压铸铝合金材质特性
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Cu在凝固中固相线温度548℃时，CU在AL中含量 为5.65﹪，而室温时固容量为0.5﹪。 CU（铜） 元素可提高高温强度，有着于热处理的效果。
CU含量亦能增进流动性但效果不如Si显著。
ADC10压铸后会随时间强度、硬度逐渐变高，韧 性变低，即为CU渐渐析出造成，故需整平，矫直 须在24H 内完成。
Al-Si-Cu、Al-Si-Mg三元合金
❖ Al-Si-Cu组成为Al、Si、Cu,故合金性质为前 述二元合金Al-Si、Al-Cu的折中综合体。 ADC12相较于ADC10应含Cu略低、Si含量略 高在各方面有较优的性质。
❖ Al-Si-Mg合金有良好的强度、耐蚀性和延 性。 此类合金中会析出Mg2Si。Mg2Si有提高硬度， 强度的作用，但会降低延性。合金中Mg含量 需＞ 0.2﹪才有效用。
a. 熔汤在铸模内的流动长度要长。 b. 熔点或固相线温度低。 c. 凝固时间短。 d. 固相线温度的固相率小。 e. 表面张力和粘性小。
（2）浇口补充效果大，凝固收缩小。 （3）热裂少。
a. 高温强度大。 b. 固相率小。 c. 热膨胀系数小。 （4）与金属模的附著力小。 a. 和铁的化学亲和力小。 b. 熔汤不易氧化。
温 度
时间→
℃
纯铝
❖ 纯铝延性高，没什么强度。高纯铝其凝固收 缩率高达6.6﹪，通常只用于马达转子的压铸。
❖ 99.3﹪纯度的铝其导电率为标准铜的54 ﹪其 它杂质为铁和硅，其作用目的有防止粘模、 提高高温强度等。
Al-Si合金
❖ 硅(Si) 为铝合金最重要也是主要成分， 是显著改善 其流动性的主要成分，从共晶到过共晶区段具有良 好的流动性。 Si性硬且脆，应避免其大块存于铝合金中以
小结
❖ 压铸用合金种类 ❖ 压铸用合金基本铸造特性 ❖ 压铸用铝合金的化学成分 ❖ 合金元素的影响
Si含量9﹪的A380反而较Si含量11﹪的A383材料缩
孔少。
❖ 机械性质
随着Si 含量的增加，抗拉强度及硬度会增加。 导电性降低。Si 本身硬度很高，过共析铝合 金（ADC14）耐磨性高与铸铁匹比，常用来 做活塞；引擎本体。
❖ 耐蚀性
因硅含量表面呈灰黑色，阳极处理亦会突显 压铸流纹。
Al-Cu合金
Ni（镍）元素
镍在规范中容许量 ＜0.5﹪。对于铸件有特殊 需求在较高温使用，镍含量2～2.5﹪可提高 其强度及降低热膨胀性。和CU 一样，随着 含量的增加，其硬度、抗拉强度愈增，而耐 蚀性变差，可改善高温抗拉强度。
Mn（锰）元素
AL-0.3 ﹪ Mn合金流动性佳，使用于需耐蚀 的制品。添加在含铜硅的铝合金，可改善其 高温强度，但过量时，会有AL-Si-Fe-Mn的四 元化合物生成，导致铸件上硬点。
1
压铸用合金种类
❖ 主要压铸用合金材料有锡、铅、锌、 铝 、镁、铜等。
❖ 以锌、铝合金应用最广镁、铜合金次 之。
❖ 用于压铸锡、铅、锌合金的是低熔点 合金，以及铜系的高熔点合金等。
压铸用合金基本铸造特性
❖ 压铸被优先考虑其经济性，良好的生产特性， 但 是皆要以能够稳定的供给廉价的素材为前提。
❖ 压铸用合金其具备的铸造特性包括： （1）良好的流动性和充填性
铝合金内固熔铜量，使机械性质变佳，切削性也 佳。
但CU 会影响压铸铝合金的耐蚀性能。
Al-Mg合金
❖ 镁（Mg）成份由于极易氧、流动性不佳、凝固收缩 大，除非溶解及模具设计良好，很难得到少流纹的 压铸件故在压铸合金中Al-Mg合金系只有二种且使用 量不多。
❖ Mg元素合金耐蚀性、极易氧化、流动性不佳、凝固 收缩大 。铝合金随Mg的含量的增加，抗拉强度硬度 都上升。 例如：380种的Mg含量若增加至0.3～0.5﹪，虽然 会影响铸造性，但可大幅度提高强度，硬度，机械 加工性。
锌（Zn）
