:2021-08-05 20:14:29

Ⅰ 鑄造的鋁合金是怎樣的

鑄造鋁合金(ZL)按成分中鋁以外的主要元素硅、銅、鎂、鋅分為四類,代號編碼分別為100、200、300、400。為了獲得各種形狀與規格的優質精密鑄件,用於鑄造的鋁合金一般具有以下特性。。有填充狹槽窄縫部分的良好流動性。有比一般金屬低的熔點,但能滿足極大部分情況的要求。導熱性能好,熔融鋁的熱量能快速向鑄模傳遞,鑄造周期較短。熔體中的氫氣和其他有害氣體可通過處理得到有效的控制。鋁合金鑄造時,沒有熱脆開裂和撕裂的傾向)。化學穩定性好,抗蝕性能強。不易產生表面缺陷,鑄件表面有良好的表面光潔度和光澤。

而且易於進行表面處理。鑄造鋁合金的加工性能好,可用壓模、硬模、熔模石膏型鑄造模進行鑄造生產,也可用真空鑄造、低壓和高壓鑄造、擠壓鑄造、半固態鑄造、離心鑄造等方法成形,生產不同用途、不同品種規格、不同性能的各種鑄件。鑄造鋁合金在轎車上是得到了廣泛應用,如發動機的缸蓋、進氣歧管、活塞、輪轂、轉向助力器殼體等。鑄造鋁合金具有良好的鑄造性能,可以製成形狀復雜的零件;不需要龐大的附加設備;具有節約金屬、降低成本、減少工時等優點,在航空工業和民用工業得到廣泛應用。用於製造梁、燃汽輪葉片、泵體、掛架、輪轂、進氣唇口和發動機的機匣等。還用於製造汽車的氣缸蓋、變速箱和活塞,儀器儀表的殼體和增壓器泵體等零件。

Ⅱ 屬於什麼鋁合金,他和一般的鑄造鋁合金有什麼區別

硬鋁合金屬AI—Cu—Mg系,一般含有少量的Mn,可熱處理強化.其特點是硬度大,但塑性較差。超硬鋁屬Al一Cu—Mg—Zn系,可熱處理強化,是室溫下強度最高的鋁合金,但耐腐蝕性差,高溫軟化快。鍛鋁合金主要是Al—Zn—Mg—Si系合金,雖然加入元素種類多,但是含量少,因而具有優良的熱塑性,適宜鍛造,故又稱鍛造鋁合金。

Ⅲ 鑄造鋁合金與壓鑄鋁合金的差異

鑄造鋁合金與壓鑄鋁合金的差異 鑄造鋁合金.是靠沙堆起一個一個模型.鋁溶成鋁水後.靠自身重力.冷卻後成型. 問題一.沙模的沙容易倒塌.有時只是一點點. 問題二.沙太干.不好堆成型.沙太濕.成型的鋁件.會有氣泡. 問題三.縮松.粗看.整體看不出毛病.細看.有一邊倒的痕.或一堆松不拉倒的痕跡. 問題四.靠自身重力.整體結構(密度)太松. 優點.價格低廉.加工方便.隨便什麼地方.一個爐子.就可以了. 壓鑄鋁合金 問題一.模具價格很高. 問題二.要有專用的壓鑄機. 問題三.產品單價高. 優點.產品質量也好.質量也穩定.可批量生產.產量也高.產品壽命長. 壓鑄鋁合金.簡單加工後(去燒口與飛邊)就可鋁氧化. 顏色由你決定.現在什麼顏色都有.(單色).具體與廠方商量. 鑄造鋁合金.加工後也就可鋁氧化. 不過氧化出來也不好看.都是小點點.

