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压铸铝合金材质特性_图文

作者:凯发app 日期:2020-05-31 10:02

  压铸铝合金材质特性_材料科学_工程科技_专业资料。1 压铸用合金种类 ? 主要压铸用合金材料有锡、铅、锌、 铝 、镁、铜等。 ? 以锌、铝合金应用最广镁、铜合金次 之。 ? 用于压铸锡、铅、锌合金的是低熔点 合金,以及铜系的高熔点合金等。

  1 压铸用合金种类 ? 主要压铸用合金材料有锡、铅、锌、 铝 、镁、铜等。 ? 以锌、铝合金应用最广镁、铜合金次 之。 ? 用于压铸锡、铅、锌合金的是低熔点 合金,以及铜系的高熔点合金等。 压铸用合金基本铸造特性 压铸被优先考虑其经济性,良好的生产特性, 但 是皆要以能够稳定的供给廉价的素材为前提。 ? 压铸用合金其具备的铸造特性包括: (1)良好的流动性和充填性 a. 熔汤在铸模内的流动长度要长。 b. 熔点或固相线温度低。 c. 凝固时间短。 d. 固相线温度的固相率小。 e. 表面张力和粘性小。 ? (2)浇口补充效果大,凝固收缩小。 (3)热裂少。 a. 高温强度大。 b. 固相率小。 c. 热膨胀系数小。 (4)与金属模的附著力小。 a. 和铁的化学亲和力小。 b. 熔汤不易氧化。 压铸用合金材料特性 优良的机械性质。 ? 质轻(比重,肉薄)。 ? 价格低廉、价格稳定。 ? 被切削性良好。 ? 普遍的耐腐蚀性良好。 ? 拔模斜度小。 ? 尺寸精度佳、尺寸安定。 ? 表面处理特性佳。 ? 物理性质佳。 ? 压铸用铝合金的化学成分 潜热 冷却曲线如图,纯金属物从熔融冷却时必 经历一等温变相(液-固),此时释放的热 量为潜热。 温 度 ℃ 时间→ 纯铝 纯铝延性高,没什么强度。高纯铝其凝固收 缩率高达6.6﹪,通常只用于马达转子的压铸。 ? 99.3﹪纯度的铝其导电率为标准铜的54 ﹪其 它杂质为铁和硅,其作用目的有防止粘模、 提高高温强度等。 ? Al-Si合金 ? 硅(Si) 为铝合金最重要也是主要成分, 是显著改善 其流动性的主要成分,从共晶到过共晶区段具有良 好的流动性。 Si性硬且脆,应避免其大块存于铝合金中以 免对铸件造成不良影响。 Si含量增 加 影响 流动性 耐磨 性 硬度 强度 加工 性 凝固收 缩率 延性 ↑增加 ↓减少 ↑ ↑ ↑ ↑ ↓ ↓ ↓ ? 调质 压铸制程的快速冷却,硅往往较细而散布。不过 试验显示在压铸制程中调质仍可将较不佳的针状或 片状共析组织打散成球转,改善延性及机械加工性。 高温强度 因压铸量产为求快,越高温顶出产出越快,Si含量 帮助高温强度的提升同时大为降低凝固收缩量,使 缩孔问题降低,对有气密性要求的非常重要。Si对 增进流动性有帮助。但对厚薄不均的铸件高硅(因 接近等温凝固)反而会阻礙压力传述,其实验显示 Si含量9﹪的A380反而较Si含量11﹪的A383材料缩 孔少。 ? 机械性质 随着Si 含量的增加,抗拉强度及硬度会增加。 导电性降低。Si 本身硬度很高,过共析铝合 金(ADC14)耐磨性高与铸铁匹比,常用来 做活塞;引擎本体。 ? 耐蚀性 因硅含量表面呈灰黑色,阳极处理亦会突显 压铸流纹。 ? Al-Cu合金 Cu在凝固中固相线℃时,CU在AL中含量 为5.65﹪,而室温时固容量为0.5﹪。 CU(铜) 元素可提高高温强度,有着于热处理的效果。 CU含量亦能增进流动性但效果不如Si显著。 ADC10压铸后会随时间强度、硬度逐渐变高,韧 性变低,即为CU渐渐析出造成,故需整平,矫直 须在24H 内完成。 铝合金内固熔铜量,使机械性质变佳,切削性也 佳。 但CU 会影响压铸铝合金的耐蚀性能。 Al-Mg合金 镁(Mg)成份由于极易氧、流动性不佳、凝固收缩 大,除非溶解及模具设计良好,很难得到少流纹的 压铸件故在压铸合金中Al-Mg合金系只有二种且使用 量不多。 ? Mg元素合金耐蚀性、极易氧化、流动性不佳、凝固 收缩大 。铝合金随Mg的含量的增加,抗拉强度硬度 都上升。 例如:380种的Mg含量若增加至0.3~0.5﹪,虽然 会影响铸造性,但可大幅度提高强度,硬度,机械 加工性。 ? Al-Si-Cu、Al-Si-Mg三元合金 Al-Si-Cu组成为Al、Si、Cu,故合金性质为前 述二元合金Al-Si、Al-Cu的折中综合体。 ADC12相较于ADC10应含Cu略低、Si含量略 高在各方面有较优的性质。 ? Al-Si-Mg合金有良好的强度、耐蚀性和延 性。 此类合金中会析出Mg2Si。Mg2Si有提高硬度, 强度的作用,但会降低延性。合金中Mg含量 需> 0.2﹪才有效用。 ? 其它合金元素的影响 Fe(铁)元素 铁少量可增加铝合金的强度、硬度,帮助提升高温 强度以免铸件热裂。 铝有亲铁性,会侵蚀铁。会以针状FeAl3的有害物析 出,但由于压铸的冷却速率很快,铸件组织细致, 不纯物影响不敏感。因此一般压铸元件会含约0.7~ 1.2﹪的Fe ,避免造成金属模粘着的现象。 成分最好控制在0.8 ~1.0﹪范围以下,以免因多量 的Fe 产生金属间化合物造成铸件上的硬点。 锌(Zn) ? Al-Zn二元合金的试验中,室温锌的最大固溶 量为2﹪,故锌含量在3﹪以下为压铸铝合金 规范所容许。太高(3﹪以上)会造成高温强 度不足、铸件在模中热裂,铸件强度变低。 Mg(镁)元素 在Al-Si-Cu合金中镁视为杂质,会生成脆性 的Mg2Si被视为不纯物。故规定其量要在0.3 ﹪以下,美国则严格规定在0.1 ﹪以下。 在Al-Si-Mg合金中镁含量不能小于0.2﹪。如 果要求A380 (ADC10)或413 铸件有更高 强度,硬度可提高镁含量再经过154℃,2~ 5小时的热处理。基本上来讲镁含量增加强度、 硬度、刚性增加、流动性降低。 Ni(镍)元素 镍在规范中容许量 <0.5﹪。对于铸件有特殊 需求在较高温使用,镍含量2~2.5﹪可提高 其强度及降低热膨胀性。和CU 一样,随着 含量的增加,其硬度、抗拉强度愈增,而耐 蚀性变差,可改善高温抗拉强度。 Mn(锰)元素 AL-0.3 ﹪ Mn合金流动性佳,使用于需耐蚀 的制品。添加在含铜硅的铝合金,可改善其 高温强度,但过量时,会有AL-Si-Fe-Mn的四 元化合物生成,导致铸件上硬点。 小结 压铸用合金种类 ? 压铸用合金基本铸造特性 ? 压铸用铝合金的化学成分 ? 合金元素的影响 ?

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