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鋁合金壓鑄件的設(shè)計(jì)和質(zhì)量要求
發(fā)布時(shí)間:2021-10-26   瀏覽:3249次

鋁合金壓鑄件的設(shè)計(jì)和質(zhì)量要求

壓鑄工藝簡介

壓力鑄造(簡稱壓鑄)是近代金屬成型加工工藝中發(fā)展較快的一種少無切削的特種鑄造方法。工藝實(shí)質(zhì)是在高壓作用下,使液態(tài)或半液態(tài)金屬以較高的速度充填壓鑄型型腔,并在壓力下成型和凝固而獲得鑄件的方法。

壓鑄工藝的特點(diǎn):高速高壓是壓力鑄造的主要特征。常用的工作壓力為數(shù)十兆帕,填充速度約為16~80m/s,金屬液填充模具型腔時(shí)間極短,約為0.01~0.2s。與其它鑄造方法相比,壓鑄有以下三方面優(yōu)點(diǎn):

1.產(chǎn)品質(zhì)量好

鑄件尺寸精度高,一般相當(dāng)于6~7級(jí),甚至可達(dá)4級(jí);表面光潔度好,一般相當(dāng)于5~8級(jí);強(qiáng)度和硬度較高,強(qiáng)度一般比砂型鑄造提高25~30%,但延伸率降低約70%;尺寸穩(wěn)定,互換性好;可壓鑄薄壁復(fù)雜的鑄件。

2.生產(chǎn)效率高

機(jī)器生產(chǎn)率高,例如國產(chǎn)J1113型臥式冷空壓鑄機(jī)平均八小時(shí)可壓鑄600~700次,小型熱室壓鑄機(jī)平均每八小時(shí)可壓鑄3000~7000次;壓鑄型壽命長,一付壓鑄型,壓鑄鐘合金,壽命可達(dá)幾十萬次,上百萬次;易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。

3.經(jīng)濟(jì)效果優(yōu)良

由于壓鑄件表泛光潔等優(yōu)點(diǎn)。一般不再進(jìn)行機(jī)械加工而直接使用,或加工量很小,所以既提高了金屬利用率,又減少了大量的加工設(shè)備和工時(shí);鑄件價(jià)格便易;可以采用組合壓鑄以其他金屬或非金屬材料。既節(jié)省裝配工時(shí)又節(jié)省金屬。

壓鑄是金屬成型方法之一,是實(shí)現(xiàn)少切屑,無切屑的有效途徑,應(yīng)用很廣,發(fā)展很快。目前壓鑄合金不再局限于有色金屬的鋅、鋁、鎂和銅,而且也逐漸擴(kuò)大用來壓鑄鑄鐵和鑄鋼件。壓鑄件的尺寸和重量,取決于壓鑄機(jī)的功率。由于壓鑄機(jī)的功率不斷增大,鑄件形尺寸可以從幾毫米到1~2m;重量可以從幾克到數(shù)十公斤。國外可壓鑄直徑為2m,重量為50kg的鋁鑄件。

壓鑄合金

用于生產(chǎn)壓鑄件的金屬材料有多為鋁合金、純鋁、鋅合金、銅合金、鎂合金、鉛合金、錫合金等有色金屬,黑色金屬很少采用。

壓鑄鋁合金材料常識(shí)

1.硅(Si)

硅是大多數(shù)壓鑄鋁合金的主要元素。硅與鋁能組成固溶體。在577℃時(shí),硅在鋁中的溶解度為1.65%,室溫時(shí)為0.2%、含硅量至11.7%時(shí),硅與鋁形成共晶體。提高合金的高溫造型性,減少收縮率,無熱裂傾向。當(dāng)合金中含硅量超過共晶成分,而銅、鐵等雜質(zhì)又多時(shí),即出現(xiàn)游離硅的硬質(zhì)點(diǎn),使切削加工困難,高硅鋁合金對(duì)鑄件坩堝的熔蝕作用嚴(yán)重。

2. 銅(Cu)

銅和鋁組成固溶體,當(dāng)溫度在548℃時(shí),銅在鋁中的溶解度應(yīng)為5.65%,室溫時(shí)降至0.1%左右,增加含銅量,能提高合金的流動(dòng)性,抗拉強(qiáng)度和硬度,但降低了耐蝕性和塑性,熱裂傾向增大。

3. 鎂(Mg)

在高硅鋁合金中加入少量(約0.2~0.3%)的鎂,可提高強(qiáng)度,提高了合金的切削加工性。含鎂8%的鋁合金具有優(yōu)良的耐蝕性,但其鑄造性能差,在高溫下的強(qiáng)度和塑性都低,冷卻時(shí)收縮大,故易產(chǎn)生熱裂和形成疏松。

4. 鋅(Zn)

鋅在鋁合金中能提高流動(dòng)性,增加熱脆性,降低耐蝕性,故應(yīng)控制鋅的含量在規(guī)定范圍中。

5. 鐵(Fe)

在所有鋁合金中都含有害雜質(zhì)。因鋁合金中含鐵量太高時(shí),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(jī)械性能,這種組織還會(huì)使合金的流動(dòng)性減低,熱裂性增大,但由于鋁合金對(duì)模具的粘附作用十分強(qiáng)烈,當(dāng)鐵含量在0.6%以下時(shí)尤為強(qiáng)烈。當(dāng)超過0.6%后,粘模現(xiàn)象便大為減輕,故含鐵量一般應(yīng)控制在0.6~1%范圍內(nèi)對(duì)壓鑄是有好處的,但不能超過 1.5%。

6. 錳(Mn)

錳在鋁合金中能減少鐵的有害影響,能使鋁合金中由鐵形成的片狀或針狀組織變?yōu)榧?xì)密的晶體組織,故一般鋁合金允許有0.5%以下的錳存在。含錳量過高時(shí),會(huì)引起偏析。

7. 鎳(Ni)

鎳在鋁合金中能提高合金的強(qiáng)度和硬度,降低耐蝕性。鎳與鐵的作用一樣,能減少合金對(duì)模具的熔蝕,同時(shí)又能中和鐵的有害影響,提高合金的焊接性能。

當(dāng)鎳含量在1~1.5%時(shí),鑄件經(jīng)拋光能獲得光潔的表面。由于鎳的來源缺乏,應(yīng)盡量少采用含鎳的鋁合金。

8. 鈦(Ti)

鋁合金中加入微量的鈦,能顯著細(xì)化鋁合金的晶粒組織,提高合金的機(jī)械性能,降低合金的熱裂傾向。


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