鋁合金鍛造工藝機能,通常理解為在充滿鑄型、結(jié)晶和冷卻歷程中體現(xiàn)最為突出的那一些機能的綜合。流動性、緊縮性、氣密性、鍛造應(yīng)力、吸氣性。鋁合金這些個特性決定于于合金的身分,但也與鍛造因素、合金加熱溫度、鑄型的龐大程度、澆冒口系統(tǒng)、澆口形狀等有關(guān)。
(1) 流動性
流動性是指合金液體充填鑄型的能力。流動性的大小決定合金可否鍛造龐大的鑄件。在鋁合金中共晶合金的流動性最好。
影響流動性的因素許多,首要是身分、溫度和合金液體中存在金屬氧化物、金屬化合物及其它污染物的固相顆粒,但外在的底子因素為澆注溫度及澆注壓力(俗稱澆注壓頭)的凹凸。
?、?緊縮性
緊縮性是鍛造鋁合金的首要特征之一。一般講,合金從液體澆注到凝固,直至冷到室溫,共分為三個階段,別離為液態(tài)緊縮、凝固緊縮和固態(tài)緊縮。合金的緊縮性對鑄件質(zhì)量有決定性的影響,它影響著鑄件的縮孔大小、應(yīng)力的產(chǎn)生、裂紋的形成及尺寸的變化。通常鑄件緊縮又分為體緊縮和線緊縮,在實際生產(chǎn)中一般應(yīng)用線緊縮來權(quán)衡合金的緊縮性。
鋁合金緊縮大小,通常以百分數(shù)來表示,稱為緊縮率。
?、袤w緊縮
體緊縮包括液體緊縮與凝固緊縮。
鍛造合金液從澆注到凝固,在最后凝固的處所會出現(xiàn)宏不雅或顯微緊縮,這類因緊縮導(dǎo)致的宏不雅縮孔肉眼可見,并分為集中縮孔和分離性縮孔。集中縮孔的孔徑大而集中,并分布在鑄件頂部或剖面厚大的熱節(jié)處。分離性縮孔描摹分離而藐小,大部門分布在鑄件軸心和熱節(jié)部位。顯微縮孔肉眼難以瞥見,顯微縮孔大部門分布在晶界下或樹梢晶的枝晶間。
縮孔和疏松是鑄件的首要缺陷之一,產(chǎn)生的原因是液態(tài)緊縮大于固態(tài)緊縮。生產(chǎn)中發(fā)明,鍛造鋁合金凝固規(guī)模越小,越易形成集中縮孔,凝固規(guī)模越寬,越易形身分離性縮孔,是以,在預(yù)設(shè)中必需使鍛造鋁合金符合挨次凝固原則,即鑄件在液態(tài)到凝固期間的體緊縮應(yīng)獲患上合金液的增補,是縮孔和疏松集中在鑄件外部冒口中。對易產(chǎn)生分離疏松的鋁合金鑄件,冒口設(shè)置數(shù)目比集中縮孔要多,并在易產(chǎn)生疏松處設(shè)置冷鐵,加大局部冷卻速率,使其同時或迅速凝固。
?、诰€緊縮
線緊縮大小將直接影響鑄件的質(zhì)量。線緊縮越大,鋁鑄件產(chǎn)生裂紋與應(yīng)力的趨向也越大;冷卻后鑄件尺寸及形狀變化也越大。
對差別的鍛造鋁合金有差別的鍛造緊縮率,即使統(tǒng)一合金,鑄件差別,緊縮率也差別,在統(tǒng)一鑄件上,其長、寬、高的緊縮率也差別。應(yīng)根據(jù)詳細情況而定。
(3) 熱裂性
鋁鑄件熱裂紋的產(chǎn)生,首要是因為鑄件緊縮應(yīng)力超過了金屬晶粒間的聯(lián)合力,大多沿晶界產(chǎn)生從裂紋斷口不雅察可見裂紋處金屬往往被氧化,失去金屬光澤。裂紋沿晶界延伸,形狀呈鋸齒形,外貌較寬,內(nèi)部較窄,有的則洞穿全般鑄件的端面。
差別鋁合金鑄件產(chǎn)生裂紋的偏向也差別,這是因為鑄鋁合金凝固歷程中開始形成完備的結(jié)晶框架的溫度與凝固溫度之差越大,合金緊縮率就越大,產(chǎn)生熱裂紋偏向也越大,即使統(tǒng)一種合金也因鑄型的阻力、鑄件的布局、澆注工藝等因素產(chǎn)生熱裂紋偏向也差別。生產(chǎn)中常采用退讓性鑄型,或改進鑄鋁合金的澆注系統(tǒng)等措施,使鋁鑄件制止產(chǎn)生裂紋。通常采用熱裂環(huán)法檢驗測定鋁鑄件熱裂紋。
