压铸基础知识之压铸铝合金化学成分的作用于影响

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1、压铸基础知识之压铸原理压铸基础知识之压铸原理 及铝合金化学成分篇章及铝合金化学成分篇章主讲：赵群娃主讲：赵群娃目录目录n n第一章、铝合金化学成分第一章、铝合金化学成分n n1 1、压铸铝合金分类、压铸铝合金分类n n2 2、压铸铝合金化学成分对作用与影响、压铸铝合金化学成分对作用与影响n n第二章、压铸原理第二章、压铸原理n n1 1、认识压铸、认识压铸n n2 2、压铸的特点、压铸的特点n n3 3、压铸的发展趋势、压铸的发展趋势第一章、铝合金第一章、铝合金化学成分化学成分1 1、压铸铝合金分类、压铸铝合金分类n n压铸铝合金分共为压铸铝合金分共为4 4个系列：个系列：n n1 1、铝、铝

2、- -硅系硅系(AL-Si)(AL-Si)n n2 2、铝、铝- -硅硅- -镁系镁系(AL-Si-Mg)(AL-Si-Mg)n n3 3、铝、铝- -硅硅- -铜系铜系(AL-Si-Cu)(AL-Si-Cu)n n4 4、铝、铝- -镁系镁系(AL-Mg)(AL-Mg)n n其中常用为铝其中常用为铝- -硅系合金、铝硅系合金、铝- -硅硅- -铜系合金铜系合金 和铝和铝- -镁系合金，对于铝镁系合金，对于铝- -硅硅- -镁这类合金一镁这类合金一 般不常用；目前公司所用铝锭主要为般不常用；目前公司所用铝锭主要为铝铝- -硅硅 系合金和铝系合金和铝- -硅硅- -铜系合金铜系合金；n n1 1

3、）、铝）、铝- -硅系合金硅系合金n n特点：特点：n n这类合金流动性好，具有优良的铸造性能，这类合金流动性好，具有优良的铸造性能， 没有脆性，不易产生裂纹，致密性好，耐蚀没有脆性，不易产生裂纹，致密性好，耐蚀 性、导热性好，热膨胀小等等；性、导热性好，热膨胀小等等；n n用途：用途：n n适合压铸大型、薄壁、复杂形状铸件；适合压铸大型、薄壁、复杂形状铸件；n n目前公司所用的目前公司所用的YL102YL102、ALSi12ALSi12就属此系列；就属此系列；n n2 2）、铝）、铝- -硅硅- -铜系合金铜系合金n n特点：特点：n n这类合金是运用最为广泛这类合金是运用最为广泛 的压铸铝

4、合金，具的压铸铝合金，具 有良好的综合性能。有良好的综合性能。n n用途：用途：n n适合于压铸汽车、摩托车零件，电子通讯设备适合于压铸汽车、摩托车零件，电子通讯设备 零件，仪表零件和电动工具等。零件，仪表零件和电动工具等。n n目前公司所使用的目前公司所使用的ADC12ADC12、YL112YL112和和A380A380都属都属 于此类；于此类；n n3 3）、铝）、铝- -镁系合金镁系合金n n特点：特点：n n此类合金具有最佳的强度、塑性、耐蚀性此类合金具有最佳的强度、塑性、耐蚀性 和表面质量好的综合性能，但压铸性能差和表面质量好的综合性能，但压铸性能差 ，凝固收缩量和热膨胀性最大；，凝

5、固收缩量和热膨胀性最大；n n用途：用途：n n高强度下工作的零件，如飞机零件、管接高强度下工作的零件，如飞机零件、管接 头、家电产品零件等头、家电产品零件等2 2、铝合金压铸化学成分、铝合金压铸化学成分n n压铸铝合金主要化学成分铝元素，其余为压铸铝合金主要化学成分铝元素，其余为 硅、铜、镁、铁、镍、锰、锌、锡、铅、硅、铜、镁、铁、镍、锰、锌、锡、铅、 铬、钛等合金元素铬、钛等合金元素1 1）. . 硅（硅（SiSi）n n硅是大多数压铸铝合金的主要元素。它能改硅是大多数压铸铝合金的主要元素。它能改 善合金的铸造性能。硅与铝能组成固溶体。善合金的铸造性能。硅与铝能组成固溶体。 在在57757