Ⅳ 什麼叫鑄造鋁合金

成分接近於共晶合金,合金元素的含量遠大於極限溶解度,流動性好具有良好的鑄造性能的鋁合金。也就是這種鋁合金可以直接鑄造成各種形狀復雜的部件,但不適於壓力加工。
它的牌號主要有
鋁硅系ZL101/ZL102/ZL103/ZL104/ZL105/ZL106/ZL107/ZL108/ZL109/ZL1010/ZL1011
鋁銅系
ZL201/ZL202/ZL203
鋁鎂系
ZL301/ZL302
鋁鋅系
ZL401/ZL402

Ⅳ 這是鑄造鋁合金什麼缺陷

鋁鑄件常見缺陷及整改辦法
1、欠鑄(澆不足、輪廓不清、邊角殘缺):
形成原因:
(1)鋁液流動性不強,液中含氣量高,氧化皮較多。
(2)澆鑄系統不良原因。內澆口截面太小。
(3)排氣條件不良原因。排氣不暢,塗料過多,模溫過高導致型腔內氣壓高使氣體不易排出。
防止辦法:
(1)提高鋁液流動性,尤其是精煉和扒渣。適當提高澆溫和模溫。提高澆鑄速度。改進鑄件結構,調整厚度餘量,設輔助筋通道等。
(2)增大內澆口截面積。
(3)改善排氣條件,增設液流槽和排氣線,深凹型腔處開設排氣塞。使塗料薄而均勻,並待乾燥後再合模。
2、裂紋:
特徵:毛坯被破壞或斷開,形成細長裂縫,呈不規則線狀,有穿透和不穿透二種,在外力作用下呈發展趨勢。冷、熱裂的區別:冷裂縫處金屬未被氧化,熱裂縫處被氧化。
形成原因:
(1)鑄件結構欠合理,收縮受阻鑄造圓角太小。
(2)頂出裝置發生偏斜,受力不勻。
(3)模溫過低或過高,嚴重拉傷而開裂。
(4)合金中有害元素超標,伸長率下降。
防止方法:
(1)改進鑄件結構,減小壁厚差,增大圓角和圓弧R,設置工藝筋使截面變化平緩。
(2)修正模具。
(3)調整模溫到工作溫度,去除倒斜度和不平整現象,避免拉裂。
(4)控制好鋁塗成份,成其是有害元素成份。
3、冷隔:
特徵:液流對接或搭接處有痕跡,其交接邊緣圓滑,在外力作用下有繼續發展趨勢。
形成原因:
(1)液流流動性差。
(2)液流分股填充融合不良或流程太長。
(3)填充溫充太低或排氣不良。
(4)充型壓力不足。
防止方法:
(1)適當提高鋁液溫度和模具溫度,檢查調整合金成份。
(2)使充填充分,合理布置溢流槽。
(3)提高澆鑄速度,改善排氣。
(4)增大充型壓力。
4、凹陷:
特徵:在平滑表面上出現的凹陷部分。
形成原因:
(1)鑄件結構不合理,在局部厚實部位產生熱節。
(2)合金收縮率大。
(3)澆口截面積太小。
(4)模溫太高。
防止方法:
(1)改進鑄件結構,壁厚盡量均勻,多用過渡性連接,厚實部位可用鑲件消除熱節。
(2)減小合金收縮率。
(3)適當增大內澆口截面面積。
(4)降低鋁液溫度和模具溫度,採用溫控和冷卻裝置,改善模具熱平衡條件,改善模具排氣條件,使用發氣量少的塗料。
5、氣泡
特徵:鑄件表皮下,聚集氣體鼓脹所形成的泡。
形成原因:
(1)模具溫度太高。
(2)充型速度太快,金屬液流捲入氣體。
(3)塗料發氣量大,用量多,澆鑄前未揮發完畢,氣體被包在鑄件表層。
(4)排氣不暢。
(5)開模過早。
(6)鋁液溫度高。
防止方法:
(1)冷卻模具至工作溫度。
(2)降低充型速度,避免渦流包氣。
(3)選用發氣量小的塗料,用量薄而均勻,徹底揮發後合模。
(4)清理和增設排氣槽。
(5)修正開模時間。
(6)修正熔煉工藝。
6、氣孔(氣、渣孔)
特徵:捲入鑄件內部的氣體所形成的形狀規則,表面較光滑的孔洞。
形成原因:
(1)鋁液進入型腔產生正面撞擊,產生漩渦。
(2)充型速度太快,產生湍流。
(3)排氣不暢。
(4)模具型腔位置太深。
(5)塗料過多,填充前未揮發完畢。
(6)爐料不幹凈,精煉不良。
(7)模腔內有雜物,過濾網不符合要求或放置不當。
(8)機械加工餘量大。
防止方法:
(1)選擇有利於型腔內氣體排除的導流形狀,避免鋁液先封閉分型面上的排溢系統。
(2)降低充型速度。
(3)在型腔最後填充部位開設溢流槽和排氣道,並避免被金屬液封閉。
(4)深腔處開設排氣塞,採用鑲拼形式增加排氣。
(5)塗料用量薄而均勻。
(6)爐料必須處理干凈、乾燥,嚴格遵守熔煉工藝。
(7)用風槍清潔模腔,過濾網製作符合工藝要求並按規定擺放。
(8)在加湯前後扒干凈機台保溫爐內的渣。
(9)調整慢速充型和快速充型的轉換點。
7、縮孔特徵:鑄件在冷凝過程中,由於內部補償不足所造成的形狀不規則,表面粗糙的孔洞。
形成原因:
(1)鋁液澆鑄溫度高。
(2)鑄件結構壁厚不均勻,產生熱節。
(3)補縮壓力低。
(4)內澆口較小。
(5)模具的局部溫度偏高。
防止方法:
(1)遵守作業標准,降低澆鑄溫度。

