铸造铝合金的铸造性能

castengineer · 发表于 2012-11-6 10:29:25

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本帖最后由 castengineer 于 2012-11-7 12:45 编辑

铸造铝合金的铸造性能
写在前面的话
我是1964年的中专生,铸造专业.1968年毕生.一生与铸造为伍.
这是我在1968-1975年的学习心得.这些内容本应是一个章节.其他章节,因我的单位的领导,在1975文革中的反击右倾风暴中被揪斗.我也被停职反醒.不得以而终止..从今天开始,我在闲暇之余,把这些内容逐渐发贴到论坛,供大家参考.在1968-1975年间,我主要是做铝合金的砂型.金属型.压铸.液体冲压.铜合金的砂型.金属型.镁合金的砂型铸造技术管理和现场工作.一点体会,但愿对论坛的发展和壮大尽一份微薄之力.也祝论坛2012坛友聚会圆满成功.

在表下中是1975以前使用的几类铸造铝合金的化学成分.
第一类合金特点是铸造性能好,(线收缩.流动性.气密性.及抗裂性等著方面).可以加入铜.镁.锰钛等金属元素使之强化.以提高合金的机械性能.这种合金,被广泛的应用在制做薄壁的复杂形状的零件.翻案风中
第二类合金,其特点是在高温强度比较好.较其它类合金有较高的耐热性.尤其是在添加镍和钛后,高温性能尤为增加.这种合金被广泛的应用在高强度和高温条件下的铝合金铸件.
第三类合金,具有良好的耐蚀性,但铸造性能不好.如流动性低.在液态下易氧化,夹杂. 这种合金被广泛的应用在具有腐蚀性介质条件下的铝合金制造中.
第四类合金的特点是比重大.铸太强度高.但耐蚀性差.只适用于铸态使用的零件.如器械和日用品.及低于200度以下条件下使用的零件.

castengineer · 发表于 2012-11-6 11:21:08

本帖最后由 castengineer 于 2012-11-6 11:22 编辑

铸造铝合金的铸造性能.
在铸造生产中如何的选择铝合金,是获得成型完美,性能良好的零件的关键一环.对铸件的合理设计和合金类别的选择,不应只从铸件的力学强度来考虑.更重要的是,也要熟知所选择的合金类别的铸造工艺性能.如果忽略这一点,那就不可能用铸造方法来获得预想的性能良好的铝合金铸件.
铸造铝合金的铸造工艺性能,大体上基本包括如下的几个方面:

1:合金的流动性.铝合金没有良好的流动性,合金就不可能充满型腔,并模印出型腔的完美形状.则不可能获得形状完美的形状.

2:合金的收缩性:合金的收缩会使铸件产生缩孔,缩松,以及收缩因起的收缩裂纹,使铸件报废或质量下降.

3:合金的吸气性.如果合金吸气能力过强.就完全将吸入液态铝合金的过饱和气体在铸件的凝固过程中,残留在铸件内部或皮下.以致降低铸件的机械性能
.
4:合金的抗裂性.是指合金在铸件收缩过程中,收缩受阻引起的收缩应力,铸件对其的抵抗能力.由于各重铸件的抗裂性不同,而致使铸件的形成热裂的倾向不同,重者,可使成批零件报废.

5:合金的氧化性.合金液的氧化性能不同,可使金属液在浇注中,氧化和形成氧化夹杂的倾向不同.

6:合金的偏析性.合金会由于重或晶内偏析,使铸件的各部位的机械性能不一样.

7:合金的气密性.合金的结晶温度间隔和结晶类型不同,会使铸件既便在极其合理的浇.冒系统工程下结晶时.冒口的最大补缩延伸距离的不同.是铸件的气密性降低.

待续.

hoopoe · 发表于 2012-11-6 11:30:19

把2#的“铸造铝合金”换成“铸造合金”，好像也成立

castengineer · 发表于 2012-11-6 11:40:14

本帖最后由 castengineer 于 2012-11-6 12:16 编辑

对,因在今后的论述中还要延续老的分类标准的称号.如更改,与新标准相符,,精力耗费太太.也就先按老标准来谈问题吧.因以后的论述都是37年以前的标准和公式,37年来发展很大,变化很大,只想谈一下机理.供大家参考.可能给大家造成不便.请谅解.

张燕明 · 发表于 2012-11-6 12:27:48

与老前辈有30年的差距呀

MrSpark · 发表于 2012-11-6 13:22:07

强烈支持，老前辈辛苦了。

liuxing963 · 发表于 2012-11-6 14:34:18

回复 5# 张燕明

我与老前辈有43年差距。。呵呵。。

zjy95381 · 发表于 2012-11-6 22:13:29

回复 1# castengineer

谢谢老师的分享，正因为有了你们无私的传授，国内的铸造业才能不断的成长，谢谢！

dengniaiwo75 · 发表于 2012-11-6 22:47:44

我说为什么我对CASTENGINEER为什么总会有难望其项背的感觉呢，原来有40年的差距。。。

castengineer · 发表于 2012-11-7 12:19:29

下面将对于以上铝合金著种性能逐一论述.
第一节:铝合金的流动性.
在实际生产中,影响铝合金的流动性的因素很多.例如:
一: 铝合金浇注温度对流动性的影响
二: 合金的主要成份和结晶类型对流动性的影响.
三: 合金的添加元素对流动性的影响.
四: 合金液体中的氧化夹杂及固相渣滓对流动性的影响.
五: 铸件的浇注系统及铸件的形状对对流动性的影响.
六: 合金液体的表面张力对流动性的影响.
七; 铸型的排气及铸型内发气体对流动性的影响.

