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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(jié)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(yīng)力、呼吸性。鋁合金這些特點(diǎn)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(fù)雜性、澆冒口系統(tǒng)、澆口形狀等有關(guān)。 1、流通性 流通性是指合金液態(tài)填充鑄型的能力。流動(dòng)性的尺寸決定合金能否鍛造復(fù)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(chǎn)中,在合金已確定的情況下,除了加強(qiáng)冶煉工藝(精練與排渣)外,還必須改進(jìn)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(zhì)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(jié),直到冷到室溫,共分為三個(gè)階段,分別為液體收縮、凝結(jié)收縮和固體收縮。合金的收縮性對(duì)鑄件品質(zhì)有決定性的影響,它影響著鑄件的縮孔尺寸、應(yīng)力的產(chǎn)生、裂痕的形成及尺寸的轉(zhuǎn)變。一般鑄件收縮又分為體收縮和線收縮,在實(shí)際生產(chǎn)中一般運(yùn)用線收縮來(lái)衡量合金的收縮性。 鋁合金收縮尺寸,通常以百分比來(lái)表示,稱為收縮率。 (1)體收縮體收縮包含液態(tài)收縮與凝結(jié)收縮。 鍛造合金液從澆筑到凝結(jié),在較后凝結(jié)的地方會(huì)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(xì)微,大部分分布在鑄件樞軸和熱節(jié)位置。顯微縮孔人眼無(wú)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(chǎn)生的原因是液體收縮超過(guò)固體收縮。生產(chǎn)中發(fā)覺,鑄造鋁合金凝結(jié)范疇越小,越易產(chǎn)生集中縮孔,凝結(jié)范疇越寬,越易產(chǎn)生滲透性縮孔,因而,在設(shè)計(jì)里務(wù)必使鑄造鋁合金符合順序凝結(jié)原則,即鑄件在液體到凝結(jié)期間的體收縮應(yīng)獲得合金液的補(bǔ)充,是縮孔和松散集中在鑄件外界冒嘴中。對(duì)易產(chǎn)生分散松散的鋁合金鑄件,冒口設(shè)定數(shù)量比集中縮孔要多,并在易產(chǎn)生松散處設(shè)定冷鐵,增加部分冷卻速度,使之同時(shí)或快速凝固。 (2)線收縮線收縮尺寸將直接關(guān)系鑄件的質(zhì)量。線收縮越多,鋁鑄件產(chǎn)生裂紋與應(yīng)力的趨于也越大;冷卻后鑄件規(guī)格及形狀轉(zhuǎn)變也越大。 對(duì)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(zhǎng)、寬、強(qiáng)的收縮率也不同。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定。 3、熱裂性 鋁鑄件熱裂紋的產(chǎn)生,主要是由于鑄件收縮應(yīng)力超過(guò)金屬晶粒間的結(jié)合性,大多沿晶界產(chǎn)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(zhì)感。裂痕沿晶界延伸,形狀呈鋸齒狀,表層較寬,內(nèi)部較窄,有的則透過(guò)整個(gè)鑄件的端面。 不同鋁合金鑄件產(chǎn)生裂紋的傾向也不同,這是因?yàn)殇X鑄合金凝固過(guò)程中開始產(chǎn)生完整的結(jié)晶框架的溫度與凝結(jié)溫度之差越多,合金收縮率越多,產(chǎn)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(jié)構(gòu)、澆注工藝等因素產(chǎn)生熱裂紋傾向也不同。生產(chǎn)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(chǎn)生裂紋。通常采用熱裂環(huán)法檢驗(yàn)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(shí)上表征了鑄件內(nèi)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(zhì)相關(guān),合金凝結(jié)范疇越小,產(chǎn)生松散傾向也越小,同時(shí)產(chǎn)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(guān),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(jié)結(jié)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(lái)提高鑄件的密封性。 |
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