?鑄造鋁合金的分類(lèi)

為了獲得各種形狀與規(guī)格的優(yōu)質(zhì)精密鑄件，用于鑄造的鋁合金應(yīng)具有如下優(yōu)良特性，其中最關(guān)鍵的是流動(dòng)性和可填充性，其主要特性如下：

①填充狹窄部分的良好流動(dòng)性;

②適應(yīng)其他許多金屬要求的低熔點(diǎn);

③熔融鋁的熱量可快速向鑄模傳遞，鑄造周期較短;

④氫是合金中唯一具有較好溶解性的氣體，且鋁中氫的可溶性可通過(guò)處理得到時(shí)效控制;

⑤鋁合金鑄造時(shí)沒(méi)有熱脆開(kāi)裂和撕裂傾向;

⑥化學(xué)穩(wěn)定性好，有高的抗蝕性能;

⑦良好的鑄造表面光潔度，鑄件表面光澤，很少或沒(méi)有表面缺陷。

鑄造鋁合金具有與變形鋁合金相同的合金系。鑄造鋁合金同樣可分為不可熱處理強(qiáng)化和可熱處理強(qiáng)化兩大類(lèi)。除含有相應(yīng)的強(qiáng)化元素外，還必須含有足夠量的共晶形元素（主要是硅）使合金具有相當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)性，并易于填充鑄造時(shí)鑄件的收縮。所以鑄造鋁合金中硅元素的最大含量超過(guò)多數(shù)變形鋁合金中硅的含量，這也是變形鋁合金和鑄造鋁合金的主要差別。

鋁-硅成分相圖示出了單一的共晶形系統(tǒng)的狀況，該共晶系統(tǒng)使多數(shù)高硅鋁鑄件能大量生產(chǎn)。硅含量范圍大約從4%到共晶點(diǎn)12%時(shí)，可減少?gòu)U料損失，能生產(chǎn)形狀復(fù)雜多變的鑄件，并使鑄件具有較好的表面和內(nèi)在質(zhì)量，具有這些優(yōu)點(diǎn)是因?yàn)楣柙鰪?qiáng)了熔融鋁的流動(dòng)性，減少了裂紋，把收縮孔隙降到最低程度。

1、鋁--硅系鑄造鋁合金(相當(dāng)于4×××系）

硅是該系合金的主要合金元素。如在合金中添加銅和鎂元素,可使合金通過(guò)熱處理強(qiáng)化。特別是銅含量較高的合金,不但具有較高的強(qiáng)度,而且還具有較好的鑄造性能和耐熱性能,但抗蝕性能較差。合金中的鐵雜質(zhì)可降低合金強(qiáng)度、塑性和抗蝕性,常向合金中添加錳來(lái)消除。鈦能使鑄件晶粒細(xì)化,改善鑄造性能。

該系合金抗蝕性、焊接性、流動(dòng)性均好,膨脹系數(shù)、收縮率小,適于鑄造復(fù)雜零件。

2、鋁--銅系鑄造鋁合金(相當(dāng)于2×xx系)

銅是該系合金的主要合金元素,含量在4%~5%。合金中鐵和硅等有害雜質(zhì)元素能降低合金的強(qiáng)度和塑性。該系合金可經(jīng)熱處理強(qiáng)化,獲得相當(dāng)高的強(qiáng)度和韌性,特別是用鐵含量低于0.15%的鑄錠來(lái)制造則更是如此。該系合金如能以特定的工藝減少凝固時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力,就能成功地用于生產(chǎn)高強(qiáng)度、高韌性的鑄件。

含銅量在9%~10%的該系合金,由于受其高溫強(qiáng)度和耐磨性的限制,只少量用于飛機(jī)汽缸蓋、某些汽車(chē)活塞和缸體。

該系合金強(qiáng)度高，熱處理效果好，熱穩(wěn)定性好，密度高，但其抗蝕性能差，鑄造性能差，熱裂紋傾向大。

3、鋁-銅-硅系鑄造鋁合金（相當(dāng)于3xxx系）

該系合金是應(yīng)用最為廣泛的一種鑄造合金系,在該系合金中,銅對(duì)合金的強(qiáng)度起作用。硅能改善惡合金的鑄造性能并降低鑄件的熱脆性(特別是對(duì)那些形狀復(fù)雜的工件,硅的較高含量很重要）。由于鎂能提高合金對(duì)熱處理和敏感性，所以含鎂的該系列合金還可用熱處理進(jìn)行強(qiáng)化。

4、鋁-鎂系鑄鋁合金(相當(dāng)于5×Xx系)

該系合金具有中到高的強(qiáng)度和韌性,對(duì)海水和海洋氣氛來(lái)說(shuō),有高耐蝕性是該系合金的主要優(yōu)點(diǎn),該系合金具有良好的切削性能和低的租糙表面,通過(guò)陽(yáng)極氧化處理后具有很漂亮的外觀,但其鑄造性能不如鋁-硅系合金,在合金中降低鎂的含量,并添加少量鋅、鈦等合金元素,能提高合金的鑄造性能。

5、鋁-鋅系鑄造鋁合金

該系合金鑄造性能良好,并有良好的切削性,焊接性、抗蝕性和尺寸穩(wěn)定性,有時(shí)顯示時(shí)效硬化能力,密度高,鑄造性能好。但用金型鑄造時(shí)易產(chǎn)生熱裂紋。

6、鋁-鋅-鎂-系鑄鋁合金(相當(dāng)于7××x系)

該系合金可用自然時(shí)效或人工時(shí)效來(lái)強(qiáng)化,在鑄造狀態(tài)下,具有中到優(yōu)良的拉伸性能良好的尺寸穩(wěn)定性,良好的機(jī)加工性和一般抗蝕性,該系合金有高的共晶熔點(diǎn),可采用硬釬接裝配鑄件。該系合金雖然鑄造性能不佳,但若采用良好的鑄造工藝及精密控制操作過(guò)程，用砂模亦可生產(chǎn)相當(dāng)復(fù)雜的鑄件。

7、鋁-錫系鑄造鋁臺(tái)金(相當(dāng)于8xXx系)

該系合金具有極好的潤(rùn)滑性能,對(duì)于軸承制造,該系合金優(yōu)于其他許多材料。但鑄造方法將十分明顯地影響其耐磨性能,合金中錫的細(xì)小樹(shù)枝狀晶形分布對(duì)獲得最佳耐磨性能非常重要,這種樹(shù)枝狀分布狀態(tài)需要細(xì)小的枝狀晶間隙,這種細(xì)小的間隙可用快速冷卻的方法獲得。

鋁-鉆和鋁-鎂-錳系鑄造鋁合金可獲得銀色的陽(yáng)極氧化效果。

編輯整理：東莞市博望金屬材料有限公司

編輯日期：2020-08-06