6、7时，硅在铝中的溶解度为时，硅在铝中的溶解度为1.651.65， 室温时为室温时为0.20.2、含硅量至、含硅量至11.711.7时，硅与时，硅与 铝形成共晶体。提高合金的高温造型性，减铝形成共晶体。提高合金的高温造型性，减 少收缩率，无热裂倾向。二元铝基合金有高少收缩率，无热裂倾向。二元铝基合金有高 的耐蚀性。当合金中含硅量超过共晶成分，的耐蚀性。当合金中含硅量超过共晶成分， 而铜、铁等杂质又多时，即出现游离硅的硬而铜、铁等杂质又多时，即出现游离硅的硬 质点，使切削加工困难，高硅铝合金对铸件质点，使切削加工困难，高硅铝合金对铸件 坩埚的熔蚀作用严重。当硅含量过低，产品坩埚的熔蚀作用严重。当硅

7、含量过低，产品 有可能会产生裂纹；有可能会产生裂纹；2 2）、铜）、铜n n在铝合金中固溶进铜在铝合金中固溶进铜(Cu)(Cu)，机械性能可以提，机械性能可以提 高，切削性变好。不过，耐蚀性降低，容高，切削性变好。不过，耐蚀性降低，容 易发生热间裂痕。作为杂质的铜易发生热间裂痕。作为杂质的铜(Cu)(Cu)也是这也是这 样。样。n n铝硅系合金铜含量增加，热裂倾向增大铝硅系合金铜含量增加，热裂倾向增大3 3）. . 镁（镁（MgMg）n n在高硅铝合金中加入少量（约在高硅铝合金中加入少量（约0.20.20.30.3）的镁）的镁 ，可提高强度和屈服极限，提高了合金的切削加，可提高强度和屈服极限，

8、提高了合金的切削加 工性。工性。n n含镁含镁8 8的铝合金具有优良的耐蚀性，但其铸造性的铝合金具有优良的耐蚀性，但其铸造性 能差，在高温下的强度和塑性都低，冷却时收缩能差，在高温下的强度和塑性都低，冷却时收缩 大，故易产生热裂和形成疏松。大，故易产生热裂和形成疏松。n n铝硅系合金含镁可强化合金基体，提高耐蚀性、铝硅系合金含镁可强化合金基体，提高耐蚀性、 电镀性、阳极皮膜性，使铸件有光亮的表面；电镀性、阳极皮膜性，使铸件有光亮的表面；n n对铝硅铜系合金易产生热裂、减低伸长率和冲击对铝硅铜系合金易产生热裂、减低伸长率和冲击 率；率；n n故镁应该严格控制；故镁应该严格控制；4 4）. . 铁

9、（铁（FeFe）铁能减少产品粘模倾向，易于压铸，在铁能减少产品粘模倾向，易于压铸，在1.0%1.0% 1.5%1.5%是有益的，低于是有益的，低于0.7%0.7%则使铝合金液易与模则使铝合金液易与模 具粘合而拉伤，以致铸件表面多肉或崩缺，特别具粘合而拉伤，以致铸件表面多肉或崩缺，特别 是当铁含量在是当铁含量在0.60.6以下时尤为强烈；以下时尤为强烈；铝硅系、铝硅铜系合金若含过量铁，则会生成金铝硅系、铝硅铜系合金若含过量铁，则会生成金 属化合物，从而使产品局部硬点，产品易产生裂属化合物，从而使产品局部硬点，产品易产生裂 纹纹故含铁量一般应控制在故含铁量一般应控制在0.70.71.51.5范围。

10、但最高不范围。但最高不 能超过能超过 1.51.5。5 5）. . 锌（锌（ZnZn）n n锌在铝合金中能提高流动性，增加热脆性锌在铝合金中能提高流动性，增加热脆性 ，降低耐蚀性，铝硅铜系合金中含锌量过，降低耐蚀性，铝硅铜系合金中含锌量过 多，将产生裂纹的倾向；故应控制锌的含多，将产生裂纹的倾向；故应控制锌的含 量在规定范围中。至于含锌量很高的量在规定范围中。至于含锌量很高的ZL401ZL401 铝合金却具有较好的铸造性能和机械性能铝合金却具有较好的铸造性能和机械性能 ，切削加工也比较好。，切削加工也比较好。6 6）. . 锰（锰（MnMn）n n锰在铝合金中能减少铁的有害影响，能使锰在铝合金

11、中能减少铁的有害影响，能使 铝合金中由铁形成的片状或针状组织变为铝合金中由铁形成的片状或针状组织变为 细密的晶体组织，故一般铝合金允许有细密的晶体组织，故一般铝合金允许有0.50.5 以下的锰存在。含锰量过高时，会引起以下的锰存在。含锰量过高时，会引起 偏析。偏析。n n能提高耐蚀性和强度，但含量过多会产生能提高耐蚀性和强度，但含量过多会产生 硬化和脆性，在适量锰的作用下，可减少硬化和脆性，在适量锰的作用下，可减少 产品粘模倾向；产品粘模倾向；7 7）. . 镍（镍（NiNi）n n镍在铝合金中能提高合金的强度和硬度，镍在铝合金中能提高合金的强度和硬度， 降低耐蚀性。镍与铁的作用一样，能减少降