❖ Al-Zn二元合金的试验中，室温锌的最大固溶 量为2﹪，故锌含量在3﹪以下为压铸铝合金 规范所容许。太高（3﹪以上）会造成高温强 度不足、铸件Байду номын сангаас模中热裂，铸件强度变低。
Mg(镁）元素
在Al-Si-Cu合金中镁视为杂质，会生成脆性 的Mg2Si被视为不纯物。故规定其量要在0.3 ﹪以下，美国则严格规定在0.1 ﹪以下。 在Al-Si-Mg合金中镁含量不能小于0.2﹪。如 果要求A380 （ADC10）或413 铸件有更高 强度，硬度可提高镁含量再经过154℃，2～ 5小时的热处理。基本上来讲镁含量增加强度、 硬度、刚性增加、流动性降低。
免对铸件造成不良影响。
Si含量增 流动性 耐磨 硬度 强度 加工 凝固收 延性
加
性
性 缩率
影响
↑增加 ↑ ↑ ↑ ↑ ↓ ↓ ↓ ↓减少
❖ 调质
压铸制程的快速冷却，硅往往较细而散布。不过
试验显示在压铸制程中调质仍可将较不佳的针状或 片状共析组织打散成球转，改善延性及机械加工性。
❖ 高温强度
因压铸量产为求快，越高温顶出产出越快，Si含量 帮助高温强度的提升同时大为降低凝固收缩量，使 缩孔问题降低，对有气密性要求的非常重要。Si对 增进流动性有帮助。但对厚薄不均的铸件高硅（因 接近等温凝固）反而会阻礙压力传述，其实验显示
压铸用合金材料特性
❖ 优良的机械性质。 ❖ 质轻（比重，肉薄）。 ❖ 价格低廉、价格稳定。 ❖ 被切削性良好。 ❖ 普遍的耐腐蚀性良好。 ❖ 拔模斜度小。 ❖ 尺寸精度佳、尺寸安定。 ❖ 表面处理特性佳。 ❖ 物理性质佳。
压铸用铝合金的化学成分
潜热
冷却曲线如图，纯金属物从熔融冷却时必 经历一等温变相（液-固），此时释放的热 量为潜热。
其它合金元素的影响
Fe（铁）元素 铁少量可增加铝合金的强度、硬度，帮助提升高温 强度以免铸件热裂。 铝有亲铁性，会侵蚀铁。会以针状FeAl3的有害物析 出，但由于压铸的冷却速率很快，铸件组织细致，
不纯物影响不敏感。因此一般压铸元件会含约0.7～ 1.2﹪的Fe ，避免造成金属模粘着的现象。
成分最好控制在0.8 ～1.0﹪范围以下，以免因多量 的Fe 产生金属间化合物造成铸件上的硬点。
CU含量亦能增进流动性但效果不如Si显著。
ADC10压铸后会随时间强度、硬度逐渐变高，韧 性变低，即为CU渐渐析出造成，故需整平，矫直 须在24H 内完成。
Al-Si-Cu、Al-Si-Mg三元合金
❖ Al-Si-Cu组成为Al、Si、Cu,故合金性质为前 述二元合金Al-Si、Al-Cu的折中综合体。 ADC12相较于ADC10应含Cu略低、Si含量略 高在各方面有较优的性质。
❖ Al-Si-Mg合金有良好的强度、耐蚀性和延 性。 此类合金中会析出Mg2Si。Mg2Si有提高硬度， 强度的作用，但会降低延性。合金中Mg含量 需＞ 0.2﹪才有效用。
a. 熔汤在铸模内的流动长度要长。 b. 熔点或固相线温度低。 c. 凝固时间短。 d. 固相线温度的固相率小。 e. 表面张力和粘性小。
（2）浇口补充效果大，凝固收缩小。 （3）热裂少。
a. 高温强度大。 b. 固相率小。 c. 热膨胀系数小。 （4）与金属模的附著力小。 a. 和铁的化学亲和力小。 b. 熔汤不易氧化。
温 度
时间→
℃
纯铝
❖ 纯铝延性高，没什么强度。高纯铝其凝固收 缩率高达6.6﹪，通常只用于马达转子的压铸。
❖ 99.3﹪纯度的铝其导电率为标准铜的54 ﹪其 它杂质为铁和硅，其作用目的有防止粘模、 提高高温强度等。
Al-Si合金
❖ 硅(Si) 为铝合金最重要也是主要成分， 是显著改善 其流动性的主要成分，从共晶到过共晶区段具有良 好的流动性。 Si性硬且脆，应避免其大块存于铝合金中以
小结
❖ 压铸用合金种类 ❖ 压铸用合金基本铸造特性 ❖ 压铸用铝合金的化学成分 ❖ 合金元素的影响
Si含量9﹪的A380反而较Si含量11﹪的A383材料缩
孔少。
❖ 机械性质
