超高强铝合金铸造技术及装备控制系统的发展_孙静

总第172期

2010年2月

南方金属SOUT H ERN M ETALS

Sum .172

Fabruary 2009

收稿日期:2009-07-13

作者简介:孙静(1977-),女,1998年毕业于西北建筑工程学院建筑电气专业,工程师.

文章编号:1009-9700(2010)01-0004-05

超高强铝合金铸造技术及装备控制系统的发展

孙静

(苏州有色金属加工设计院,江苏苏州215026)

摘要:超高强铝合金是是世界各国航空航天工业中的重要结构材料,随着现代航空航天工业的快速发展,已研制开发出多种使用性能很好的新型超高强铝合金.重点阐述了超高强铝合金铸造技术及装备控制系统的发展现状.关键词:超高强铝合金;铸造技术;装备控制系统中图分类号:TG 146.2+1 文献标识码:A

Processes ,equi p m ents and controlli ng syste m s for

casti ng ultra -high strength alu m i nu m all oys

S U N Ji ng

(Suz hou P rocessi ng and R esearch Instit u te for N on ferrousM eta ls ,Suz hou 215026,J i angsu)

Abstrac t :U ltra -h i gh streng t h a l u m i nu m a lloy is an i m portan t struct ura lm a teria l i n aerospace i ndustry .M any new ultra -h i gh streng th alu m inu m a lloys w i th excell ent properties have been deve l oped ,now a l ong w it h the rap i d advancement o f the industry .T he presen t paper is concerned w ith t he deve l op m ent of t he processes ,equi pments and contro lli ng systems needed for casting t he ultra -h i gh streng th al um inu m a lloys .

K ey word s :ultra -h i gh streng th alu m inu m a lloy ;casti ng techn i que ;equ i p m ent and contro l syste m

超高强铝合金(7xxx 系)具有密度低、强度高、热加工性能好等优点,是航空航天领域的主要结构材料.近年来,材料工作者采用新型的铸造技术,改进铸造装备和控制系统,优化合金的成分设计,研制开发出多种新型超高强铝合金,这些材料抗拉强度高,能保持较好的韧性和耐腐蚀性,且成本较低,在很多领域取代了昂贵的钛合金,成为世界各国结构材料开发的热点之一

[1-2]

超高强铝合金化学成分复杂,铸锭规格和宽厚比增大(扁锭),铸锭的裂纹倾向也增大,极难成型.我国生产7050厚板所需的扁锭一直需要进口,其价格高昂.因超高强铝合金涉及航空航天这一敏感领域而涉密,故针对该专题的核心内容报道较少,资料分散.本文在查阅大量国内外资料的基础上,概述了超高强铝合金的铸造技术及装备控制系统在国内外的发展现状及未来趋势

[3-5]

1 超高强铝合金铸造技术

与传统高强铝合金相比,超高强铝合金的合金化程度较高,导致材料中的宏观偏析和铸锭热裂纹倾向加大,严重影响到铸锭的成材率和材料的腐蚀、疲劳等使用性能,因而对材料制备提出了更高的要求.目前,超高强铝合金的铸造技术主要有以下几种:立式半连续铸造、气滑铸造、电磁铸造.1.1 立式半连续铸造

立式半连续铸造是根据材料流变学原理制备半固态加工用坯料的新技术,其本质特征为进入结晶器的金属为固液共存的混合物,而且其中的固相具有非枝晶特征,半连续铸造工艺过程如图1所示.半连续铸造过程的三大工艺参数(浇注温度、铸造速度和冷却水流量)随铸锭的规格、牌号和铸造环境不同而有不同的匹配关系

[6]

图1 半连续铸造工艺示意

采用半连续水冷铸造技术生产高强铝合金大扁锭的优点是坯料质量高,成形性好,单机生产能力大.缺点是超高强铝合金的两相区较宽,其合金元素含量高(大多超过合金总质量的14%),大量的合金元素以化合物和共晶相的形式存在于晶界,产生裂纹和偏析的倾向严重.目前,全美轧制产品的80%采用该技术铸锭轧制

[7]