?、?氣密性
鑄鋁合金氣密性是指腔體型鋁鑄件在高壓氣兒體或液體的作用下不滲漏程度,氣密性實際上表征了鑄件內(nèi)部社團致密與純凈的程度。
鑄鋁合金的氣密性與合金的性子涉及,合金凝固規(guī)模越小,產(chǎn)生疏松偏向也越小,同時產(chǎn)生析出性氣孔越小,則合金的氣密性就越高。統(tǒng)一種鑄鋁合金的氣密性好壞,還與鍛造工藝涉及,如降低鑄鋁合金澆注溫度、放置冷鐵以加快冷卻速率和在壓力下凝固結(jié)晶等,均可以使鋁鑄件的氣密性提高。也可用浸滲法擁塞泄露空隙來提高鑄件的氣密性。
?、?鍛造應(yīng)力
鍛造應(yīng)力包括熱應(yīng)力、相變應(yīng)力及緊縮應(yīng)力三種。各類應(yīng)力產(chǎn)生的原因不盡相同。
?、贌釕?yīng)力
熱應(yīng)力是因為鑄件差別的幾何形狀相交處斷面厚薄不均,冷卻紛歧致導(dǎo)致的。在薄壁處形成壓應(yīng)力,導(dǎo)致在鑄件中殘留應(yīng)力。
?、谙嘧儜?yīng)力
相變應(yīng)力是因為某些鑄鋁合金在凝固后冷卻歷程中產(chǎn)生相變,隨之帶來體積尺寸變化。首要是鋁鑄件壁厚不均,差別部位在差別時間內(nèi)發(fā)生相變而至。
?、劬o縮應(yīng)力
鋁鑄件緊縮時遭到鑄型、型芯的阻礙而產(chǎn)生拉應(yīng)力而至。這類應(yīng)力是權(quán)時的,鋁鑄件開箱是會自動消散。但開箱時間不妥,則每一每一會造成熱裂紋,特別是金屬型澆注的鋁合金往往在這類應(yīng)力作用下容易產(chǎn)生熱裂紋。
鑄鋁合金件中的殘留應(yīng)力降低了合金的力學(xué)機能,影響鑄件的加工精密度。鋁鑄件中的殘留應(yīng)力可經(jīng)由過程退火措置懲罰消除。合金因傳熱性好,冷卻歷程中無相變,只要鑄件布局預(yù)設(shè)合理,鋁鑄件的殘留應(yīng)力一般較小。
?、?吸氣性
鋁合金易接收氣體,是鍛造鋁合金的首要特性。液態(tài)鋁及鋁合金的組分與爐料、有機物燃燒產(chǎn)品及鑄型等所含水分發(fā)生反映而產(chǎn)生的氫氣被鋁液體接收而至。
鋁合金熔液溫度越高,接收的氫也越多;在700℃時,每一100g鋁中氫的溶解度為0.5～0.9,溫度升高到850℃時,氫的溶解度增加2～3倍。當(dāng)含堿金屬雜質(zhì)時,氫在鋁液中的溶解度顯著增加。
鑄鋁合金除熔煉時吸氣外,在澆入鑄型時也會產(chǎn)生吸氣,進入鑄型內(nèi)的液態(tài)金屬隨溫度下降,氣體的溶解度下降,析出多余的氣體,有一部門逸不出的氣體留在鑄件內(nèi)形成氣孔,這就是通常稱的“針孔”。氣體有時會與縮孔聯(lián)合在一起,鋁液中析出的氣體留在縮孔內(nèi)。若氣泡受熱產(chǎn)生的壓力很大,則氣孔外貌光滑,孔的周圍有一圈光明層;若氣泡產(chǎn)生的壓力小,則孔內(nèi)外貌多皺紋兒,看上去如“蠅子腳”,細心不雅察又具有縮孔的特征。
鑄鋁合金液中含氫量越高,鑄件中產(chǎn)生的針孔也越多。鋁鑄件中針孔不僅降低了鑄件的氣密性、耐蝕性,還降低了合金的力學(xué)機能。要獲患上無氣孔或少氣孔的鋁鑄件,關(guān)鍵在于熔煉條件。若熔煉時添加覆蓋劑保護,合金的吸氣量大為減少。對鋁熔液作精辟措置懲罰,可有用控制鋁液中的含氫量。