随着Si 含量的增加，抗拉强度及硬度会增加。 导电性降低。Si 本身硬度很高，过共析铝合 金（ADC14）耐磨性高与铸铁匹比，常用来 做活塞；引擎本体。
❖ 耐蚀性
因硅含量表面呈灰黑色，阳极处理亦会突显 压铸流纹。
Al-Cu合金
Ni（镍）元素
镍在规范中容许量 ＜0.5﹪。对于铸件有特殊 需求在较高温使用，镍含量2～2.5﹪可提高 其强度及降低热膨胀性。和CU 一样，随着 含量的增加，其硬度、抗拉强度愈增，而耐 蚀性变差，可改善高温抗拉强度。
Mn（锰）元素
AL-0.3 ﹪ Mn合金流动性佳，使用于需耐蚀 的制品。添加在含铜硅的铝合金，可改善其 高温强度，但过量时，会有AL-Si-Fe-Mn的四 元化合物生成，导致铸件上硬点。
1
压铸用合金种类
❖ 主要压铸用合金材料有锡、铅、锌、 铝 、镁、铜等。
❖ 以锌、铝合金应用最广镁、铜合金次 之。
❖ 用于压铸锡、铅、锌合金的是低熔点 合金，以及铜系的高熔点合金等。
压铸用合金基本铸造特性
❖ 压铸被优先考虑其经济性，良好的生产特性， 但 是皆要以能够稳定的供给廉价的素材为前提。
❖ 压铸用合金其具备的铸造特性包括： （1）良好的流动性和充填性
铝合金内固熔铜量，使机械性质变佳，切削性也 佳。
但CU 会影响压铸铝合金的耐蚀性能。
Al-Mg合金
❖ 镁（Mg）成份由于极易氧、流动性不佳、凝固收缩 大，除非溶解及模具设计良好，很难得到少流纹的 压铸件故在压铸合金中Al-Mg合金系只有二种且使用 量不多。
❖ Mg元素合金耐蚀性、极易氧化、流动性不佳、凝固 收缩大 。铝合金随Mg的含量的增加，抗拉强度硬度 都上升。 例如：380种的Mg含量若增加至0.3～0.5﹪，虽然 会影响铸造性，但可大幅度提高强度，硬度，机械 加工性。
锌（Zn）
❖ Al-Zn二元合金的试验中，室温锌的最大固溶 量为2﹪，故锌含量在3﹪以下为压铸铝合金 规范所容许。太高（3﹪以上）会造成高温强 度不足、铸件Байду номын сангаас模中热裂，铸件强度变低。
Mg(镁）元素
在Al-Si-Cu合金中镁视为杂质，会生成脆性 的Mg2Si被视为不纯物。故规定其量要在0.3 ﹪以下，美国则严格规定在0.1 ﹪以下。 在Al-Si-Mg合金中镁含量不能小于0.2﹪。如 果要求A380 （ADC10）或413 铸件有更高 强度，硬度可提高镁含量再经过154℃，2～ 5小时的热处理。基本上来讲镁含量增加强度、 硬度、刚性增加、流动性降低。
免对铸件造成不良影响。
Si含量增 流动性 耐磨 硬度 强度 加工 凝固收 延性
加
性
性 缩率
影响
↑增加 ↑ ↑ ↑ ↑ ↓ ↓ ↓ ↓减少
❖ 调质
压铸制程的快速冷却，硅往往较细而散布。不过
试验显示在压铸制程中调质仍可将较不佳的针状或 片状共析组织打散成球转，改善延性及机械加工性。
❖ 高温强度
因压铸量产为求快，越高温顶出产出越快，Si含量 帮助高温强度的提升同时大为降低凝固收缩量，使 缩孔问题降低，对有气密性要求的非常重要。Si对 增进流动性有帮助。但对厚薄不均的铸件高硅（因 接近等温凝固）反而会阻礙压力传述，其实验显示
压铸用合金材料特性
❖ 优良的机械性质。 ❖ 质轻（比重，肉薄）。 ❖ 价格低廉、价格稳定。 ❖ 被切削性良好。 ❖ 普遍的耐腐蚀性良好。 ❖ 拔模斜度小。 ❖ 尺寸精度佳、尺寸安定。 ❖ 表面处理特性佳。 ❖ 物理性质佳。
压铸用铝合金的化学成分
潜热
冷却曲线如图，纯金属物从熔融冷却时必 经历一等温变相（液-固），此时释放的热 量为潜热。
其它合金元素的影响
Fe（铁）元素 铁少量可增加铝合金的强度、硬度，帮助提升高温 强度以免铸件热裂。 铝有亲铁性，会侵蚀铁。会以针状FeAl3的有害物析 出，但由于压铸的冷却速率很快，铸件组织细致，
不纯物影响不敏感。因此一般压铸元件会含约0.7～ 1.2﹪的Fe ，避免造成金属模粘着的现象。
成分最好控制在0.8 ～1.0﹪范围以下，以免因多量 的Fe 产生金属间化合物造成铸件上的硬点。