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      鋁合金壓鑄工藝

      鑄造工藝

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      鑄造工藝

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         鋁合金鑄造工藝性能,通常理解為在充滿鑄型、結晶和冷卻過程中表現Z為突出的那些性能的綜合。流動性、收縮性、熱烈性、氣密性、鑄造應力、吸氣性。鋁合金這些特性取決于合金的成分,但也與鑄造因素、合金加熱溫度、鑄型的復雜程度、澆冒口系統、澆口形狀等有關。 

      (1) 流動性

      流動性是指合金液體充填鑄型的能力。流動性的大小決定合金能否鑄造復雜的鑄件。在鋁合金中共晶合金的流動性Z好。

      影響流動性的因素很多,主要是成分、溫度以及合金液體中存在金屬氧化物、金屬化合物及其他污染物的固相顆粒,但外在的根本因素為澆注溫度及澆注壓力(俗稱澆注壓頭)的高低。

      (2) 收縮性

      收縮性是鑄造鋁合金的主要特征之一。一般講,合金從液體澆注到凝固,直至冷到室溫,共分為三個階段,分別為液態收縮、凝固收縮和固態收縮。合金的收縮性對鑄件質量有決定性的影響,它影響著鑄件的縮孔大小、應力的產生、裂紋的形成及尺寸的變化。通常鑄件收縮又分為體收縮和線收縮,在金澄的實際生產中一般用線收縮來衡量合金的收縮性。鋁合金收縮大小,通常以百分數來表示,稱為收縮率。

      (3) 熱裂性

      鋁鑄件熱裂紋的產生,主要是由于鑄件收縮應力超過了金屬晶粒間的結合力而產生的,不同鋁合金鑄件產生裂紋的傾向也不同,這是因為鑄鋁合金凝固過程中開始形成完整的結晶框架的溫度與凝固溫度之差越大,合金收縮率就越大,產生熱裂紋傾向也越大,即使同一種合金也因鑄型的阻力、鑄件的結構、澆注工藝等因素產生熱裂紋傾向也不同。

      在金澄精密的生產中我們都通常采用退讓性鑄型,或改進鑄鋁合金的澆注系統等措施,使鋁鑄件避免產生裂紋。通常采用熱裂環法檢測鋁鑄件熱裂紋。 

      (4) 氣密性

      鑄鋁合金氣密性是指腔體型鋁鑄件在高壓氣體或液體的作用下不滲漏程度,氣密性實際上表征了鑄件內部組織致密與純凈的程度。

      據我在金澄精密工作中發現,鑄鋁合金的氣密性與合金的性質是有關系的,合金凝固范圍越小,產生疏松傾向也越小,同時產生析出性氣孔越小,則合金的氣密性就越高。同一種鑄鋁合金的氣密性好壞,還與鑄造工藝有關,如降低鑄鋁合金澆注溫度、放置冷鐵以加快冷卻速度以及在壓力下凝固結晶等,均可使鋁鑄件的氣密性提高。我在金澄精密的時候也會使用浸滲法堵塞泄露空隙來提高鑄件的氣密性。

      (5) 鑄造應力

      鑄鋁合金件中的殘留應力降低了合金的力學性能,影響鑄件的加工精度。鋁鑄件中的殘留應力可通過退火處理消除。合金因導熱性好,冷卻過程中無相變,只要鑄件結構設計合理,鋁鑄件的殘留應力一般較小。

      (6) 吸氣性

      鋁合金易吸收氣體,是鑄造鋁合金的主要特性。液態鋁及鋁合金的組分與爐料、有機物燃燒產物及鑄型等所含水分發生反應而產生的氫氣被鋁液體吸收所致。 

      鋁合金熔液溫度越高,吸收的氫也越多;在700℃時,每100g鋁中氫的溶解度為0.5~0.9,溫度升高到850℃時,氫的溶解度增加2~3倍。當含堿金屬雜質時,氫在鋁液中的溶解度顯著增加。 

      鑄鋁合金除熔煉時吸氣外,在澆入鑄型時也會產生吸氣,進入鑄型內的液態金屬隨溫度下降,氣體的溶解度下降,析出多余的氣體,有一部分逸不出的氣體留在鑄件內形成氣孔,這就是通常稱的“針孔”。氣體有時會與縮孔結合在一起,鋁液中析出的氣體留在縮孔內。若氣泡受熱產生的壓力很大,則氣孔表面光滑,孔的周圍有一圈光亮層;若氣泡產生的壓力小,則孔內表面多皺紋,看上去如“蒼蠅腳”,仔細觀察又具有縮孔的特征。 

      鑄鋁合金液中含氫量越高,鑄件中產生的針孔也越多。鋁鑄件中針孔不僅降低了鑄件的氣密性、耐蝕性,還降低了合金的力學性能。要獲得無氣孔或少氣孔的鋁鑄件,關鍵在于熔煉條件。金澄精密在熔煉時會添加覆蓋劑保護,這樣合金的吸氣量就會大為減少。對鋁熔液作精煉處理,可有效控制鋁液中的含氫量。


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