鑄造鋁合金工設1101趙靜

目錄簡介分類特性缺陷分析解決措施

簡介

可用金屬鑄造成形工藝直接獲得零件的鋁合金，鋁合

金鑄件。

該類合金的合金元素含量一般多于相應的變形鋁合金的含量。

鑄造鋁合金具有與變形鋁合金相同的合金體系，具有與變形鋁合金相同的強化機理﹙除應變強化外﹚，他們主要的差別在于：鑄造鋁合金中合金化元素硅的最大含量超過多數變形鋁合金中的硅含量。鑄造鋁合金除含有強化元素之外，還必須含有足夠量的共晶型元素﹙通常是硅﹚，以使合金有相當的流動性，易與填充鑄造時鑄件的收縮縫。

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。

分類

按成分中鋁以外的主要元素硅、銅、鎂、鋅分為四類(1)鋁硅系合金，也叫“硅鋁明”或“矽鋁明”。有良好鑄造性能和耐磨性能，熱脹系數小，在鑄造鋁合金中品種最多，用量最大的合金，含硅量在10%～25%。有時添加0.2%～0.6%鎂的硅鋁合金，廣泛用于結構件，如殼體、缸體、箱體和框架等。有時添加適量的銅和鎂，能提高合金的力學性能和耐熱性。此類合金廣泛用于制造活塞等部件。(2)鋁銅合金，含銅4.5%～5.3%合金強化效果最佳，適當加入錳和鈦能顯著提高室溫、高溫強度和鑄造性能。主要用于制作承受大的動、靜載荷和形狀不復雜的砂型鑄件。(3)鋁鎂合金，密度最小(2.55g/cm3)，強度最高(355MPa左右)的鑄造鋁合金，含鎂12%，強化效果最佳。合金在大氣和海水中的抗腐蝕性能好，室溫下有良好的綜合力學性能和可切削性，可用于作雷達底座、飛機的發動機機匣、螺旋槳、起落架等零件，也可作裝飾材料。(4)鋁鋅系合金，為改善性能常加入硅、鎂元素，常稱為“鋅硅鋁明”。在鑄造條件下，該合金有淬火作用，即“自行淬火”。不經熱處理就可使用，以變質熱處理后，鑄件有較高的強度。經穩定化處理后，尺寸穩定，常用于制作模型、型板及設備支架等。。

鑄造鋁合金特性

為了獲得各種形狀與規格的優質精密鑄件，用于鑄造的鋁合金一般具有以下特性。

（1）有填充狹槽窄縫部分的良好流動性（2）有比一般金屬低的熔點，但能滿足極大部分情況的要求（3）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（4）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（5）鋁合金鑄造時，沒有熱脆開裂和撕裂的傾向（6）化學穩定性好，抗蝕性能強（7）不易產生表面缺陷，鑄件表面有良好的表面光潔度和光澤，而且易于進行表面處理（8）鑄造鋁合金的加工性能好，可用壓模、硬模、生砂和干砂模、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。

缺陷分析

氧化夾渣氣孔氣泡縮松裂紋

氧化夾渣

缺陷特征：氧化夾渣多分布在鑄件的上表面，在鑄型不通氣的轉角部位。斷口多呈灰白色或黃色，經x光透視或在機械加工時發現，也可在堿洗、酸洗或陽極化時發現產生原因：1．爐料不清潔，回爐料使用量過多2.澆注系統設計不良3．合金液中的熔渣未清除干凈4．澆注操作不當，帶入夾渣5.精煉變質處理后靜置時間不夠產生原因：1．澆注合金不平穩，卷入氣體2．型(芯)砂中混入有機雜質(如煤屑、草根馬糞等)3．鑄型和砂芯通氣不良4．冷鐵表面有縮孔5．澆注系統設計不良氣孔氣泡缺陷特征：三鑄件壁內氣孔一般呈圓形或橢圓形，具有光滑的表面，一般是發亮的氧化皮，有時呈油黃色。表面氣孔、氣泡可通過噴砂發現，內部氣孔氣泡可通過X光透視或機械加工發現氣孔氣泡在X光底片上呈黑色。縮松產生原因：1．冒口補縮作用差2．爐料含氣量太多3．內澆道附近過熱4．砂型水分過多，砂芯未烘干5．合金晶粒粗大6．鑄件在鑄型中的位置不當7．澆注溫度過高，澆注速度太快缺陷特征：鋁鑄件縮松一般產生在內澆道附近飛冒口根部厚大部位、壁的厚薄轉接處和具有大平面的薄壁處。在鑄態時斷口為灰色，淺黃色經熱處理后為灰白淺黃或灰黑色在x光底片上呈云霧狀嚴重的呈絲狀縮松可通過X光、熒光低倍斷口等檢查方法發現。裂紋產生原因：1．鑄件結構設計不合理，有尖角，壁的厚薄變化過于懸殊2．砂型(芯)退讓性不良3．鑄型局部過熱4．澆注溫度過高5．自鑄型中取出鑄件過早6．熱處理過熱或過燒，冷卻速度過激缺陷特征:

1．鑄造裂紋。沿晶界發展，常伴有偏析，是一種在較高溫度下形成的裂紋在體積收縮較大的合金和形狀較復雜的鑄件容易出現2．熱處理裂紋：由于熱處理過燒或過熱引起，常呈穿晶裂紋。常在產生應力和熱膨張系數較大的合金冷卻過劇。或存在其他冶金缺陷時產生

解決措施設備調整1）清理分型面，清理型腔，清理頂桿；改善涂料、改善噴涂工藝；增大鎖模力，增加澆注金屬量。這些靠簡單操作即可實施的措施。2）調整工藝參數、壓射力、壓射速度、充型時間、開模時間，澆注溫度、模具溫度等。3）換料，選擇質優的鋁合金錠，改變新料與回爐料的比例，改進熔煉工藝。4）修改模具，修改澆注系統，增加內澆口，增設溢流槽、排氣槽等。例如壓鑄件產生飛邊的原因有：1）壓鑄機問題：鎖模力調整不對。2）工藝問題：壓射速度過高，形成壓力沖擊峰過高。3）模具問題：變形，分型面上雜物，鑲塊、滑塊有磨損不平齊，模板強度不夠。解決飛邊的措施順序：清理分型面→提高鎖模力→調整工藝參數→修復模具磨損部位→提高模具剛度。從易到難，每做一步改進，先檢驗其效果，不行再進行第二步。原材料添加劑

在鑄造鋁合金中添加稀土可以有效的改善鑄造鋁合金的缺陷。1.稀土在鋁合金中的精煉作用(稀土元素可以改善夾雜物形態，凈化晶界)2.稀土對鋁合金的細化作用(有目的地抑制柱狀晶和雙柱狀晶生長，促進細小等軸晶形成，這種工藝過程就