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鋁合金鑄造的工藝性能

  鋁合金鑄造工藝性能通常被理解為填充模具、結晶和冷卻過(guò)程中最突出的性能的組合。流動(dòng)性、收縮、氣密性、鑄造應力、吸氣。鋁合金的這些性能取決于合金的成分,但也與鑄造因素、合金加熱溫度、模具復雜性、澆注系統、澆口形狀等有關(guān)。
1、鋁合金鑄造流動(dòng)性:
  流動(dòng)性是指合金液體填充模具的能力。流動(dòng)性決定了合金能否鑄造復雜的鑄件。鋁合金中共晶合金的流動(dòng)性最好。影響流動(dòng)性的因素有很多,主要是合金液中金屬氧化物、金屬化合物等污染物的成分、溫度和固體顆粒,但外部基本因素是澆注溫度和澆注壓力(俗稱(chēng)澆注頭)。
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2、鋁合金鑄造的收縮率:
  收縮是鑄造鋁合金的主要特征之一。一般來(lái)說(shuō),合金從液態(tài)鑄造到凝固直到冷卻到室溫分為三個(gè)階段,即液態(tài)收縮、凝固收縮和固態(tài)收縮。合金的收縮對鑄件質(zhì)量有決定性的影響,它影響鑄件的縮孔尺寸、應力產(chǎn)生、裂紋形成和尺寸變化。通常鑄件收縮分為體積收縮和線(xiàn)性收縮。在實(shí)際生產(chǎn)中,線(xiàn)性收縮通常用于測量合金的收縮率。鋁合金的收縮率通常用百分比表示,稱(chēng)為收縮率。
3、鋁合金鑄造的熱裂紋:
  鋁鑄件中的熱裂紋主要是由鑄件的收縮應力超過(guò)金屬顆粒間的結合力引起的。大多數裂紋出現在晶界上。裂紋處的金屬經(jīng)常被氧化,失去光澤。裂紋沿晶界延伸,呈鋸齒形,表面較寬,內部較窄。一些裂紋穿透整個(gè)鑄件的端面。
4、鋁合金鑄造氣密性:
  鑄造鋁合金的氣密性是指腔型鋁鑄件在高壓氣體或液體的作用下不泄漏的程度。氣密性實(shí)際上代表鑄件內部結構的致密性和純度。鑄造鋁合金的氣密性與合金的性能有關(guān)。合金的凝固范圍越小,疏松傾向越小,沉淀孔隙率越小,合金的氣密性越高。同一鑄造鋁合金的氣密性也與鑄造工藝有關(guān),如降低鑄造鋁合金的鑄造溫度,放置冷鐵以加快冷卻速度,以及在壓力下凝固結晶。均可以提高鋁鑄件的氣密性。泄漏間隙也可以通過(guò)滲透來(lái)堵塞,以提高鑄件的氣密性。
5、鋁合金鑄造應力:
  鑄造應力包括熱應力、相變應力和收縮應力。各種壓力的原因是不同的。(1)熱應力,熱應力是由鑄件不同幾何形狀相交處均的不同截面厚度引起的冷卻不一致引起的。壓縮應力在薄壁處形成,導致鑄件中的殘余應力。(2)相變應力。相變應力是由于一些鑄造鋁合金在凝固后冷卻過(guò)程中發(fā)生相變而引起體積變化。主要原因是鋁鑄件的壁厚不是均,相變發(fā)生在不同時(shí)間的不同部位。(3)收縮應力是指鋁鑄件收縮時(shí),由于鑄型和型芯堵塞而產(chǎn)生的拉應力。這種應力是暫時(shí)的,鋁鑄件在拆包時(shí)會(huì )自動(dòng)消失。然而,不適當的拆包時(shí)間往往會(huì )導致熱裂紋,特別是對于由金屬模具鑄造的鋁合金而言,在這種應力下容易產(chǎn)生熱裂紋。
6、鋁合金鑄造的吸氣性
  鋁合金容易吸收氣體,這是鑄造鋁合金的主要特點(diǎn)。液態(tài)鋁和鋁合金成分與爐料、有機燃燒產(chǎn)物、鑄模等中的水反應。產(chǎn)生的氫氣被鋁液吸收。鋁合金熔體的溫度越高,它吸收的氫越多。700℃時(shí),氫在100克鋁中的溶解度為0.5 ~ 0.9。當溫度升至850℃時(shí),氫的溶解度增加2 ~ 3倍。當含有堿金屬雜質(zhì)時(shí),氫在鋁溶液中的溶解度增加。
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