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鋁壓鑄件材料中各元素的作用特性和影響

發(fā)布時(shí)間：2020-03-01 作者：遠(yuǎn)達(dá)模具

鋁壓鑄件金材料中：鋁壓鑄件質(zhì)量的好壞跟選用的原材料有關(guān)系，想要壓鑄出優(yōu)質(zhì)的鋁壓鑄件的前提條件是得選優(yōu)質(zhì)的原材料。

1. 硅（Si）-鋁壓鑄件元素

硅是大多數(shù)壓鑄鋁合金的主要元素。它能改善合金的鑄造性能，一般含量在9.6%-12%，含硅量超過12%時(shí)，硅與鋁形成過共晶體，而銅、鐵等雜質(zhì)又多時(shí)，即出現(xiàn)游離硅的硬質(zhì)點(diǎn)，使得切削加工困難，高硅鋁合金對(duì)鑄件坩堝的熔蝕作用嚴(yán)重。硅與鋁能組成固溶體。在577℃時(shí)，硅在鋁中的溶解度為1.65％，室溫時(shí)為0.2％、含硅量至11.7％時(shí)，硅與鋁形成共晶體。提高合金的高溫流動(dòng)性、提高耐磨性、減少熱裂傾向及收縮率。二元鋁基合金有高的耐蝕性。當(dāng)合金中含硅量超過共晶成分，而銅、鐵等雜質(zhì)又多時(shí)，即出現(xiàn)游離硅的硬質(zhì)點(diǎn)，使切削加工困難，高硅鋁合金對(duì)鑄件坩堝的熔蝕

作用嚴(yán)重。

2. 銅（Cu）--鋁壓鑄件金元素

銅和鋁組成固溶體，當(dāng)溫度在548℃時(shí)，銅在鋁中的溶解度應(yīng)為5.65％，室溫時(shí)降至0.1％左右，合金中銅含量通常在1.5% ~3.5%，增加含銅量，能提高合金的流動(dòng)性，抗拉強(qiáng)度和硬度，但降低了耐蝕性和塑性，熱裂傾向增大。

3. 鎂（Mg）--壓鑄鋁合金元素

在高硅鋁合金中加入少量（約0.2～0.3％）的鎂，可提高強(qiáng)度和屈服極限，提高了合金的切削加工性。含鎂8％的鋁合金具有優(yōu)良的耐蝕性，當(dāng)含鎂量過高，鑄造性能變差，在高溫下的強(qiáng)度和塑性都低，冷卻時(shí)收縮大，故易產(chǎn)生熱裂和形成疏松。

4. 鋅（Zn）--鋁壓鑄件元素

鋅在鋁合金中能提高流動(dòng)性，提高鑄造性能，提高抗拉強(qiáng)度，但熱裂傾向增大，抗蝕性降低，一般要小于1.2%。至于含鋅量很高的ZL401鋁合金卻具有較好的鑄造性能和機(jī)械性能，切削加工也比較好。

5. 鐵（Fe）--鋁壓鑄件金元素

在所有鋁合金中都含有害雜質(zhì)。因鋁合金中含鐵量太高時(shí)，鐵以FeAl3、Fe2Al7 和Al－Si－Fe的片狀或針狀組織存在于合金中，降低機(jī)械性能，這種組織還會(huì)使合金的流動(dòng)性減低，熱裂性增大，但由于鋁合金對(duì)模具的粘附作用十分強(qiáng)烈，當(dāng)鐵含量在0.6％以下時(shí)尤為強(qiáng)烈。當(dāng)超過0.6％后，粘?，F(xiàn)象便大為減輕，故含鐵量一般應(yīng)控制在0.6～1％范圍內(nèi)對(duì)壓鑄是有好處的，但不能超過 1.5％。

