壓鑄鋁合金材質(zhì)特性.ppt

1、1,壓鑄用鋁合金材質(zhì)的特性,主講人：韓景全,壓鑄用合金種類,主要壓鑄用合金材料有錫、鉛、鋅、鋁 、鎂、銅等。 以鋅、鋁合金應(yīng)用最廣鎂、銅合金次之。 用于壓鑄錫、鉛、鋅合金的是低熔點合金，以及銅系的高熔點合金等。,壓鑄用合金基本鑄造特性,壓鑄被優(yōu)先考慮其經(jīng)濟性，良好的生產(chǎn)特性， 但是皆要以能夠穩(wěn)定的供給廉價的素材為前提。 壓鑄用合金其具備的鑄造特性包括： （1）良好的流動性和充填性 a. 熔湯在鑄模內(nèi)的流動長度要長。 b. 熔點或固相線溫度低。 c. 凝固時間短。 d. 固相線溫度的固相率小。 e. 表面張力和粘性小。,（2）澆口補充效果大，凝固收縮小。 （3）熱裂少。 a. 高溫強度大。 b.

2、 固相率小。 c. 熱膨脹系數(shù)小。 （4）與金屬模的附著力小。 a. 和鐵的化學(xué)親和力小。 b. 熔湯不易氧化。,壓鑄用合金材料特性,優(yōu)良的機械性質(zhì)。 質(zhì)輕（比重，肉薄）。 價格低廉、價格穩(wěn)定。 被切削性良好。 普遍的耐腐蝕性良好。 拔模斜度小。 尺寸精度佳、尺寸安定。 表面處理特性佳。 物理性質(zhì)佳。,壓鑄用鋁合金的化學(xué)成分,潛熱,冷卻曲線如圖，純金屬物從熔融冷卻時必經(jīng)歷一等溫變相（液-固），此時釋放的熱量為潛熱。,溫度,時間,純鋁,純鋁延性高，沒什么強度。高純鋁其凝固收縮率高達(dá)6.6，通常只用于馬達(dá)轉(zhuǎn)子的壓鑄。 99.3純度的鋁其導(dǎo)電率為標(biāo)準(zhǔn)銅的54 其它雜質(zhì)為鐵和硅，其作用目的有防止粘模、

3、提高高溫強度等。,Al-Si合金,硅(Si) 為鋁合金最重要也是主要成分， 是顯著改善其流動性的主要成分，從共晶到過共晶區(qū)段具有良好的流動性。 Si性硬且脆，應(yīng)避免其大塊存于鋁合金中以免對鑄件造成不良影響。,調(diào)質(zhì) 壓鑄制程的快速冷卻，硅往往較細(xì)而散布。不過試驗顯示在壓鑄制程中調(diào)質(zhì)仍可將較不佳的針狀或片狀共析組織打散成球轉(zhuǎn)，改善延性及機械加工性。 高溫強度 因壓鑄量產(chǎn)為求快，越高溫頂出產(chǎn)出越快，Si含量 幫助高溫強度的提升同時大為降低凝固收縮量，使縮孔問題降低，對有氣密性要求的非常重要。Si對增進流動性有幫助。但對厚薄不均的鑄件高硅（因接近等溫凝固）反而會阻礙壓力傳述，其實驗顯示Si含量9的A3

4、80反而較Si含量11的A383材料縮孔少。,機械性質(zhì) 隨著Si 含量的增加，抗拉強度及硬度會增加。導(dǎo)電性降低。Si 本身硬度很高，過共析鋁合金（ADC14）耐磨性高與鑄鐵匹比，常用來做活塞；引擎本體。 耐蝕性 因硅含量表面呈灰黑色，陽極處理亦會突顯壓鑄流紋。,Al-Cu合金,Cu在凝固中固相線溫度548時，CU在AL中含量為5.65，而室溫時固容量為0.5。 CU（銅）元素可提高高溫強度，有著于熱處理的效果。 CU含量亦能增進流動性但效果不如Si顯著。 ADC10壓鑄后會隨時間強度、硬度逐漸變高，韌性變低，即為CU漸漸析出造成，故需整平，矯直須在24H 內(nèi)完成。 鋁合金內(nèi)固熔銅量，使機械性質(zhì)

5、變佳，切削性也佳。 但CU 會影響壓鑄鋁合金的耐蝕性能。,Al-Mg合金,鎂（Mg）成份由于極易氧、流動性不佳、凝固收縮大，除非溶解及模具設(shè)計良好，很難得到少流紋的壓鑄件故在壓鑄合金中Al-Mg合金系只有二種且使用量不多。 Mg元素合金耐蝕性、極易氧化、流動性不佳、凝固收縮大 。鋁合金隨Mg的含量的增加，抗拉強度硬度都上升。 例如：380種的Mg含量若增加至0.30.5，雖然會影響鑄造性，但可大幅度提高強度，硬度，機械加工性。,Al-Si-Cu、Al-Si-Mg三元合金,Al-Si-Cu組成為Al、Si、Cu,故合金性質(zhì)為前述二元合金Al-Si、Al-Cu的折中綜合體。ADC12相較于ADC1

6、0應(yīng)含Cu略低、Si含量略高在各方面有較優(yōu)的性質(zhì)。 Al-Si-Mg合金有良好的強度、耐蝕性和延 性。此類合金中會析出Mg2Si。Mg2Si有提高硬度，強度的作用，但會降低延性。合金中Mg含量需 0.2才有效用。,Fe（鐵）元素 鐵少量可增加鋁合金的強度、硬度，幫助提升高溫強度以免鑄件熱裂。 鋁有親鐵性，會侵蝕鐵。會以針狀FeAl3的有害物析出，但由于壓鑄的冷卻速率很快，鑄件組織細(xì)致，不純物影響不敏感。因此一般壓鑄元件會含約0.71.2的Fe ，避免造成金屬模粘著的現(xiàn)象。 成分最好控制在0.8 1.0范圍以下，以免因多量的Fe 產(chǎn)生金屬間化合物造成鑄件上的硬點。,其它合金元素的影響,鋅（Zn）

7、,Al-Zn二元合金的試驗中，室溫鋅的最大固溶量為2，故鋅含量在3以下為壓鑄鋁合金規(guī)范所容許。太高（3以上）會造成高溫強度不足、鑄件在模中熱裂，鑄件強度變低。,Mg(鎂）元素,在Al-Si-Cu合金中鎂視為雜質(zhì)，會生成脆性的Mg2Si被視為不純物。故規(guī)定其量要在0.3 以下，美國則嚴(yán)格規(guī)定在0.1 以下。 在Al-Si-Mg合金中鎂含量不能小于0.2。如果要求A380 （ADC10）或413 鑄件有更高強度，硬度可提高鎂含量再經(jīng)過154，25小時的熱處理?；旧蟻碇v鎂含量增加強度、硬度、剛性增加、流動性降低。,Ni（鎳）元素,鎳在規(guī)范中容許量 0.5。對于鑄件有特殊需求在較高溫使用，鎳含量22.5可提高其強度及降低熱膨脹性。和CU 一樣，隨著含量的增加，其硬度、抗拉強度愈增，而耐蝕性變差，可改善高溫抗拉強度。,Mn（錳）元素,AL-0.3 Mn合金