,A l-Zn -M g -Cu 系超高

强铝合金一般采用水冷半连续铸造工艺生产.1.2 气滑铸造(A irsli p Casti n g)

气滑铸造是近年来发展的一种铝合金半连铸先进技术.其原理是在浇注过程中(见图2),压缩空气和润滑油透过结晶器上的石墨环,在石墨环内壁形成油气膜,金属液在油气膜约束下外部凝固成壳移出结晶器,喷水进行二次冷却,形成铸锭.采用气滑铸造技术优点是铸造速度快、铸锭表面光滑.缺点在于仅能大幅度改善锭坯的表面质量,而对内部组织改善不大,由于多孔石墨结晶器和产生汽雾的油价格昂贵,因此,生产成本高

[8-10]

图2 气滑铸造原理

美国华盛顿州的W agstaff 公司研究开发了具有独到特点的气滑铸模(A ir Slip T M

M old).能生产广阔范围尺寸的合金和质铸锭,气滑铸锭的晶粒大小,比大多数普通热顶铸造的细得多

[11].尤其是气滑铸造采用了/Tur bo CRT 0系统,该系统可以改变铸锭冷却水的水流及冷却能力.1.3 电磁铸造(E M C)

电磁铸造是利用电磁力代替普通半连续铸造法的结晶器来支撑熔体,然后直接水冷形成铸锭(见图3),其工作原理是:当交变电流I 1经过感应线圈6时,在铸锭液穴5中产生感应电流I 2,这样在电流I 1与I 2的磁场间便产生了一个从液柱外周(不管电流怎样交变)始终向内的推力F .这就是所谓的/电磁压力0或称/电磁推力0

[12-13]

图3 电磁铸造原理

电磁铸造的优点是改善了铸锭组织,使铸锭的化学成分均匀,力学性能提高.而且熔体是在不与结晶器接触的情况下凝固,所以不产生偏析瘤、表面粘结等缺陷,硬合金扁锭的铣面量和热轧裂边量也大为减少,提高了成品率.德国、捷克、美国、日本等国的一些大型铝业公司都相继引进了此项技术,并大规模投入生产.电磁铸造的缺点是设备投资巨大,电能消耗较多,变换规格时工具更换较复杂,操作较为困难.国内西南铝业公司曾引进该技术并铸造出了合格铸锭,但因铸造设备的控制不能满足要求,未投入批量生产.目前国内许多企业和科研单位正在研究的超高强铝合金的电磁铸造技术,具有重要的研究价值和广泛的应用前景

[14-16]

2 高强铝合金铸造装备及其控制系统

铝合金铸造装备及其控制系统包括铸造结晶器、铸造机和铸造设备控制系统.2.1 高强铝合金铸造结晶器

按照铸造技术,结晶器可分为直接水冷(DC )铸造结晶器、热顶铸造结晶器和电磁铸造结晶器等

[17]

总第172期

孙静:超高强铝合金铸造技术及装备控制系统的发展

直冷铸造技术出现的时间较早,其所用的结晶器结构也较为简单,通常是由内套和外套组成,内套和外套之间是一个冷却水通道.见图4,典型高强铝合金扁锭的结晶器尺寸见表1.扁锭结晶器

窄面均开有缺口,用于高强合金和超高强铝合金结

晶器铸造的缺口较大,主要是防止侧边裂纹.为了防止扁锭裂纹,超高强合金扁锭的宽、厚比控制在4左右

图4 DC 式结晶器

a-铸造实心圆锭结晶器;b-铸造空心圆锭结晶器;c-扁锭结晶器.1-芯子;2-结晶体本体;3-内套;4-水套;5-二次冷却水;6-铸锭

表1 典型高强铝合金扁铸锭结晶器尺寸

适用合金铸锭规格结晶器长度结晶器宽度结晶器高度小面弧半径L L 1B b 1h h 1R 1R 2高强铝

300@1500153015031030020012068-200@140014202052052052007560145255@150015302202702642007090175超高强铝

