1、1,壓鑄用鋁合金材質(zhì)的特性,主講人：韓景全,壓鑄用合金種類,主要壓鑄用合金材料有錫、鉛、鋅、鋁 、鎂、銅等。 以鋅、鋁合金應(yīng)用最廣鎂、銅合金次之。 用于壓鑄錫、鉛、鋅合金的是低熔點(diǎn)合金，以及銅系的高熔點(diǎn)合金等。,壓鑄用合金基本鑄造特性,壓鑄被優(yōu)先考慮其經(jīng)濟(jì)性，良好的生產(chǎn)特性， 但是皆要以能夠穩(wěn)定的供給廉價(jià)的素材為前提。 壓鑄用合金其具備的鑄造特性包括： （1）良好的流動性和充填性 a. 熔湯在鑄模內(nèi)的流動長度要長。 b. 熔點(diǎn)或固相線溫度低。 c. 凝固時間短。 d. 固相線溫度的固相率小。 e. 表面張力和粘性小。,（2）澆口補(bǔ)充效果大，凝固收縮小。 （3）熱裂少。 a. 高溫強(qiáng)度大。 b.

2、 固相率小。 c. 熱膨脹系數(shù)小。 （4）與金屬模的附著力小。 a. 和鐵的化學(xué)親和力小。 b. 熔湯不易氧化。,壓鑄用合金材料特性,優(yōu)良的機(jī)械性質(zhì)。 質(zhì)輕（比重，肉?。?價(jià)格低廉、價(jià)格穩(wěn)定。 被切削性良好。 普遍的耐腐蝕性良好。 拔模斜度小。 尺寸精度佳、尺寸安定。 表面處理特性佳。 物理性質(zhì)佳。,壓鑄用鋁合金的化學(xué)成分,潛熱,冷卻曲線如圖，純金屬物從熔融冷卻時必經(jīng)歷一等溫變相（液-固），此時釋放的熱量為潛熱。,溫度,時間,純鋁,純鋁延性高，沒什么強(qiáng)度。高純鋁其凝固收縮率高達(dá)6.6，通常只用于馬達(dá)轉(zhuǎn)子的壓鑄。 99.3純度的鋁其導(dǎo)電率為標(biāo)準(zhǔn)銅的54 其它雜質(zhì)為鐵和硅，其作用目的有防止粘模、

3、提高高溫強(qiáng)度等。,Al-Si合金,硅(Si) 為鋁合金最重要也是主要成分， 是顯著改善其流動性的主要成分，從共晶到過共晶區(qū)段具有良好的流動性。 Si性硬且脆，應(yīng)避免其大塊存于鋁合金中以免對鑄件造成不良影響。,調(diào)質(zhì) 壓鑄制程的快速冷卻，硅往往較細(xì)而散布。不過試驗(yàn)顯示在壓鑄制程中調(diào)質(zhì)仍可將較不佳的針狀或片狀共析組織打散成球轉(zhuǎn)，改善延性及機(jī)械加工性。 高溫強(qiáng)度 因壓鑄量產(chǎn)為求快，越高溫頂出產(chǎn)出越快，Si含量 幫助高溫強(qiáng)度的提升同時大為降低凝固收縮量，使縮孔問題降低，對有氣密性要求的非常重要。Si對增進(jìn)流動性有幫助。但對厚薄不均的鑄件高硅（因接近等溫凝固）反而會阻礙壓力傳述，其實(shí)驗(yàn)顯示Si含量9的A3