(2)改進鑄件結構,消除金屬積聚部位,緩慢過渡。
(3)加大補縮壓力。
(4)增加暗冒口,以利壓力很好的傳遞。
(5)調整塗料厚度,控制模具的局部溫度。
8、花紋
特徵:鑄件表面上呈現光滑條紋,肉眼可見,但用手感覺不出,顏色不同與基體金屬紋路,用0#砂紙稍擦即可除去。
形成原因:
(1)充型速度太快。
(2)塗料用量太多。
(3)模具溫度低。
防止方面:
(1)降低充型速度
(2)塗料用量薄而均勻。
(3)提高模具溫度。
9、變形
特徵:鑄件幾何形狀與設計要求不符的整體變形。
形成原因:
(1)鑄件結構設計不良,引起不均勻的收縮。

(2)開模過早,鑄件剛性不夠。
(3)鑄造斜度小,脫模困難。
(4)取置鑄件的操件不當。
(5)鑄件冷卻時急冷起引的變形。
防止方法:
(1)改進鑄件結構,使壁厚均勻。
(2)確定最佳開模時間,增加鑄件剛性。
(3)放大鑄造斜度。
(4)取放鑄件應小心,輕取輕放。
(5)放置在空氣中緩慢冷卻。
10、錯位
特徵:鑄件一部分與另一部分在分型面錯開,發生相對位移。
形成原因:
(1)模具鑲塊位移。
(2)模具導向件磨損。
(3)模具製造、裝配精美度。
防止方法:
(1)調整鑲塊加以緊固。
(2)交換導向部件。
(3)進行修整,消除誤差。
11、縮松
特徵:在X-RAY的探射下,部位呈點狀、曲線裝、或塊裝的透明狀。
主要表現為以下幾個方面(附低壓鑄造輪轂冷卻方向和輪轂各個部分說明):
鑄件的凝固順序:
A環--B環--(C環、D環)--輻條--斜坡--PCD--分流錐--湯口。A、B環縮松:
(1)適當加快充型速度。
(2)補噴保溫塗料。
(3)塗料太厚或何溫性能差,則擦乾凈塗料後再補噴。
(4)縮短鑄造周期。
C環縮松:
(1)推遲或關掉輪網與輻條交接處風道。
(2)上模輻條補噴保溫塗料,塗料太厚擦乾凈重噴。
(3)可適當加快充型速度。
輻條根部(輻條與輪網交接處)

(1)在上模對應處拉排氣線。
(2)補噴上、下模輻條處的塗料。
(3)適當縮短或延遲上、下模斜坡、PCD處的冷卻參數。
(4)對應處塗料太厚擦乾凈重噴,建議補噴39#塗料。
(5)適當縮短鑄造周期。
斜坡縮松:
(1)推遲或關掉分流錐冷卻參數。
(3)上、下模斜坡冷卻時間延長,期待時間縮短。
(4)局部噴水冷卻。
(5)塗料太厚擦乾凈重噴。
PCD縮松:
(1)適當延長保壓時間及鑄造周期。