300@

1200

230

310

300

200

212

普通热顶铸造技术是20世纪70年代开发的,它所用的结晶器和直冷铸相比多了一个热顶套,保温性能得到提高,因而允许较低的浇铸温度,提高了铸锭的性能.图5所示的是一种典型的普通热顶铸造用的圆锭结晶器

[18-19]

.美国W agstaf 公司的M ax-i

cast 圆铸锭全水平热顶铸造结晶器增加了一个自动润滑油供给系统,采用油压翻立盖板等一系列新的工艺,保证了铸锭的内部和表面品质

[20]

.后来在它

的基础上又发展了气滑热顶铸造结晶器,结构如图6所示,增加了一个微孔石墨环,铸造时油、气通过该石墨环渗出,润滑效果更好.

电磁铸造是利用电磁力来代替结晶器以实现无模铸造的一种新型连续铸造方法.它所使用的结晶器相对于传统结晶器增加了一个感应电圈和一个电磁屏蔽系统,其结构如图7所示[21]

2.2 高强铝合金半连续铸造机

半连续铸造机包括:铸造平台、升降台、传动装置、铸锭底座、水冷系统

图5 热顶式结晶器示意

1-流槽;2-热顶;3-结晶器;4-石墨环环;5-

铸锭

图6 气滑热顶结晶器示意

1-流槽;2-热顶;3-结晶器;4-石墨环环;5-铝熔体;6-铸锭

南方金属S OUTH ERN M ETA LS

2010年第1期

图7 电磁式结晶器结构示意

1-电磁屏蔽;2-感应线圈;3-铸锭;4-盖板

用于铝合金生产的半连续铸造机有:钢丝绳传动铸造机、丝杠传动铸造机、液压式铸造机、链传动铸造机等.丝杠式铸造机由于其悬臂传动和支撑结构特点,不适合于同时铸造多根铸锭.按铸锭从立式半连续铸造机结晶器中拉出的牵引动力可分为液压油缸式、钢丝绳式和丝杠式.超高强铝合金扁锭铸造设备用钢丝绳传动半连续铸造机和液压半连续铸造机,其结构分别见图8和图9.钢丝绳式铸造机结构简单,但因钢丝绳磨损快,导致引锭平台牵引力和铸造速度稳定性能较差,影响铸锭质量

[22]

.与钢丝绳

传动半连续铸造机相比,液压半连续铸造机具有承

载量大、控制精度高、铸造运行平稳的优点[23]

.使用液压铸造机牵引力稳定,可按照工艺要求设定各种不同的牵引速度模式,速度控制精度高,但要求液压系统和电控系统运行可靠性高,铸造机速度比其它形式的铸造机快,国外铝加工厂大多采用液压油缸式铸造机,采用PLC 控制系统,并与保温炉的控制系统联锁,可实现铝液温度、流速和冷却水流量、温度以及

铸造速度等参数的最佳匹配,可实现全自动铸造[24]

.2.3 铸造设备控制系统

连续铸造设备控制系统的好坏直接关系到连续铸造坯的质量.连续铸造过程的自动化可以实现生产过程的优质、高产、低耗,从而可以提高连续铸造生产的经济效益和社会效益

图8 钢丝绳式铸造机

1-结晶器平台;2-引锭器平台;3-

钢丝绳卷扬机

图9 液压式铸造机

1-结晶器平台;2-倾翻机构;3-引锭平台;4-液压油缸

早期的连续铸造设备一般都只有简单的控制系统,像结晶器液面控制系统、牵引装置控制系统等

[25]

.近年来随着电子技术以及计算机技术的发

展,很多大型的连续铸造设备都已经实现了全在线控制,例如,W agstaff 公司的新型热顶铸造没备以及Proper .zi 、H azelett 、Fata H unter 等公司推出的一些新型有色合金连铸连轧设备.

W agstaff 公司的新型热顶铸造设备的控制系统称为AUTOCAST C ontr o l Syste m s ,它包括有液压控制系统、冷却水控制系统、结晶器控制系统、铸锭监测系统等.该控制系统提供了一个操作控制平台和一个监测控制与数据获得系统(SCADA Syste m ),它还提供一个远程监控平台.应用该控制系统可以减少操作错误带来的损失,提高操作的安全性,同时大大提高铸锭的质量

[24]

Properzi 公司连铸连轧设备的控制系统称为P .I

.C ,(Properzi Integrated Contro1)系统,该控制系统大量应用了PLC 控制,实现了连续铸造过程的数字化控制.它提供了一整套人机控制界面软件,实现了真正意义上的全在线控制(On Line Contro1).