4、80反而較Si含量11的A383材料縮孔少。,機(jī)械性質(zhì) 隨著Si 含量的增加，抗拉強(qiáng)度及硬度會增加。導(dǎo)電性降低。Si 本身硬度很高，過共析鋁合金（ADC14）耐磨性高與鑄鐵匹比，常用來做活塞；引擎本體。 耐蝕性 因硅含量表面呈灰黑色，陽極處理亦會突顯壓鑄流紋。,Al-Cu合金,Cu在凝固中固相線溫度548時，CU在AL中含量為5.65，而室溫時固容量為0.5。 CU（銅）元素可提高高溫強(qiáng)度，有著于熱處理的效果。 CU含量亦能增進(jìn)流動性但效果不如Si顯著。 ADC10壓鑄后會隨時間強(qiáng)度、硬度逐漸變高，韌性變低，即為CU漸漸析出造成，故需整平，矯直須在24H 內(nèi)完成。 鋁合金內(nèi)固熔銅量，使機(jī)械性質(zhì)

5、變佳，切削性也佳。 但CU 會影響壓鑄鋁合金的耐蝕性能。,Al-Mg合金,鎂（Mg）成份由于極易氧、流動性不佳、凝固收縮大，除非溶解及模具設(shè)計(jì)良好，很難得到少流紋的壓鑄件故在壓鑄合金中Al-Mg合金系只有二種且使用量不多。 Mg元素合金耐蝕性、極易氧化、流動性不佳、凝固收縮大 。鋁合金隨Mg的含量的增加，抗拉強(qiáng)度硬度都上升。 例如：380種的Mg含量若增加至0.30.5，雖然會影響鑄造性，但可大幅度提高強(qiáng)度，硬度，機(jī)械加工性。,Al-Si-Cu、Al-Si-Mg三元合金,Al-Si-Cu組成為Al、Si、Cu,故合金性質(zhì)為前述二元合金Al-Si、Al-Cu的折中綜合體。ADC12相較于ADC1

6、0應(yīng)含Cu略低、Si含量略高在各方面有較優(yōu)的性質(zhì)。 Al-Si-Mg合金有良好的強(qiáng)度、耐蝕性和延 性。此類合金中會析出Mg2Si。Mg2Si有提高硬度，強(qiáng)度的作用，但會降低延性。合金中Mg含量需 0.2才有效用。,Fe（鐵）元素 鐵少量可增加鋁合金的強(qiáng)度、硬度，幫助提升高溫強(qiáng)度以免鑄件熱裂。 鋁有親鐵性，會侵蝕鐵。會以針狀FeAl3的有害物析出，但由于壓鑄的冷卻速率很快，鑄件組織細(xì)致，不純物影響不敏感。因此一般壓鑄元件會含約0.71.2的Fe ，避免造成金屬模粘著的現(xiàn)象。 成分最好控制在0.8 1.0范圍以下，以免因多量的Fe 產(chǎn)生金屬間化合物造成鑄件上的硬點(diǎn)。,其它合金元素的影響,鋅（Zn）

7、,Al-Zn二元合金的試驗(yàn)中，室溫鋅的最大固溶量為2，故鋅含量在3以下為壓鑄鋁合金規(guī)范所容許。太高（3以上）會造成高溫強(qiáng)度不足、鑄件在模中熱裂，鑄件強(qiáng)度變低。,Mg(鎂）元素,在Al-Si-Cu合金中鎂視為雜質(zhì)，會生成脆性的Mg2Si被視為不純物。故規(guī)定其量要在0.3 以下，美國則嚴(yán)格規(guī)定在0.1 以下。 在Al-Si-Mg合金中鎂含量不能小于0.2。如果要求A380 （ADC10）或413 鑄件有更高強(qiáng)度，硬度可提高鎂含量再經(jīng)過154，25小時的熱處理?；旧蟻碇v鎂含量增加強(qiáng)度、硬度、剛性增加、流動性降低。,Ni（鎳）元素,鎳在規(guī)范中容許量 0.5。對于鑄件有特殊需求在較高溫使用，鎳含量22.5可提高其強(qiáng)度及降低熱膨脹性。和CU 一樣，隨著含量的增加，其硬度、抗拉強(qiáng)度愈增，而耐蝕性變差，可改善高溫抗拉強(qiáng)度。,Mn（錳）元素,AL-0.3 Mn合金