铝铸件使用性能,一般了解在充满铸型、结晶和制冷阶段中表现比较突出的这些特征的综合。流动性、收缩性、密闭性、铸造应力、呼吸性。铝合金这一特点取决于合金成分,但也与煅造因素、合金升温温度、铸型的复杂性、浇冒口系统、浇口形状等相关。
1、流动性
流通性是指合金液体添充铸型能力。流动性规格决定合金能否煅造繁杂的铸件。在铝合金一共晶合金的流通性较好。
影响流动性的因素很多,通常是成分、温度以及合金液体上存在氢氧化镍、金属化合物及其它污染物固相颗粒,但外在根本因素为浇制温度及浇筑压力(俗称浇制拉力)高低。
实际生产中,在合金已确定的情形下,除了加强冶炼工艺(精炼与清渣)外,还必须改善铸型工艺性(砂模透气性、金属型模具排气及温度),并在不改变铸件质量的前提下提高浇制温度,确保合金的流动性。
2、收缩性
收缩性是铸造铝合金的主要特征之一。一般讲,合金从液体浇制到凝结,直至冷到室温,共分为三个阶段,分别是液态收缩、凝结收缩和固态收缩。合金的收缩性对铸件质量有决定性的影响,它影响着铸件的缩松规格、应力的产生、裂缝的形成及尺寸的改变。一般铸件收缩又分为体收缩和线收缩,在实际生产中一般应用线收缩去衡量合金的收缩性。
铝合金收缩规格,一般以百分比来描述,称为收缩率。
(1)体收缩体收缩包括液体收缩与凝结收缩。
煅造合金液从浇制到凝结,在较后凝结的区域会有宏观或显微收缩,这种因收缩造成的宏观缩松肉眼可见,并分为集中缩松和透水性缩松。集中缩松的直径大且集中,并分布于铸件顶部或截面厚大的热节处。透水性缩松容貌分散而微小,大部分分布于铸件枢轴和热节位置。显微缩松人眼没法看到,显微缩松大部分分布于晶界下或树枝晶的枝晶间。
缩松、疏松是铸件的重要缺点之一,形成的原因是液体收缩超出固态收缩。生产中发现,铸造铝合金凝结范围越低,越易出现集中缩松,凝结范围越宽,越易出现透水性缩松,因此,在设计里务必使铸造铝合金符合顺序凝结原则,即铸件在液态到凝结阶段的体收缩应得到合金液的补充,是缩松和疏松集中在铸件外部冒口中。对易出现分散分散的铝合金铸件,冒口设置数量比集中缩松需多,并在易出现疏松处设置冷铁,提升部分冷却速度,使其同时或快速凝固。
(2)线收缩线收缩规格将直接影响铸件的品质。线收缩越大,铝铸件产生裂纹与应力的趋于也越大;冷后铸件规格及形状转变也越大。
针对不同的铸造铝合金有不同的煅造收缩率,算同一合金,铸件不同,收缩率也不同,在同一铸件上,其长、宽、高的收缩率也不同。应根据实际情况来定。
3、热裂性
铝铸件热裂纹的形成,主要是由于铸件收缩应力超出金属晶粒间的结合性,大多沿晶界产生从裂缝断口观察可见裂缝处金属通常被氧化,丧失金属光泽。裂缝沿晶界延伸,形状呈锯齿形,表面较宽,内部较窄,有些则通过整个铸件的端面。
不同铝合金铸件产生裂纹的趋势也不同,这是因为铝铸合金凝固过程中开始产生完整的结晶框架的温度与凝结温度之差越多,合金收缩率越大,产生热裂纹趋向也越大,算同一种合金也因铸型的阻力、铸件的构造、浇注工艺等因素产生热裂纹趋向也不同。生产中常采用退让性铸型,或改善铝铸合金的浇注系统等举措,使铝铸件避免产生裂纹。一般采用热裂环法检测铝铸件热裂纹。
4、密闭性
铝铸合金密闭性是指腔身型铝铸件在高压气体或液体的影响下不渗水水准,密闭性实际上表现了铸件内部组织致密与清澈的水准。
铝铸合金的密封性与合金的特性有关,合金凝结范围越低,产生疏松趋向也越低,同时产生析出性气孔越低,则合金的密闭性越大。同一种铝铸合金的密闭性好坏,还和铸造工艺有关,如降低铝铸合金浇制温度、摆放冷铁以加速冷却速度以及在压力下凝结结晶等,都可使铝铸件的密闭性提高。还可用浸渗法堵塞泄露空隙来提升铸件的密闭性。
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