(2)適當提前或延長PCD處的冷卻參數。
(3)在上模PCD和下模PCD處採用處吹風或噴水處理。

解決壓鑄件及其它鑄造件縮孔縮松問題的終極方法

望採納

Ⅵ 鑄造鋁合金的應用主要有哪些,具體是什麼

鑄造鋁合金是以熔融金屬充填鑄型,獲得各種形狀零件毛坯的鋁合金。具有低密度,比強度較高,抗蝕性和鑄造工藝性好,受零件結構設計限制小等優點。分為Al-Si和Al-Si-Mg-Cu為基的中等強度合金;Al-Cu為基的高強度合金;Al-Mg為基的耐蝕合金;Al-Re為基的熱強合金。大多數需要進行熱處理以達到強化合金、消除鑄件內應力、穩定組織和零件尺寸等目的。用於製造梁、燃汽輪葉片、泵體、掛架、輪轂、進氣唇口和發動機的機匣等。還用於製造汽車的氣缸蓋、變速箱和活塞,儀器儀表的殼體和增壓器泵體等零件。
鑄造鋁合金具有良好的鑄造性能,可以製成形狀復雜的零件;不需要龐大的附加設備;具有節約金屬、降低成本、減少工時等優點,在航空工業和民用工業得到廣泛應用。用於製造梁、燃汽輪葉片、泵體、掛架、輪轂、進氣唇口和發動機的機匣等。還用於製造汽車的氣缸蓋、變速箱和活塞,儀器儀表的殼體和增壓器泵體等零件。

Ⅶ 鑄造鋁合金都有哪些分類

現代鑄造鋁合金按主要加入的元素可分為4個系列,即:鋁硅系、鋁銅系、鋁鎂系及鋁鋅系。對這4個系列,各國都有相應的合金和合金牌號的標記。中國採用ZL+3位數字標記法,第一位數字表示合金系,其中:1表示鋁硅合金系,2表示鋁銅合金系,3表示鋁鎂合金系,4表示鋁鋅合金系,第二、三位數字表示合金序號。中國的幾種典型鑄造鋁合金如表所示,根據合金的使用特性可分為:耐熱鑄造鋁合金、氣密鑄造鋁合金、耐蝕鑄造鋁合金和可焊鑄造鋁合金。
1、鋁-硅系合金
通常硅含量為4%~13%,又稱「硅鋁明」合金。鑄造性能最佳,裂紋傾向性極小,收縮率低,有很好的耐蝕性和氣密性以及足夠的力學性能和焊接性能。此系合金在工業上的應用雖較鋁-銅系合金晚些,但於1920年發現可進行變質處理後,使該系合金的組織和性能得到改善,拓寬了使用范圍,在用量上幾乎占鑄造鋁合金的50%。鋁硅系合金可分為共晶型、亞共晶型、過共晶型和添加銅、鎂、錳等復雜的共晶合金。ZL102合金為典型的二元共晶合金,共晶溫度為577℃,共晶成分為12.6%Si,共晶溫度下α固溶體中溶解1.6%Si,室溫下溶解約0.05%Si;β相為鋁溶於硅中的固溶體,其溶解度極小,因而共晶組織為α+Si兩相組成。多元合金的組織中,除α和硅外,還有θ(CuAl2)、W(AlxMg5Si4)等相(見鋁合金的相)。含銅的鋁硅合金可熱處理強化,但耐蝕性差。合金中硅相的形狀對強度和塑性有顯著的影響,通過變質處理(在熔體中加入鈉或銻),使硅相球化,合金的組織和性能得以改善。過共晶合金中的粗大初晶硅有害於力學性能和切削性能,常加入磷,形成AlP化合物,使初晶硅細化,減少其有害影響。
2、鋁銅系合金
是最早出現的工業鑄造鋁合金。該系合金有高的強度和熱穩定性,但鑄造性和耐蝕性差。銅含量一般低於銅在鋁中的溶解度極限(5.85%),平衡組織中無共晶體,非平衡條件下,可能出現少量共晶體,經固溶處理,使固溶體過飽和,可獲得時效強化效果。合金中加入錳、鈦可使晶粒細化,能補充強化和改善耐蝕性。
3、鋁鎂系合金
該系合金強度高,耐蝕性最佳,密度小,有較好的氣密性。鋁鎂二元鑄造合金,鎂含量高達11.5%,多元合金中的鎂含量一般為5%左右。合金的組織為α+β(Mg5Al8)相組成,熱處理的強化效果不明顯,主要為固溶強化。β(Mg5Al8)相沿晶界呈網狀析出時,抗蝕性和力學性能變壞。為防止β(Mg5Al8)相沿晶界析出,多在固溶狀態下使用。合金中加入硅和錳能改善合金的流動性。
4、鋁鋅系合金
該系合金在鑄造狀態就具備淬火組織特徵,不進行熱處理就可獲得高的強度,但合金的密度大,不適宜製作飛機零件。該合金系是在硅鋁明合金的基礎上加鋅而成,因此亦稱「鋅硅鋁明」合金。