6. 錳（Mn）--鋁壓鑄件元素

錳在鋁合金中能減少鐵的有害影響，能使鋁合金中由鐵形成的片狀或針狀組織變?yōu)榧?xì)密的晶體組織，故一般鋁合金允許有0.5％以下的錳存在。含錳量過高時(shí)，會(huì)引起偏析。

7. 鎳（Ni）--鋁壓鑄件元素

鎳在鋁合金中能提高合金的強(qiáng)度和硬度，降低耐蝕性。鎳與鐵的作用一樣，能減少合金對(duì)模具的熔蝕，同時(shí)又能中和鐵的有害影響，提高合金的焊接性能。當(dāng)鎳含量在1～1.5％時(shí)，鑄件經(jīng)拋光能獲得光潔的表面。由于鎳的來源缺乏，應(yīng)盡量少采用含鎳的鋁合金。

8. 鈦（Ti）--鋁壓鑄件元素

鋁合金中加入微量的鈦，能顯著細(xì)化鋁合金的晶粒組織，提高合金的機(jī)械性能，降低合金的熱裂傾向

9、鍶--鋁壓鑄件元素

鍶是表面活性元素，在結(jié)晶學(xué)上鍶能改變金屬間

化合物相的行為。因此用鍶元素進(jìn)行變質(zhì)處理能改善合金的塑性加工性和終產(chǎn)品質(zhì)量。由于鍶的變質(zhì)有效時(shí)間長、效果和再現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn)，近年來Al-Si鑄造合金中取代了鈉的使用。對(duì)擠壓用鋁合金中加入0.015%~0.03%鍶，使鑄錠中β-AlFeSi相變成漢字形α-AlFeSi相，減少了鑄錠均勻化時(shí)間60%~70%，提高材料力學(xué)性能和塑性加工性；改善制品表面粗糙度。對(duì)于高硅（10%~13%）變形鋁合金中加入0.02%~0.07%鍶元素，可使初晶減少至限度，力學(xué)性能也顯著提高，抗拉強(qiáng)度бb由233MPa提高到236MPa

，屈服強(qiáng)度б0.2由204MPa提高到210MPa，延伸率б5由9%增至12%。在過共晶Al-Si合金中加入鍶，能減小初晶硅粒子尺寸，改善塑性加工性能，可順利地?zé)彳埡屠滠垺?br style="box-sizing: border-box;" />

10、鋯--鋁壓鑄件元素

鋯也是鋁合金的常用添加劑。一般在鋁合金中加入量為0.1%~0.3%，鋯和鋁形成ZrAl3化合物，可阻礙再

結(jié)晶過程，細(xì)化再結(jié)晶晶粒。鋯亦能細(xì)化鑄造組織，但比鈦的效果小。有鋯存在時(shí)，會(huì)降低鈦和硼細(xì)化

晶粒的效果。在Al-Zn-Mg-Cu系合金中，由于鋯對(duì)淬火敏感性的影響比鉻和錳的小，因此宜用鋯來代替

鉻和錳細(xì)化再結(jié)晶組織。

11、鉻--壓鑄鋁合金元素

鉻在Al-Mg-Si系、Al-Mg-Zn系、Al-Mg系合金中常見的添加元素。600℃時(shí)，鉻在鋁中溶解度為0.8%，室溫時(shí)基本上不溶解。鉻在鋁中形成（CrFe）Al7和（

CrMn）Al12等金屬間化合物，阻礙再結(jié)晶的形核和長大過程，對(duì)合金有一定的強(qiáng)化作用，還能改善合金韌性和降低應(yīng)力腐蝕開裂敏感性。但會(huì)場(chǎng)增加淬火敏感性，使陽極氧化膜呈黃色。鉻在鋁合金中的添加量一般不超過0.35%，并隨合金中過渡元素的增加而降低。硅（Si）銅（Cu）鎂（Mg）鋅（Zn）鐵（Fe）錳（Mn）鎳（Ni）鈦（Ti）鍶、鋯、鉻各元素對(duì)壓鑄件的作用與影響。...

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