壓鑄鋁合金的性能及分類

長期以來,在我國由于壓鑄件本身中總是存在氣孔的缺陷,所以它們經(jīng)常地只是局限于一些裝飾零件,受載荷不大的零件制造,故壓鑄鋁合金的牌號發(fā)展一直停留在幾個型號上。但是,隨著生產(chǎn)的發(fā)展,壓鑄技術的掌握,人們在擴大壓鑄件的應用范圍方面提出了更多的要求,如在自行車減輕自重的結構改進中,很重要的措施之一就是用鋁合金代替鋼材制作自行車的零件。

壓鑄鋁合金除了應滿足所制零件的工作性能要求外,為了能順利地進行壓力鑄造,它還應具有如下的性能:

（1）在過熱度不高,甚至處于固、液相線溫度范圍內(nèi)時,它應有較好的塑性體流變性能,即在壓力作用下,貌似粘稠的鋁合金液仍具有優(yōu)良的流動性,便于填充復雜的型腔,保證良好的壓鑄件表面質量,減少鑄件內(nèi)的收縮孔洞。同時改善壓鑄型的工作狀況,提高其工作壽命；

（2）線收縮率小,并且有一定的高溫強度,以免鑄件產(chǎn)生裂紋和變形,提高鑄件尺寸精度；

（3）結晶溫度范圍小，可以減少鑄件中收縮孔洞產(chǎn)生的可能性；

（4）具有一定的高溫固態(tài)強度，防止模具開模時推出鑄件產(chǎn)生變形或破裂；

（5）在常溫下應具有一定的強度，以盡可能提高壓鑄件的機械強度和表面硬度；

（6）與壓鑄型不發(fā)生化學反應,親和力小,防止粘型和鑄件、鑄型相互合金化；

（7）在高溫熔融狀態(tài)下不易吸氣、氧化,以便能滿足壓鑄時需長期保溫的要求。

    壓鑄鋁合金有良好的使用性能和工藝性能，因此鋁合金的壓鑄發(fā)展迅速，在各個工業(yè)部門中得到廣泛的應用，用量遠遠高于其他有色合金，在壓鑄生產(chǎn)中占有極其重要的地位。按所含基本元素可將鑄造鋁合金分為Al-Si合金、Al-Cu合金、Al-Mg合金、Al-Zn合金。

1.1 Al-Si合金

    由于共晶Al-Si合金具有結晶溫度間隔小、合金中硅相有很大的凝固潛熱和較大的比熱容、其線收縮系數(shù)也比較小的特點，因此其鑄造性能一般要比其他鋁合金的好，其充型性能也好，熱裂、縮松傾向比較小。Al-Si共晶體中所含的脆性相(硅相)數(shù)量最少，質量分數(shù)僅為lO％左右，因而其塑性比其他鋁合金好，組織中僅存的脆性相還可通過變質處理降低其脆性。實驗表明Al-Si共晶體在其凝固點附近溫度仍保持良好的塑性，這是其他鋁合金所沒有的。

鑄造合金組織中常要有相當數(shù)量的共晶體，以保證其良好的鑄造性能；共晶體數(shù)量的增加又會使合金變脆而降低力學性能，兩者之間存在一定的矛盾。但是由于Al-Si共晶體有良好的塑性，能較好地兼顧力學性能和鑄造性能兩方面的要求，所以Al-Si合金是目前應用最為廣泛的壓鑄鋁合金。

我國壓鑄鋁合金品種中，絕大多數(shù)以Al-Si合金為主，這類合金存在強度較低、切削性能不夠好、螺紋加工困難等現(xiàn)象，所以近年來我國正在開發(fā)高強度合金。

1.2 Al-Zn合金

Al-Zn合金合金壓鑄件經(jīng)自然時效后，可獲得較高的力學性能。當其鋅質量分數(shù)大于10％時，強度顯著提高。此合金的缺點是耐腐蝕性差，有應力腐蝕的傾向，壓鑄時易熱裂。常用的Y40l合金流動性好，易充滿型腔，缺點是形成氣孔的傾向性大，硅、鐵含量較少時，易熱裂。

1.3 Al-Mg合金

Al-Mg合金的性能特點是：室溫力學性能好；抗蝕性強；鑄造性能比較差；力學性能的波動和壁厚效應都比較大；長期使用時，有因時效作用而使合金的塑性下降，甚至壓鑄件出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象；壓鑄件產(chǎn)生應力腐蝕裂紋的傾向也較大等。Al—Mg合金的缺點部分抵消了它的優(yōu)點，使其在應用方面受到一定的影響。

1.4特殊性能的壓鑄鋁合金

國內(nèi)外研制的特殊性能的壓鑄鋁合金有：

裝飾型Al—Mn合金：適用于陽極氧化處理和著色處理，伸長率高，還具有相當?shù)哪臀g性。但其強度不高，收縮率大，易粘模。

熱處理型Al一Si—Cu合金：可進行淬火后不完全人工時效和淬火后完全人工時效至最大硬度。

此外還有表面處理和熱處理復合型的Al一Mn—zn合金、耐磨型過共晶Al—Si合金和防爆防振型Al—zn合金等。另外還有壓鑄鋁合金復合材料，目前尚未普遍生產(chǎn)與應用。