3 高强铝合金铸造技术前景与展望

随着航空航天工业的迅猛发展以及新型连续铸造技术和相关技术的发展,特别是现代控制技术的

飞跃发展,研制新型超高强铝合金材料和连续铸造设备的开发成为未来的发展方向.与热顶铸造(HT )

总第172期

孙静:超高强铝合金铸造技术及装备控制系统的发展

技术、电磁铸造(E M C)技术和热型铸造(OCC )技术相关的超高强铝合金连续铸造设备向着高效率、高品质、大型化、智能化方向发展.参考文献

[1] 唐剑,黄平,牟大强,等.铝合金熔铸技术的现状

及发展趋势[J].铝加工,2001,24(4):5-9.

[2] 唐剑,刘静安,牟大强,等.铝合金热轧板锭熔铸技

术及设备[J].有色金属加工,2006,35(1):17-21.[3] 陈丽君.7050合金出口厚板表面裂纹的原因分析[J].

黑龙江冶金,2005,35(2):3-5.

[4] 魏继承.7010合金圆铸锭熔铸工艺研究[J].黑龙江冶

金,2006,35(4):7-9.

[5] 杨为勤,谢国锋.大型铝铸件的铸造工艺[J].轻有色

合金,2006,26(12):794-797.

[6] 孙兆霞,王德满,关尔滨.铝合金半连续铸造的工艺过

程控制[J].轻合金加工技术,2001,29(11):19-22.[7] R oh it K,Para m a t m un,i K eh -M i nn Chang ,B ruce S .K ang .

Evalua ti on of crack i ng resistance o f DC casti ng h i gh streng t h a l u m i nu m i ngots[J].M ater i a ls Sc i ence and Eng-i neering A,2004293-301.

[8] 张建平,乐永康.铝合金气滑铸造装置设计[J].铸造

技术,2007(1):151-153.

[9] 高泽生.挤压锭铸造的新方法-气滑铸造[J].轻金属

及其加工,1989(9):46-50.

[10]李小亚,王东立,许振明,等.气膜成型连续铸造技术

[J].特种铸造及有色合金,2002(5):27-29.

[11]杨孟刚.铝及铝合金气幕铸造工艺[J].有色金属加

工,2002,31(4):33-35.

[12]班春燕.电磁场作用下铝合金凝固理论基础研究[D ].

大连:大连理工大学,2002.

[13]李朝霞.电磁铸造铝板坯的凝固过程和变形控制研究

[D ].大连:大连理工大学,2002.

[14]冯长宝,张永杰,于光伟.电磁软接触方坯连铸实验研

究[J].宝钢技术,2002(6):53-58.

[15]邹晓强,刘生发,吕亚清,等.轻合金中电磁搅拌技术

的研究与应用现状[J].轻合金加工技术,2006,36(10):5-10.

[16]姜琳,王翠梅.浅谈电磁搅拌在铝熔体铸造中的晶

粒细化作用[J].黑龙江科技信息,2007(2):6-8.[17]王荣发,张卫文,朱权利,等.有色合金连续铸造设备

的发展状况[J].铸造设备研究,2005(1):8-12.[18]余红仆,马德山,离树林.半连续铸造结晶器[P ].中国

专利.2389030,2000-07-26.

[19]soda H,Q x la ,,etc .A ne w m ethod for con ti nuous casting

of particu l a te re i n l breed m eta l m atr i x co m posite w ires [J].M ater i a ls Science and Eng i neer i ng ,A 2,6(1996),61-68.

[20]余红仆,马德山,离树林.半连续铸造结晶器[P ].中国

专利.2389030,2000-07-26.