Ⅷ 變形鋁合金和鑄造鋁合金是怎樣區分的

從兩者的不同點進行區分。變形鋁合金和鑄造鋁合金有3點不同:

一、兩者的特點不同:

1、變形鋁合金的特點:組織緻密,成分性能均勻具有強度高、塑性好、比強度大、批質量穩定等特點,是優秀的輕型材料。

2、鑄造鋁合金的特點:具有低密度, 比強度較高,抗蝕性和鑄造工藝性好, 受零件結構設計限制小等特點。

二、兩者的用途不同:

1、變形鋁合金的用途:在航空、航天產品用料中佔主要地位。如:飛機蒙皮、主梁、框架、析條、翼肋、起落架零件、導管、鉚釘及發動機葉片、葉輪、壓氣機盤、機匣、按裝邊、螺旋槳葉、作動筒零件等。變形鋁合金還)廣泛用於造船及建築工業。

2、鑄造鋁合金的用途:在航空工業和民用工業得到廣泛應用。用於製造梁、 燃汽輪葉片、泵體、掛架、輪轂、進氣 唇口和發動機的機匣等。還用於製造 汽車的氣缸蓋、變速箱和活塞,儀器儀 表的殼體和增壓器泵體等零件。

三、兩者的分類不同:

1、變形鋁合金的分類:按照其性能和使用特點可分為:防銹鋁合金、硬鋁合金、超硬鋁合金、鍛鋁合金和特殊鋁合金。按照對熱處理的敏感性可分為:可熱處理強化鋁合金和不能熱處理強化鋁合金兩大類。

2、鑄造鋁合金的分類:包括鋁硅系、鋁銅系、鋁鎂系及鋁鋅系。

Ⅸ 常用鑄造鋁合金有哪些其性能特點如何各適用於那些零件

有色金屬合金有:
銅合金:常見的銅合金有黃銅,青銅及白銅等.
鋁合金:根據鋁合金的成分和生產工藝特點,通常分為形變與鑄造鋁合金兩大類.工業上應用的主要有鋁-錳,鋁-鎂,鋁-鎂-銅,鋁-鎂-硅-銅,鋁-鋅-鎂-銅等合金.變形鋁合金也叫熟鋁合金,據其成分和性能特點又分為防銹鋁,硬鋁,超硬鋁,鍛鋁和特殊鋁等五種.
鉛基合金:鉛基軸承合金是鉛銻錫銅合金,它的硬度適中,磨合性好,磨擦系數稍大,而韌性很低.回此,它適用於澆注受震較小,載荷較輕或速度較慢的軸瓦.
鎳合金:鎳能與銅,鐵,錳,鉻,硅,鎂組成多種合金.其中鎳銅合金是著名的孟乃爾合金,它強度高,塑性好,在750度以下的大氣中,化學性能穩定,廣泛用於電氣工業,真空管,化學工業,醫療器材和航海船舶工業等方面.
鋅合金:鋅合金的主要添加元素有鋁,銅和鎂等.鋅合金按加工工藝可分為形變與鑄造鋅合金兩類.鑄造鋅合金流動性和耐腐蝕性較好,適用於壓鑄儀表,汽車零件外殼等.
鎂合金:鎂合金中的合金元素主要有鋁,鋅各錳,有時也加入少量的鋯,鈰,釷等.鎂合金按生產工藝不同也可分為形變與鑄造鎂合金兩大類.鎂合金是重要的輕質結構材料,廣泛應用於航空,航天工業方面.
鈦合金:鈦合金按組織可分三類.(1鈦中加入鋁和錫元素.2鈦中加入鋁鉻鉬釩等合金元素.3鈦中加入鋁和釩等元素.)鈦合金具有強度高而密度又小,機械性能好,韌性和抗蝕性能很好.另外:鈦合金的工藝性能差,切削加工困難.在熱加工中,非常容易吸收氫氧氮碳等雜質.還有抗磨性差,生產工藝復雜.錫基合金:錫基軸承合金是錫銻銅合金.它的磨擦系數小,硬度適中,韌性較好,並有很好的磨合性,抗蝕性和導熱性,主要用於高速重載荷條件下工作的軸瓦.

