鋁合金鑄造工藝性能,通常理解為在充滿鑄型、結(jié)晶和冷卻過程中表現(xiàn)最為突出的那些性能的綜合。流動性、收縮性、氣密性、鑄造應(yīng)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(fù)雜程度、澆冒口系統(tǒng)、澆口形狀等有關(guān)。
(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(fù)雜的鑄件。在鋁合金中共晶合金的流動性最好。
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。
實(shí)際生產(chǎn)中,在合金已確定的情況下,除了強(qiáng)化熔煉工藝(精煉與除渣)外,還必須改善鑄型工藝性(砂模透氣性、金屬型模具排氣及溫度),并在不影響鑄件質(zhì)量的前提下提高澆注溫度,保證合金的流動性。
(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(tài)收縮、凝固收縮和固態(tài)收縮。合金的收縮性對鑄件質(zhì)量有決定性的影響,它影響著鑄件的縮孔大小、應(yīng)力的產(chǎn)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,在實(shí)際生產(chǎn)中一般應(yīng)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?jǐn)?shù)來表示,稱為收縮率。
①體收縮
體收縮包括液體收縮與凝固收縮。
鑄造合金液從澆注到凝固,在最后凝固的地方會出現(xiàn)宏觀或顯微收縮,這種因收縮引起的宏觀縮孔肉眼可見,并分為集中縮孔和分散性縮孔。集中縮孔的孔徑大而集中,并分布在鑄件頂部或截面厚大的熱處。分散性縮孔形貌分散而細(xì)小,大部分分布在鑄件軸心和熱節(jié)部位。顯微縮孔肉眼難以看到,顯微縮孔大部分分布在晶界下或樹枝晶的枝晶間??s孔和疏松是鑄件的主要缺陷之一,產(chǎn)生的原因是液態(tài)收縮大于固態(tài)收縮。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn),鑄造鋁合金凝固范圍越小,越易形成集中縮孔,凝固范圍越寬,越易形成分散性縮孔,因此,在設(shè)計(jì)中必須使鑄造鋁合金符合順序凝固原則,即鑄件在液態(tài)到凝固期間的體收縮應(yīng)得到合金液的補(bǔ)充,是縮孔和疏松集中在鑄件外部冒口中。對易產(chǎn)生分散疏松的鋁合金鑄件,冒口設(shè)置數(shù)量比集中縮孔要多,并在易產(chǎn)生疏松處設(shè)置冷鐵,加大局部冷卻速度,使其同時或快速凝固。
②線收縮
線收縮大小將直接影響鑄件的質(zhì)量。線收縮越大,鋁鑄件產(chǎn)生裂紋與應(yīng)力的趨向也越大;冷卻后鑄件尺寸及形狀變化也越大。對于不同的鑄造鋁合金有不同的鑄造收縮率,即使同一合金,鑄件不同,收縮率也不同,在同一鑄件上,其長、寬、高的收縮率也不同。應(yīng)根據(jù)具體情況而定。
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