[21]张建兵,林高用.铝合金半连续铸造结晶器内腔形状

优化设计[J].轻合金加工技术,2005,33(4):31-33.[22]甘进军.钢丝绳传动立式半连续铸造机技术改进[J].

有色设备,2002(4):48-49.

[23]杨萍,谷田.铝合金锭铸造机液压系统的国产化

[J].铝加工,2002,12(1):34-36.

[24]邵正荣.铝合金扁铸锭自动控制铸造工艺参数设定

[J].轻合金加工技术,2006,34(5):53-54.

[25]W agsta ff 公司.W ag sta ff Auto Cast TM 自动铸造控制系

统附件[M ].

[26]籍淑萍,郑力,刘金华,等.激光技术在铝合金铸造

液位控制中的应用[J].轻合金加工技术,2007,35(2):17-18.

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2010年第1期

铝合金铸造工艺简析

铝合金铸造工艺简析一、铸造的分类重力铸造、低压铸造、压力铸造，我厂主要为重力铸造，利用重力自行流入模具，通过结晶器进行梯度降温，让铝合金按顺序凝固的铸造方式铸造铸棒。二、铝液的熔炼铝合金熔炼简单知识影响铝液质量的主要因素：铝液中的含气量和氧化夹杂物。在铝合金熔体（铝液）中溶解的气体有：、、CO、、（碳氢化合物）等气体；其中以为主。分析铝合金中的气体成分，证明占85﹪以上，因而铝合金的“含气量”可以近似地视为“含氢量”。铝液中的氢主要来自高温铝液和溶解在其中的水发生化学反应生成氢。铝液中气体的主要来源：１.燃料：火焰反射炉熔炼铝合金时，煤气中的水分以及燃烧时产生的水分易进入熔体（铝液）；２.大气：熔炼过程中，大气中的水蒸气被熔体（铝液）吸收；３.炉衬：烘炉不彻底时，炉衬表面吸附的水分以及砌制时泥浆中的水分在熔炼头几个班次时对熔体（铝液）中的气体含量将有明显的影响；４.炉料：吸附在炉料（包括铝锭和辅料）表面上的湿气，在熔

化过程中起化学作用而产生的氢将被溶解，如果炉料放置过久，且表面有油污，对熔体（铝液）的吸气量尤有影响；５.熔炼工具：如果熔炼工具干燥不好，易使熔体（铝液）的吸气量增加；６.倒料过程中：如果熔体（铝液）落差大或液流翻滚过急时也会使气体及氧化夹杂卷入熔体（铝液）；高温时铝和水汽的反应： 2Al+3O +3（溶入铝液中）当在水汽比较多的环境下，剧烈反应，引起爆炸，造成事故。当在干空气条件下（水分较少），水汽也能和铝液起反应，因此在铝液中总是含有一定数量的氢。铝液中的氧化夹杂：铝液与空气中的氧气O2、氮气N2、在高温下发生化学反应生成氧化夹杂物，其中以生成的氧化膜（Al2O3)对铝液的污染最大。这些氧化夹杂的熔点都较高，如氧化铝的熔点约为2050℃，所以铝液中的氧化夹杂主要以固态形式存在，严重影响我们熔炼的铝液质量。氧化夹杂表面疏松，能吸附空气中的水汽和氢，增加了铝液中的气体含量。熔炼过程中，熔体（铝液）由于氧化而变成某些不能回收的金属氧化物时，这种损失统称为烧损。烧损大小与炉型、铝料状态和生产工艺有关。如：铝料表面积越大（即铝料越细碎）其烧损也越大，而且由于镁为易燃金属，烧损极大。为了避免和减少烧损，我公司主要

A356铸造铝合金生产工艺流程

A356铸造铝合金生产工艺流程目录第一章概述第一节铝合金的定义、性质和用途第二节铝合金的分类及表示方法第三节 A356合金的成分、组织和性能第四节 A356合金的生产设备第二章 A356合金的生产工艺第一节 A356合金的生产工艺流程第二节熔炼（1）铝熔体的特点（2）铝熔体的精炼与净化（3）熔炼工艺参数对铸锭质量的影响第三节铸造（1）铸造方法的分类（2）铸造原理（3）铸造工艺参数对铸锭质量的影响第四节熔铸工艺（1）配料工艺（2）熔炼工艺（3）铸造工艺（4）取样工艺

