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鋁鑄件的運用與工藝特性
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鋁鑄件使用性能,一般了解在充滿鑄型、結晶和制冷階段中表現比較突出的這些特征的綜合。流動性、收縮性、密閉性、鑄造應力、呼吸性。鋁合金這一特點取決于合金成分,但也與煅造因素、合金升溫溫度、鑄型的復雜性、澆冒口系統、澆口形狀等相關。


1、流動性


流通性是指合金液體添充鑄型能力。流動性規格決定合金能否煅造繁雜的鑄件。在鋁合金一共晶合金的流通性較好。


影響流動性的因素很多,通常是成分、溫度以及合金液體上存在氫氧化鎳、金屬化合物及其它污染物固相顆粒,但外在根本因素為澆制溫度及澆筑壓力(俗稱澆制拉力)高低。


實際生產中,在合金已確定的情形下,除了加強冶煉工藝(精煉與清渣)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),并在不改變鑄件質量的前提下提高澆制溫度,確保合金的流動性。


2、收縮性


收縮性是鑄造鋁合金的主要特征之一。一般講,合金從液體澆制到凝結,直至冷到室溫,共分為三個階段,分別是液態收縮、凝結收縮和固態收縮。合金的收縮性對鑄件質量有決定性的影響,它影響著鑄件的縮松規格、應力的產生、裂縫的形成及尺寸的改變。一般鑄件收縮又分為體收縮和線收縮,在實際生產中一般應用線收縮去衡量合金的收縮性。


鋁合金收縮規格,一般以百分比來描述,稱為收縮率。


(1)體收縮體收縮包括液體收縮與凝結收縮。


煅造合金液從澆制到凝結,在較后凝結的區域會有宏觀或顯微收縮,這種因收縮造成的宏觀縮松肉眼可見,并分為集中縮松和透水性縮松。集中縮松的直徑大且集中,并分布于鑄件頂部或截面厚大的熱節處。透水性縮松容貌分散而微小,大部分分布于鑄件樞軸和熱節位置。顯微縮松人眼沒法看到,顯微縮松大部分分布于晶界下或樹枝晶的枝晶間。


縮松、疏松是鑄件的重要缺點之一,形成的原因是液體收縮超出固態收縮。生產中發現,鑄造鋁合金凝結范圍越低,越易出現集中縮松,凝結范圍越寬,越易出現透水性縮松,因此,在設計里務必使鑄造鋁合金符合順序凝結原則,即鑄件在液態到凝結階段的體收縮應得到合金液的補充,是縮松和疏松集中在鑄件外部冒口中。對易出現分散分散的鋁合金鑄件,冒口設置數量比集中縮松需多,并在易出現疏松處設置冷鐵,提升部分冷卻速度,使其同時或快速凝固。


(2)線收縮線收縮規格將直接影響鑄件的品質。線收縮越大,鋁鑄件產生裂紋與應力的趨于也越大;冷后鑄件規格及形狀轉變也越大。


針對不同的鑄造鋁合金有不同的煅造收縮率,算同一合金,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。應根據實際情況來定。


3、熱裂性


鋁鑄件熱裂紋的形成,主要是由于鑄件收縮應力超出金屬晶粒間的結合性,大多沿晶界產生從裂縫斷口觀察可見裂縫處金屬通常被氧化,喪失金屬光澤。裂縫沿晶界延伸,形狀呈鋸齒形,表面較寬,內部較窄,有些則通過整個鑄件的端面。


不同鋁合金鑄件產生裂紋的趨勢也不同,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,合金收縮率越大,產生熱裂紋趨向也越大,算同一種合金也因鑄型的阻力、鑄件的構造、澆注工藝等因素產生熱裂紋趨向也不同。生產中常采用退讓性鑄型,或改善鋁鑄合金的澆注系統等舉措,使鋁鑄件避免產生裂紋。一般采用熱裂環法檢測鋁鑄件熱裂紋。


4、密閉性


鋁鑄合金密閉性是指腔身型鋁鑄件在高壓氣體或液體的影響下不滲水水準,密閉性實際上表現了鑄件內部組織致密與清澈的水準。


鋁鑄合金的密封性與合金的特性有關,合金凝結范圍越低,產生疏松趨向也越低,同時產生析出性氣孔越低,則合金的密閉性越大。同一種鋁鑄合金的密閉性好壞,還和鑄造工藝有關,如降低鋁鑄合金澆制溫度、擺放冷鐵以加速冷卻速度以及在壓力下凝結結晶等,都可使鋁鑄件的密閉性提高。還可用浸滲法堵塞泄露空隙來提升鑄件的密閉性。

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