Ⅹ 鋁合金鑄造工藝

一、鑄造概論
鋁合金鑄造的種類如下:
由於鋁合金各組元不同,從而表現出合金的物理、化學性能均有所不同,結晶過程也不盡相同。故必須針對鋁合金特性,合理選擇鑄造方法,才能防止或在許可范圍內減少鑄造缺陷的產生,從而優化鑄件。
1、鋁合金鑄造工藝性能
鋁合金鑄造工藝性能,通常理解為在充滿鑄型、結晶和冷卻過程中表現最為突出的那些性能的綜合。流動性、收縮性、氣密性、鑄造應力、吸氣性。鋁合金這些特性取決於合金的成分,但也與鑄造因素、合金加熱溫度、鑄型的復雜程度、澆冒口系統、澆口形狀等有關。
(1) 流動性
流動性是指合金液體充填鑄型的能力。流動性的大小決定合金能否鑄造復雜的鑄件。在鋁合金中共晶合金的流動性最好。
影響流動性的因素很多,主要是成分、溫度以及合金液體中存在金屬氧化物、金屬化合物及其他污染物的固相顆粒,但外在的根本因素為澆注溫度及澆注壓力(俗稱澆注壓頭)的高低。
(2) 收縮性
收縮性是鑄造鋁合金的主要特徵之一。一般講,合金從液體澆注到凝固,直至冷到室溫,共分為三個階段,分別為液態收縮、凝固收縮和固態收縮。合金的收縮性對鑄件質量有決定性的影響,它影響著鑄件的縮孔大小、應力的產生、裂紋的形成及尺寸的變化。通常鑄件收縮又分為體收縮和線收縮,在實際生產中一般應用線收縮來衡量合金的收縮性。
鋁合金收縮大小,通常以百分數來表示,稱為收縮率。
①體收縮
體收縮包括液體收縮與凝固收縮。
鑄造合金液從澆注到凝固,在最後凝固的地方會出現宏觀或顯微收縮,這種因收縮引起的宏觀縮孔肉眼可見,並分為集中縮孔和分散性縮孔。集中縮孔的孔徑大而集中,並分布在鑄件頂部或截面厚大的熱節處。分散性縮孔形貌分散而細小,大部分分布在鑄件軸心和熱節部位。顯微縮孔肉眼難以看到,顯微縮孔大部分分布在晶界下或樹枝晶的枝晶間。
縮孔和疏鬆是鑄件的主要缺陷之一,產生的原因是液態收縮大於固態收縮。生產中發現,鑄造鋁合金凝固范圍越小,越易形成集中縮孔,凝固范圍越寬,越易形成分散性縮孔,因此,在設計中必須使鑄造鋁合金符合順序凝固原則,即鑄件在液態到凝固期間的體收縮應得到合金液的補充,是縮孔和疏鬆集中在鑄件外部冒口中。對易產生分散疏鬆的鋁合金鑄件,冒口設置數量比集中縮孔要多,並在易產生疏鬆處設置冷鐵,加大局部冷卻速度,使其同時或快速凝固。
②線收縮
線收縮大小將直接影響鑄件的質量。線收縮越大,鋁鑄件產生裂紋與應力的趨向也越大;冷卻後鑄件尺寸及形狀變化也越大。
對於不同的鑄造鋁合金有不同的鑄造收縮率,即使同一合金,鑄件不同,收縮率也不同,在同一鑄件上,其長、寬、高的收縮率也不同。應根據具體情況而定。
(3) 熱裂性
鋁鑄件熱裂紋的產生,主要是由於鑄件收縮應力超過了金屬晶粒間的結合力,大多沿晶界產生從裂紋斷口觀察可見裂紋處金屬往往被氧化,失去金屬光澤。裂紋沿晶界延伸,形狀呈鋸齒形,表面較寬,內部較窄,有的則穿透整個鑄件的端面。
