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鋁合金壓鑄件的設計和質量要求都有哪些?

2021-05-18

1.壓鑄技術和壓鑄鋁合金材料常識。

一、壓鑄技術介紹。

壓鑄(簡稱壓鑄)是近代金屬成形加工技術發展迅速的特殊鑄造方法。工藝本質上是在高壓作用下,使液態或半液態金屬以較高的速度填充壓鑄型腔,在壓力下成型凝固得到鑄件的方法。

壓鑄技術的特點:高速高壓是壓鑄的主要特點。常用的工作壓力為數十兆帕,填充速率約為16~80m/s,金屬液填充模具型腔時間極短,約為0.01~0.2s。與其他鑄造方法相比,壓鑄具有以下三個優點

1.產品質量好。

鑄件尺寸精度高,一般相當于6~7級,甚至可達到4級的表面清潔度好,一般相當于5~8級的強度和硬度高,強度一般比砂型鑄造高25~30%,但伸長率下降約70%的尺寸穩定,可壓鑄可兼容性高的薄壁復雜鑄件。例如,目前鋅合金壓鑄件的壁厚可達0.3mm;鋁合金鑄件可達0.5mm;鑄造孔徑為0.7mm;螺距為0.75mm。

2.生產效率高。

機械生產率高,如國產J113型臥式冷空壓鑄機平均8小時可壓鑄600~700次,小型熱室壓鑄機平均8小時可壓鑄3000~7000次,壓鑄型壽命長,壓鑄型,壓鑄鐘合金,壽命數十萬次,甚至數百萬次

3.經濟效益優良。

壓鑄件尺寸正確,表面光滑等優點。一般不進行機械加工而直接使用,或者加工量小,提高金屬利用率,減少大量加工設備和時間的鑄件價格方便,可以組合壓鑄其他金屬或非金屬材料。節約組裝時間和金屬。

壓鑄是金屬成型方法之一,是實現少切屑、無切屑的有效途徑,應用廣泛,發展迅速。目前,壓鑄合金不再局限于有色金屬的鋅、鋁、搪瓷和銅,也逐漸擴大用于壓鑄鑄鐵和鑄鋼。壓鑄件的尺寸和重量取決于壓鑄機的功率。由于壓鑄機的功率不斷增大,鑄件的尺寸可以從幾毫米到1~2米;重量可以從幾克到幾十公斤。國外可壓鑄直徑為2m,重量為50kg的鋁鑄件。

二、壓鑄合金。

生產壓鑄件的金屬材料多為鋁合金、純鋁、鋅合金、銅合金、鎂合金、鉛合金、錫合金等有色金屬,黑金屬很少被采用。

壓鑄合金的基本要求:

三、壓鑄鋁合金材料常識。

公司常用的壓鑄材料為壓鑄鋁合金,代號為YL102(國標材料)和ADC12(日本標準材料)。

國標GB/T15115和日本標準JISH5302分別規定了壓鑄鋁合金的品牌、編號、化學成分、檢查方法和檢查規則等

ADC12相當于YL104,但性能參數、化學成分不一定等,特別是性能大不相同。

壓鑄鋁合金各要素的作用和影響。

1.硅(Si)

硅是大多數壓鑄鋁合金的主要因素??梢愿纳坪辖鸬蔫T造性能。硅和鋁可以構成固溶體。577℃時,硅在鋁中的溶解度為1.65%,室溫為0.2%,硅含量為11.7%時,硅與鋁形成共晶體。提高合金的高溫造型性,減少收縮率,無熱裂趨勢。合金中硅含量超過共晶成分,銅、鐵等雜質多時,游離硅硬質點出現,切削加工困難,高硅鋁合金對鑄件穴位的熔蝕作用嚴重。

2.銅(Cu)

銅和鋁構成固溶體,溫度為548℃時,銅在鋁中的溶解度為5.65%,室溫下降到0.1%左右,增加銅含量,提高合金流動性,提高拉伸強度和硬度,但降低耐腐蝕性和塑性,增加熱裂傾向。

3.鎂(Mg)

在高硅鋁合金中加入少量(約0.2~0.3%)鎂,可以提高強度和屈服極限,提高合金的切削加工性。含鎂8%的鋁合金具有優異的耐腐蝕性,但鑄造性能差,高溫下強度和塑性低,冷卻時收縮大,容易產生熱裂紋和疏松癥。

4.鋅(Zn)

鋅在鋁合金中金中提高流動性,增加熱脆性,降低耐腐蝕性,因此應控制鋅的含量在規定范圍內。

5.鐵(Fe)

所有鋁合金都含有有害雜質。鋁合金中鐵含量過高時,鐵以FeAl3、Fe2Al7和Al-Si-Fe的片狀或針狀組織存在于合金中,降低機械性能,該組織降低合金的流動性,增大熱裂性,但鋁合金對模具的附著作用非常強超過0.6%后,粘?,F象大幅減輕,鐵含量一般控制在0.6~1%以內對壓鑄有好處,但不得超過1.5%。

6.錳(Mn)

錳可以減少鋁合金中鐵的有害影響,使鋁合金中鐵形成的片狀或針狀組織成為細密的晶體組織,因此一般鋁合金允許錳存在0.5%以下。當含錳量過高時,會引起偏析。

7.鎳(Ni)

鎳可以在鋁合金中提高合金的強度和硬度,降低耐腐蝕性。鎳和鐵的作用一樣,可以減少合金對模具的熔蝕,同時也可以中和鐵的有害影響,提高合金的焊接性能。

鎳含量為1~1.5%時,鑄件可通過研磨獲得清潔的表面。由于鎳的來源不足,應盡量不使用含鎳的鋁合金。

8.鈦(Ti)

在鋁合金中加入微量鈦,可以顯著細分鋁合金晶粒組織,提高合金的機械性能,降低合金的熱裂傾向。





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