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鋁鑄件的工藝性能 |
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鋁鑄件使用性能,一般理解為在充滿鑄型、結晶和制冷環(huán)節(jié)中表現(xiàn)比較突出的這些特性的綜合。流通性、收縮性、密封性、鑄造應力、呼吸性。鋁合金這些特點取決于合金的成分,卻也與鍛造要素、合金加溫溫度、鑄型的復雜性、澆冒口系統(tǒng)、澆口形狀等有關。 1、流通性 流通性是指合金液態(tài)填充鑄型的能力。流動性的尺寸決定合金能否鍛造復雜的鑄件。在鋁合金一共晶合金的流通性較好。 影響流通性的因素很多,主要是成份、溫度及其合金液態(tài)中存在氫氧化物、金屬化合物及其他污染物的固相顆粒,但外在的壓根要素為澆筑溫度及澆注壓力(俗稱澆筑拉力)的高低。 具體生產中,在合金已確定的情況下,除了加強冶煉工藝(精練與排渣)外,還必須改進鑄型工藝性(砂模透氣性、金屬型模具排氣及溫度),并在不影響鑄件品質的前提下提升澆筑溫度,確保合金的流通性。 2、收縮性 收縮性是鑄造鋁合金的主要特征之一。一般講,合金從液態(tài)澆筑到凝結,直到冷到室溫,共分為三個階段,分別為液體收縮、凝結收縮和固體收縮。合金的收縮性對鑄件品質有決定性的影響,它影響著鑄件的縮孔尺寸、應力的產生、裂痕的形成及尺寸的轉變。一般鑄件收縮又分為體收縮和線收縮,在實際生產中一般運用線收縮來衡量合金的收縮性。 鋁合金收縮尺寸,通常以百分比來表示,稱為收縮率。 (1)體收縮體收縮包含液態(tài)收縮與凝結收縮。 鍛造合金液從澆筑到凝結,在較后凝結的地方會有宏觀或顯微收縮,這類因收縮引起的宏觀縮孔肉眼可見,并分成集中縮孔和滲透性縮孔。集中縮孔的直徑大而集中,并分布在鑄件頂端或截面厚大的熱節(jié)處。滲透性縮孔外貌分散而細微,大部分分布在鑄件樞軸和熱節(jié)位置。顯微縮孔人眼無法見到,顯微縮孔大部分分布在晶界下或樹枝晶的枝晶間。 縮孔、松散是鑄件的主要缺陷之一,產生的原因是液體收縮超過固體收縮。生產中發(fā)覺,鑄造鋁合金凝結范疇越小,越易產生集中縮孔,凝結范疇越寬,越易產生滲透性縮孔,因而,在設計里務必使鑄造鋁合金符合順序凝結原則,即鑄件在液體到凝結期間的體收縮應獲得合金液的補充,是縮孔和松散集中在鑄件外界冒嘴中。對易產生分散松散的鋁合金鑄件,冒口設定數(shù)量比集中縮孔要多,并在易產生松散處設定冷鐵,增加部分冷卻速度,使之同時或快速凝固。 (2)線收縮線收縮尺寸將直接關系鑄件的質量。線收縮越多,鋁鑄件產生裂紋與應力的趨于也越大;冷卻后鑄件規(guī)格及形狀轉變也越大。 對于不同的鑄造鋁合金有不同的鍛造收縮率,即便同一合金,鑄件不同,收縮率也不同,在同一鑄件上,其長、寬、強的收縮率也不同。應根據(jù)實際情況而定。 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金屬晶粒間的結合性,大多沿晶界產生從裂痕斷口觀查可見裂痕處金屬往往被氧化,喪失金屬質感。裂痕沿晶界延伸,形狀呈鋸齒狀,表層較寬,內部較窄,有的則透過整個鑄件的端面。 不同鋁合金鑄件產生裂紋的傾向也不同,這是因為鋁鑄合金凝固過程中開始產生完整的結晶框架的溫度與凝結溫度之差越多,合金收縮率越多,產生熱裂紋傾向也越大,即便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。生產中常選用退讓性鑄型,或改善鋁鑄合金的澆注系統(tǒng)等措施,使鋁鑄件防止產生裂紋。通常采用熱裂環(huán)法檢驗鋁鑄件熱裂紋。 4.密封性 鋁鑄合金密封性是指腔身型鋁鑄件在高壓氣體或液態(tài)的作用下不漏水水平,密封性事實上表征了鑄件內部組織致密與純凈的水平。 鋁鑄合金的密封性與合金的性質相關,合金凝結范疇越小,產生松散傾向也越小,同時產生析出性氣孔越小,則合金的密封性越大。同一種鋁鑄合金的密封性優(yōu)劣,還與鑄造工藝相關,如減少鋁鑄合金澆筑溫度、置放冷鐵以加速冷卻速度以及在壓力下凝結結晶等,都可使鋁鑄件的密封性提升。也可用浸滲法阻塞泄漏間隙來提高鑄件的密封性。 |
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