castengineer · 发表于 2012-11-7 13:56:10

本帖最后由 castengineer 于 2012-11-8 09:42 编辑

一: 铝合金浇注温度对流动性的影响
仅供参考

caster · 发表于 2012-11-7 22:03:45

castengineer老师严谨的治学态度，无私的传授精神，彰显了老一辈铸造工作者情怀与风采！
由衷敬佩！

铸造小猫 · 发表于 2012-11-8 03:11:21

行业需要您这样的老前辈，一号参加了厂里一位老前辈工作五十周年的庆祝会。在目前的环境下，不知道我们这些年轻人能坚持多久，

castengineer · 发表于 2012-11-8 08:14:47

本帖最后由 castengineer 于 2012-11-8 09:43 编辑

上表为铝合金金属液在棒型或螺旋试样中的最大流动长度
在铸造生产中,将金属液注入制备好的铸型,金属液充填型腔的性能,而视为金属液的流动性.
对合金金属液流动性的考究的方法,是将加热到一定温度的金属液,把金属液注入棒型或螺旋试样中, 以金属液在棒型或螺旋试样中的最大流动长度示记.
棒型或螺旋试样的规范,在铸造手册中可以查到.
(注:以上论述如与铸造手册中的论述有偏差,以铸造手册中为准)

1:在经典资料中,液体合金的流动性,在金属液的凝固潜热损失了20%后, 金属液就不具备流动性了.
2:粘滞性.
. 从物质的气.液.固三物态中,可知粘滞性是衡量液体特性的一种标zhi.。掖体在外力的作用下，所产生的变形，仅仅是不可逆的，但并非是一种无束的自由流动。这种流动并非如气体那样，无缘的扩散运动。即在液态下液体间的原子的结合力并非牢固，具有一定的近程的结合力，具有一定的粘性。所谓视之为粘性，就是这种时存时消的非钢体的原子组合。也就是说，液体具有一定的粘滞性。从液体本性来讲，粘滞性愈大，流动性愈小。
  粘滞性是温度的函数。
η= Ae E/RT.

式中:
η: 粘滞性系数.
R  Ae E 为常数.
从物理意义上讲,也就是说,在同样的温度下,如果粘滞性减少一些,那流动性便会加大一些.温度增高, 粘滞性减小.流动性增加.
3:流动性可以视为流速v和时间τΤ的乘积。
既：L=vτΤ

式中：L：试样的流动长度/
   V：液体流速。
τΤ：金属液能满足试样中金属液的流动的宜于的浇注时间。（这里就包括温度对于流动性的宜于性）

(自己的计算机水平有限.和间隔时间太长,公式原出处找不见了,对于公式如有偏差,请坛友给予更正)

从以上的论述中可以看出，各种成份不同的合金，在同一温度下，流动性是不同的从表观看，似乎是由于合金的熔点不同。在同一试验温度下，各合金的过热度不同，而导致合金在试样中的流动长度不同。但在实际上，合金的添加组元在影响合金的流动性。合金的添加组元如何影响合金的流动性，合金的流动性，又如何受其它著多因素的影响，
下面，就其它著多因素如何影响合金的流动性，进行探讨。

二：: 合金的主要成份和结晶类型对流动性的影响

castengineer · 发表于 2012-11-8 10:30:21

本帖最后由 castengineer 于 2012-11-8 10:40 编辑

在这里仅就铸造铝合金的主要组元,对铸造铝合金的流动性影响进行探讨

castengineer · 发表于 2012-11-8 10:40:18

上面四个图片中.是铸造铝合金的四大类别的基本二元铝合金平衡相图.在这里就这四类合金的主要含有的成份组元中,在相图中所截的液相点温度和固相点的的温度是不同的.既每种类别中的每一种合金的结晶温度间隔是不同的.

待续

castengineer · 发表于 2012-11-8 14:08:03

富铝角AL-SI合金平衡图

castengineer · 发表于 2012-11-8 15:02:09

可以看到,在AI-SI AI-CU AI-MG AI-ZN 四类二元合金状态图中,表二所列的不同合金的主元素截取的成份值的合金,基本上具有二元共晶系状态图所示的共晶结晶特征.为了探求不同成份的二元共晶合金的析出相,及二元共晶合金的结晶温度间隔所致的结晶类型,对流动性的影响.下面我们以AI-SI二元合金的平衡图的富铝角图为例,来阐述在合金系中的共晶和亚共晶合金的结晶特点,是如何影响液体铝合金的流动性的.下面以ZL2和ZL7合金为例来讨论一下.
ZL2是属于典型的共晶合金,具有共晶合金的结晶类型.ZL7是亚共晶合金. 具有亚共晶合金的结晶类型.探求其分别对液体合金的流动性的影响.

castengineer · 发表于 2012-11-9 08:35:19

本帖最后由 castengineer 于 2012-11-9 08:41 编辑

在讨论之前,指出有三点以利于讨论和鉴别.
一:在讨论中暂不讨论除合金主要组元外,其它的填加元素对标准合金的流动性影响.这一点,专题讨论.
二;在上表二中,仅列出在同样温度下合金的流动性.
三:在同样过热于合金液相线一定温度情况下,合金的流动性.
铸造铝合金的物理性质是不同的.表三为铸造铝合金的物理性能.

castengineer · 发表于 2012-11-9 09:16:19

本帖最后由 castengineer 于 2012-11-9 09:21 编辑

b表三

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