压铸件 铸铝件

压铸铝合金材料中各元素的作用特性和影响

摘要:压铸铝合金材料中:硅(Si)铜(Cu)镁(Mg) 锌(Zn)铁(Fe)锰(Mn)镍(Ni) 钛(Ti)锶、锆、铬各元素对压铸件的作用与影响。...

压铸件质量的好坏跟选用的原材料有关系,想要压铸出优质的压铸件的前提条件是得选优质的原材料。

1. 硅(Si)-压铸铝合金元素 

硅是大多数压铸铝合金的主要元素。它能改善合金的铸造性能,一般含量在9.6%-12%,含硅量超过12%时,硅与铝形成过共晶体,而铜、铁等杂质又多时,即出现游离硅的硬质点,使得切削加工困难,高硅铝合金对铸件坩埚的熔蚀作用严重。硅与铝能组成固溶体。在577℃时,硅在铝中的溶解度为1.65%,室温时为0.2%、含硅量至11.7%时,硅与铝形成共晶体。提高合金的高温流动性、提高耐磨性、减少热裂倾向及收缩率。二元铝基合金有高的耐蚀性。当合金中含硅量超过共晶成分,而铜、铁等杂质又多时,即出现游离硅的硬质点,使切削加工困难,高硅铝合金对铸件坩埚的熔蚀
作用严重。

2. 铜(Cu)--压铸铝合金元素  

铜和铝组成固溶体,当温度在548℃时,铜在铝中的溶解度应为5.65%,室温时降至0.1%左右,合金中铜含量通常在1.5% ~3.5%,增加含铜量,能提高合金的流动性,抗拉强度和硬度,但降低了耐蚀性和塑性,热裂倾向增大。

3. 镁(Mg)--压铸铝合金元素 

 在高硅铝合金中加入少量(约0.2~0.3%)的镁,可提高强度和屈服极限,提高了合金的切削加工性。 含镁8%的铝合金具有优良的耐蚀性,当含镁量过高,铸造性能变差,在高温下的强度和塑性都低,冷却时收缩大,故易产生热裂和形成疏松。
 

4. 锌(Zn)--压铸铝合金元素 

 锌在铝合金中能提高流动性,提高铸造性能,提高抗拉强度,但热裂倾向增大,抗蚀性降低,一般要小于1.2%。至于含锌量很高的ZL401铝合金却具有较好的铸造性能和机械性能,切削加工也比较好。
 

5. 铁(Fe)--压铸铝合金元素 

 在所有铝合金中都含有害杂质。因铝合金中含铁量太高时,铁以FeAl3、Fe2Al7 和Al-Si-Fe的片状或针状组织存在于合金中,降低机械性能,这种组织还会使合金的流动性减低,热裂性增大,但由于铝合金对模具的粘附作用十分强烈,当铁含量在0.6%以下时尤为强烈。当超过0.6%后,粘模现象便大为减轻,故含铁量一般应控制在0.6~1%范围内对压铸是有好处的,但最高不能超过 1.5%。

6. 锰(Mn)--压铸铝合金元素 

 锰在铝合金中能减少铁的有害影响,能使铝合金中由铁形成的片状或针状组织变为细密的晶体组织,故一般铝合金允许有0.5%以下的锰存在。含锰量过高时,会引起偏析。

7. 镍(Ni)--压铸铝合金元素 

 镍在铝合金中能提高合金的强度和硬度,降低耐蚀性。镍与铁的作用一样,能减少合金对模具的熔蚀,同时又能中和铁的有害影响,提高合金的焊接性能。当镍含量在1~1.5%时,铸件经抛光能获得光洁的表面。由于镍的来源缺乏,应尽量少采用含镍的铝合金。

8. 钛(Ti)--压铸铝合金元素 

  铝合金中加入微量的钛,能显著细化铝合金的晶粒组织,提高合金的机械性能,降低合金的热裂倾向

9、锶--压铸铝合金元素 

 锶是表面活性元素,在结晶学上锶能改变金属间
 化合物相的行为。因此用锶元素进行变质处理能改善合金的塑性加工性和最终产品质量。由于锶的变质有效时间长、效果和再现性好等优点,近年来Al-Si铸 造合金中取代了钠的使用。对挤压用铝合金中加入0.015%~0.03%锶,使铸锭中β-AlFeSi相变成汉字形α-AlFeSi相,减少了铸锭均匀化时间60%~70%,提高材料力学性能和塑性加工性;改善制品表面粗糙度。对于高硅(10%~13%)变形铝合金中加入0.02%~0.07%锶元素,可使初晶减少至最低限度,力学性能也显著提高,抗拉强度бb由233MPa提高到236MPa
,屈服强度б0.2由204MPa提高到210MPa,延伸率б5由9%增至12%。在过共晶Al-Si合金中加入锶,能减小初晶硅粒子尺寸,改善塑性加工性能,可顺利地热轧和冷轧。
 

10、锆--压铸铝合金元素 

 锆也是铝合金的常用添加剂。一般在铝合金中加入量为0.1%~0.3%,锆和铝形成ZrAl3化合物,可阻碍再
结晶过程,细化再结晶晶粒。锆亦能细化铸造组织,但比钛的效果小。有锆存在时,会降低钛和硼细化
晶粒的效果。在Al-Zn-Mg-Cu系合金中,由于锆对淬火敏感性的影响比铬和锰的小,因此宜用锆来代替
铬和锰细化再结晶组织。
 

11、铬--压铸铝合金元素 

 铬在Al-Mg-Si系、Al-Mg-Zn系、Al-Mg系合金中常见的添加元素。600℃时,铬在铝中溶解度为0.8%,室温时基本上不溶解。铬在铝中形成(CrFe)Al7和(
CrMn)Al12等金属间化合物,阻碍再结晶的形核和长大过程,对合金有一定的强化作用,还能改善合金韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性。但会场增加淬火敏感性,使阳极氧化膜呈黄色。铬在铝合金中的添加量一般不超过0.35%,并随合金中过渡元素的增加而降低。

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