不同鋁合金鑄件產生裂紋的傾向也不同,這是因為鑄鋁合金凝固過程中開始形成完整的結晶框架的溫度與凝固溫度之差越大,合金收縮率就越大,產生熱裂紋傾向也越大,即使同一種合金也因鑄型的阻力、鑄件的結構、澆注工藝等因素產生熱裂紋傾向也不同。生產中常採用退讓性鑄型,或改進鑄鋁合金的澆注系統等措施,使鋁鑄件避免產生裂紋。通常採用熱裂環法檢測鋁鑄件熱裂紋。
(4) 氣密性
鑄鋁合金氣密性是指腔體型鋁鑄件在高壓氣體或液體的作用下不滲漏程度,氣密性實際上表徵了鑄件內部組織緻密與純凈的程度。
鑄鋁合金的氣密性與合金的性質有關,合金凝固范圍越小,產生疏鬆傾向也越小,同時產生析出性氣孔越小,則合金的氣密性就越高。同一種鑄鋁合金的氣密性好壞,還與鑄造工藝有關,如降低鑄鋁合金澆注溫度、放置冷鐵以加快冷卻速度以及在壓力下凝固結晶等,均可使鋁鑄件的氣密性提高。也可用浸滲法堵塞泄露空隙來提高鑄件的氣密性。
(5) 鑄造應力
鑄造應力包括熱應力、相變應力及收縮應力三種。各種應力產生的原因不盡相同。
①熱應力
熱應力是由於鑄件不同的幾何形狀相交處斷面厚薄不均,冷卻不一致引起的。在薄壁處形成壓應力,導致在鑄件中殘留應力。
②相變應力
相變應力是由於某些鑄鋁合金在凝固後冷卻過程中產生相變,隨之帶來體積尺寸變化。主要是鋁鑄件壁厚不均,不同部位在不同時間內發生相變所致。
③收縮應力
鋁鑄件收縮時受到鑄型、型芯的阻礙而產生拉應力所致。這種應力是暫時的,鋁鑄件開箱是會自動消失。但開箱時間不當,則常常會造成熱裂紋,特別是金屬型澆注的鋁合金往往在這種應力作用下容易產生熱裂紋。
鑄鋁合金件中的殘留應力降低了合金的力學性能,影響鑄件的加工精度。鋁鑄件中的殘留應力可通過退火處理消除。合金因導熱性好,冷卻過程中無相變,只要鑄件結構設計合理,鋁鑄件的殘留應力一般較小。
(6) 吸氣性
鋁合金易吸收氣體,是鑄造鋁合金的主要特性。液態鋁及鋁合金的組分與爐料、有機物燃燒產物及鑄型等所含水分發生反應而產生的氫氣被鋁液體吸收所致。
鋁合金熔液溫度越高,吸收的氫也越多;在700℃時,每100g鋁中氫的溶解度為0.5~0.9,溫度升高到850℃時,氫的溶解度增加2~3倍。當含鹼金屬雜質時,氫在鋁液中的溶解度顯著增加。
鑄鋁合金除熔煉時吸氣外,在澆入鑄型時也會產生吸氣,進入鑄型內的液態金屬隨溫度下降,氣體的溶解度下降,析出多餘的氣體,有一部分逸不出的氣體留在鑄件內形成氣孔,這就是通常稱的「針孔」。氣體有時會與縮孔結合在一起,鋁液中析出的氣體留在縮孔內。若氣泡受熱產生的壓力很大,則氣孔表面光滑,孔的周圍有一圈光亮層;若氣泡產生的壓力小,則孔內表面多皺紋,看上去如「蒼蠅腳」,仔細觀察又具有縮孔的特徵。
鑄鋁合金液中含氫量越高,鑄件中產生的針孔也越多。鋁鑄件中針孔不僅降低了鑄件的氣密性、耐蝕性,還降低了合金的力學性能。要獲得無氣孔或少氣孔的鋁鑄件,關鍵在於熔煉條件。若熔煉時添加覆蓋劑保護,合金的吸氣量大為減少。對鋁熔液作精煉處理,可有效控制鋁液中的含氫量。
