铸造铝合金的分类及特点介绍
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|1、铸造铝合金的分类
铸造铝合金按主要合金元素分为四类。
（1）铝硅合金，又称“硅铝合金”或“硅铝合金”。铸造性能好，耐磨性好，热膨胀系数小，是铸造铝合金中种类最多、用途最广的合金。硅含量为4%-13%。有时还加入0.2%-0.6%镁的硅铝合金，广泛用于制造壳体、气缸、箱体、框架等结构件。有时加入适量的铜和镁，可提高合金的力学性能和耐热性能。该类合金大量用于制造活塞等零件。
（2）铝铜合金，含铜4.5%～5.3%，强化效果最好。适当添加锰、钛，可明显提高室温和高温强度及铸造性能。主要用于制造承受动、静载荷较大，形状较简单的砂型铸件。
（3）铝镁合金：是密度最小（2.55g/cm3）、强度最高（约12%）的铸造铝合金。含镁量为12%，强化效果最好。该合金在大气和海水中耐腐蚀性能好，室温下综合力学性能和可加工性良好。可用于雷达底座、飞机发动机机壳、螺旋桨、起落架等零部件，也可用作装饰材料。
（4）铝锌合金，为改善性能，常添加硅、镁元素，常称“锌硅铝合金”。该合金在铸造条件下，有淬火作用，即“自淬”，不需热处理即可使用，经热处理后，铸件强度较高。经稳定化处理后，尺寸稳定，常用于制作模型、模板、设备支架等。
铸造铝合金与变形铝合金具有同样的合金体系和强化机理（除应变强化外），其主要区别在于铸造铝合金中合金元素硅的最大含量超过了大多数变形铝合金中的硅含量。铸造铝合金除强化元素外，还必须含有足够的共晶元素（通常是硅），以使合金具有相当的流动性，铸造时易于填充铸件的缩孔缝。目前，铸造铝合金只有6种基本合金：①AI-Cu合金，②AI-Cu-Si合金，③AI-Si合金，④AI-Mg合金，⑤AI-Zn-Mg合金，⑥AI-Sn合金。
2、铸造铝合金的优缺点
铸造铝合金的优点：
1、产品质量好：铸件尺寸精度高，一般相当于6-7级，甚至4级；表面光洁度好，一般相当于5-8级；强度、硬度高，强度一般比砂型铸造高25-30%，但延伸率降低70%左右；尺寸稳定，互换性好；可压铸铝薄壁复杂铸件。如目前锌合金压铸铝件最小壁厚可达0.3mm；铝合金铸件可达0.5mm；最小铸造孔径0.7mm；最小螺距0.75mm。
2、生产效率高：该机生产率高，如国产JⅢ3卧式冷风压铸铝机八小时平均可压铸铝600-700次，小型热室压铸铝机八小时平均可压铸铝3000-7000次；压铸铝模具寿命长，一副压铸铝模具、压铸铝钟合金寿命可达几十万次甚至几百万次；易于实现机械化、自动化。
3、经济效果优良：由于压铸铝件具有尺寸精确、表面光洁等优点，一般不需经过机械加工而直接使用，或加工量很小，所以不但提高了金属利用率，而且减少了大量的加工设备和工时；铸件价格便宜；压铸铝可以与其它金属或非金属材料复合，既节省装配时间，又节省金属。
铸造铝合金的缺点：
氧化渣
缺陷特征：氧化夹渣多分布在铸件上表面、铸型边角等不通气处。断口多呈灰白色或黄色，通过X射线或机加工时可发现，也可在碱洗、酸洗或阳极氧化时发现。产生原因：
1. 炉料不干净，使用过多的再生炉料
2.浇注系统设计不良
3.合金液中的熔渣未清理干净
4.浇注操作不当，造成夹渣