12、低耐蚀性。镍与铁的作用一样，能减少 合金对模具的熔蚀，同时又能中和铁的有合金对模具的熔蚀，同时又能中和铁的有 害影响，提高合金的焊接性能。当镍含量害影响，提高合金的焊接性能。当镍含量 在在1 11.51.5时，铸件经抛光能获得光洁的表时，铸件经抛光能获得光洁的表 面。由于镍的来源缺乏，应尽量少采用含面。由于镍的来源缺乏，应尽量少采用含 镍的铝合金。镍的铝合金。8 8）. . 钛（钛（TiTi）n n铝合金中加入微量的钛，能显著细化铝合铝合金中加入微量的钛，能显著细化铝合 金的晶粒组织，提高合金的机械性能，降金的晶粒组织，提高合金的机械性能，降 低合金的热裂倾向。低合金的热裂倾向。9 9）、锡）

13、、锡(Sn)(Sn)n n可改善切削性能，但是降低强度和耐蚀性可改善切削性能，但是降低强度和耐蚀性 性，助长高温脆性；性，助长高温脆性；1010）、铬）、铬(Cr)(Cr)n n铬铬(Cr)(Cr)在铝中形成在铝中形成(CrFe)Al7(CrFe)Al7和和(CrMn)Al12(CrMn)Al12等等 金属间化合物，阻碍再结晶的形核和长大金属间化合物，阻碍再结晶的形核和长大 过程，对合金有一定的强化作用，还能改过程，对合金有一定的强化作用，还能改 善合金韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性。善合金韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性。 但会增加淬火敏感性。但会增加淬火敏感性。n n可改善耐蚀性可改善耐蚀性11

14、11）、铅）、铅(Pb)(Pb)n n可改善切削性能，但是使耐蚀性变坏可改善切削性能，但是使耐蚀性变坏第二章、压铸原理第二章、压铸原理1 1、认识压铸、认识压铸n n压力铸造（简称压铸）的实质是在压力铸造（简称压铸）的实质是在 高压作用下，使液态或半液态金属高压作用下，使液态或半液态金属 以较高的速度充填压铸型型腔，并以较高的速度充填压铸型型腔，并 在压力下成型和凝固而获得铸件的在压力下成型和凝固而获得铸件的 方法。方法。2 2、压铸的特点、压铸的特点1 1）、压铸总体特性）、压铸总体特性高压和高速高压和高速充填压铸型是压铸的两大特充填压铸型是压铸的两大特 点。它常用的压射比压是点。它常用的压

15、射比压是从几千至几从几千至几 万万kPakPa，甚至高达甚至高达2105kPa2105kPa。充填速。充填速 度约在度约在1050m1050ms s，有些时候甚至可达，有些时候甚至可达 100m100ms s以上。以上。充填时间很短充填时间很短，一般在，一般在 0.010.2s0.010.2s范围内。范围内。2 2、压铸的特点、压铸的特点n n2 2）、压铸与其他铸造方法想比较的三大方面优点：）、压铸与其他铸造方法想比较的三大方面优点：n n1. 1. 产品质量好产品质量好 n n铸件尺寸精度高，一般相当于铸件尺寸精度高，一般相当于6767级，甚至可达级，甚至可达4 4级；表面光洁级；表面光洁

16、 度好，一般相当于度好，一般相当于5858级；强度和硬度较高，强度一般比砂型级；强度和硬度较高，强度一般比砂型 铸造提高铸造提高25302530，但延伸率降低约，但延伸率降低约7070；尺寸稳定，互换性；尺寸稳定，互换性 好；可压铸薄壁复杂的铸件。例如，当前锌合金压铸件最小壁好；可压铸薄壁复杂的铸件。例如，当前锌合金压铸件最小壁 厚可达厚可达0.3mm0.3mm；铝合金铸件可达；铝合金铸件可达0.5mm0.5mm；最小铸出孔径为；最小铸出孔径为0.7mm0.7mm ；最小螺距为；最小螺距为0.75mm0.75mm。 n n2.2.生产效率高生产效率高 n n机器生产率高，例如国产机器生产率高，例如国产J3J3型卧式冷空压铸机平均八小时可型卧式冷空压铸机平均八小时可 压铸压铸600600700700次，小型热室压铸机平均每八小时可压铸次，小型热室压铸机平均每八小时可压铸 3000700030007000次；压铸型寿命长，一付压