二、砂型鑄造
採用砂粒、粘土及其他輔助材料製成鑄型的鑄造方法稱為砂型鑄造。砂型的材料統稱為造型材料。有色金屬應用的砂型由砂子、粘土或其他粘結劑和水配製而成。
鋁鑄件成型過程是金屬與鑄型相互作用的過程。鋁合金液注入鑄型後將熱量傳遞給鑄型,砂模鑄型受到液體金屬的熱作用、機械作用、化學作用。因此要獲得優質的鑄件除嚴格掌握熔煉工藝外,還必須正確設計型(芯)砂的配比、造型及澆注等工藝。
三、金屬型鑄造
1、簡介及工藝流程
金屬型鑄造又稱硬模鑄造或永久型鑄造,是將熔煉好的鋁合金澆入金屬型中獲得鑄件的方法,鋁合金金屬型鑄造大多採用金屬型芯,也可採用砂芯或殼芯等方法,與壓力鑄造相比,鋁合金金屬型使用壽命長。
2、鑄造優點
(1) 優點
金屬型冷卻速度較快,鑄件組織較緻密,可進行熱處理強化,力學性能比砂型鑄造高15%左右。
金屬型鑄造,鑄件質量穩定,表面粗糙度優於砂型鑄造,廢品率低。
勞動條件好,生產率高,工人易於掌握。
(2) 缺點
金屬型導熱系數大,充型能力差。
金屬型本身無透氣性。必須採取相應措施才能有效排氣。
金屬型無退讓性,易在凝固時產生裂紋和變形。
3、金屬型鑄件常見缺陷及預防
(1) 針孔
預防產生針孔的措施:
嚴禁使用被污染的鑄造鋁合金材料、沾有有機化合物及被嚴重氧化腐蝕的材料。
控制熔煉工藝,加強除氣精煉。
控制金屬型塗料厚度,過厚易產生針孔。
模具溫度不宜太高,對鑄件厚壁部位採用激冷措施,如鑲銅塊或澆水等。
採用砂型時嚴格控制水分,盡量用干芯。
(2) 氣孔
預防氣孔產生的措施:
修改不合理的澆冒口系統,使液流平穩,避免氣體捲入。
模具與型芯應預先預熱,後上塗料,結束後必須要烘透方可使用。
設計模具與型芯應考慮足夠的排氣措施。
(3)氧化夾渣
預防氧化夾渣的措施:
嚴格控制熔煉工藝,快速熔煉,減少氧化,除渣徹底。Al-Mg合金必須在覆蓋劑下熔煉。
熔爐、工具要清潔,不得有氧化物,並應預熱,塗料塗後應烘乾使用。
設計的澆注系統必須有穩流、緩沖、撇渣能力。
採用傾斜澆注系統,使液流穩定,不產生二次氧化。
選用的塗料粘附力要強,澆注過程中不產生剝落而進入鑄件中形成夾渣。
(4) 熱裂
預防產生熱裂的措施:
實際澆注系統時應避免局部過熱,減少內應力。
模具及型芯斜度必須保證在2°以上,澆冒口一經凝固即可抽芯開模,必要時可用砂芯代替金屬型芯。
控制塗料厚度,使鑄件各部分冷卻速度一致。
根據鑄件厚薄情況選擇適當的模溫。
細化合金組織,提高熱裂能力。
改進鑄件結構,消除尖角及壁厚突變,減少熱裂傾向。
(5) 疏鬆
預防產生疏鬆的措施:
合理冒口設置,保證其凝固,且有補縮能力。
適當調低金屬型模具工作溫度。
控制塗層厚度,厚壁處減薄。
調整金屬型各部位冷卻速度,使鑄件厚壁處有較大的激冷能力。
適當降低金屬澆注溫度。

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