5.精炼后静置时间不足，变质
预防方法：
1、炉料应进行喷砂处理，适当减少回收炉料量。
2.改进浇注系统设计，增强其挡渣能力
3.使用适当的熔剂去除熔渣
4、浇注要平稳，注意挡渣
5.合金液精炼后应静置一定时间后才能浇注
B 孔隙气泡
缺陷特征：三种铸件壁内的气孔一般呈圆形或椭圆形，表面光滑，通常为有光泽的氧化皮，有时呈油黄色。表面气孔、气泡可用喷砂法发现，内部气孔、气泡可用X光或机械加工法发现。气孔、气泡在X光片上呈黑色。
原因：
1.浇注合金不稳定，有气体混入
2、型（芯）砂中混入有机杂质（如煤尘、草根、马粪等）3、型、砂芯通风不良
4.冷铁表面有缩孔
5.浇注系统设计不良
预防方法：
1、正确控制浇注速度，避免夹气。
2、型（芯）砂内不得混入有机杂质，减少造型材料的发气量3、提高型（芯）砂的排气能力
4.正确选择和处理冷铁
5.改进浇注系统设计
C 收缩
缺陷特征：铝铸件缩孔一般发生在靠近内浇口的飞冒口根部厚大部位，壁厚与薄过渡处，平面大的薄壁处。铸造状态下断口呈灰色、淡黄色，热处理后呈灰白色、淡黄色或灰黑色。在X光片上呈云状。严重的丝状缩孔可通过X光、荧光低倍断口等检查方法发现。
原因：
1、冒口补偿收缩效果差
2. 装料中含有太多气体
3. 内流道附近过热
4.砂型水分过多、砂芯未烘干
5. 合金晶粒粗大
6.铸件在模具中的定位不当
7、浇注温度过高、浇注速度过快
预防方法：
1. 从冒口浇注熔融金属并改进冒口设计
2. 炉料应清洁、无腐蚀
3.在铸件收缩处设置冒口，放置冷却器或同时使用冷却器和冒口 4.控制型砂含水量，干燥砂芯
5.采取措施细化晶粒尺寸
6.改善铸件在铸型中的位置，降低浇注温度和浇注速度D裂纹
缺陷特征：
1、铸造裂纹。它们沿晶界发展，常伴有偏析现象，是一类在较高温度下产生的裂纹，在体积收缩较大的合金和形状较复杂的铸件中更容易出现。2、热处理裂纹：由于热处理时过热或过热而引起的，常为穿晶裂纹。常在应力和热膨胀系数较大的合金冷却过快或有其他冶金缺陷时出现。产生原因：
1、铸件结构设计不合理，有尖角，壁厚变化太大。2、砂型（芯）成材率差。
3.模具局部过热
4.浇注温度过高
5. 过早将铸件从模具中取出
6.热处理时过热或过烧，冷却速度过快
预防方法：
1、改善铸件结构设计，避免尖角，力求壁厚均匀，过渡圆滑2、采取措施，提高砂型（芯）的成品率
3.保证铸件各部分同时或顺序凝固，改进浇注系统的设计4.适当降低浇注温度
5.控制铸模冷却时间
6.铸件变形时采用热矫正方法
7.正确控制热处理温度，降低淬火冷却速度
3.压铸缺陷中的孔隙分析
压铸件的缺陷中，最常见的就是气孔。
孔隙特征。它具有光滑的表面，形状为圆形或椭圆形。它可以出现在铸件的表面上，也可以出现在铸件的表皮下或铸件内部的针孔中。
（1）气源
1）合金液中析出的气体？-a与原材料有关b与熔炼工艺有关2）压铸过程中产生的气体？-a与压铸工艺参数有关b与模具结构有关3）脱模剂分解产生的气体？-a与涂层本身的特性有关b与喷涂工艺有关（2）原材料及熔炼工艺产生的气体分析
铝液中的气体主要为氢气，约占总气体的85%。
熔炼温度越高，氢在铝液中的溶解度越高，但其在固态铝中的溶解度很低铸造铝合金，因此在凝固过程中，氢会析出而形成孔隙。