第三章 A356合金常见缺陷及预防措施第一节化学成分第二节外观质量第三节低倍针孔度（1）针孔的定义与分类（2）针孔形成的原因（3）形成气孔的H2来源（4）预防针孔形成的工艺措施第一章概述第一节铝合金的定义、性质和用途所谓铝合金就是在工业纯铝中加入适量的其他元素，使铝的本质得到该善，以满足工业上和人们生活中的各种需要。由于其比重小，比强度高，具有良好的综合性能，因此，被广泛用于航空工业、汽车制造业、动力仪表、工具及民用器皿制造等方面。第二节铝合金的分类及表示方法铝合金可分为两大类：变形铝合金和铸造铝合金，变形铝合金要先铸成锭，用于压延或拉伸，如：管、棒和板等；铸造铝合金，用于铸造固定铸件，如：活塞、汽缸和支架等。变形铝合金牌号的表示方法大致有两种： 1、国家标准

用第一个字母L表示工业纯铝或铝合金，（取铝的汉语拼音第一个字母）。第二个字母表示铝合金类别，下面几个字母分别表示： G——工业高纯铝 F——防锈铝合金 Y——硬铝合金 C——超硬铝合金 D——锻造铝合金 T——特殊铝合金字母后面的数字表示该类合金的序号。如LF3表示3号防锈铝合金；LD2表示2号锻造铝合金；LY12表示12号硬铝合金；LC4表示4号超硬铝合金；LT21表示21号特殊铝合金。 2、引用美国四位数铝合金牌号表示方法，作为国家标准第一位数字表示铝合金系列，如： 1XXX 表示纯铝 2XXX 表示AL－Cu系合金 3XXX 表示AL－Mn系合金 4XXX 表示AL－Si系合金 5XXX 表示AL－Mg系合金 6XXX 表示AL－Mg－Si系合金 7XXX 表示AL－Zn系合金 8XXX 表示AL和其它元素的合金 9XXX 表示尚未使用的系列最后两位数字表示某种具体的铝合金或铝的纯度，第二位数字表示对原来的合金或杂质范围的修改。铸造铝合金牌号的表示方法：

铝合金的牌号、状态和性能解析

1铝的基本特性与应用范围铝是元素周期表中第三周期主族元素，原子序数为13，原子量为26.9815。铝具有一系列比其他有色金属、钢铁、塑料和木材等更优良的特性，如密度小，仅为2.7 g / cm3，约为铜或钢的1/3；良好的耐蚀性和耐候性；良好的塑性和加工性能；良好的导热性和导电性；良好的耐低温性能，对光热电波的反射率高、表面性能好；无磁性；基本无毒；有吸音性；耐酸性好；抗核辐射性能好；弹性系数小；良好的力学性能；优良的铸造性能和焊接性能；良好的抗撞击性。此外，铝材的高温性能、成型性能、切削加工性、铆接性以及表面处理性能等也比较好。因此，铝材在航天、航海、航空、汽车、交通运输、桥梁、建筑、电子电气、能源动力、冶金化工、农业排灌、机械制造、包装防腐、电器家具、日用文体等各个领域都获得了十分广泛的应用，下表列出了铝的基本特性及主要应用领域。铝的基本特性及主要应用领域

3 变形铝合金分类、牌号和状态表示法 3. 1变形铝合金的分类变形铝合金的分类方法很多，目前，世界上绝大部分国家通常按以下三种方法进行分类。 ⑴按合金状态图及热处理特点分为可热处理强化铝合金和不可热处理强化铝合金两大类。不可热处理强化铝合金（如：纯铝、Al-Mn、Al-Mg、Al-Si系合金）和可热处理强化铝合金（如：Al-Mg-Si、Al-Cu、Al-Zn-Mg 系合金）。 ⑵按合金性能和用途可分为：工业纯铝、光辉铝合金、切削铝合金、耐热铝合金、低强度铝合金、中强度铝合金、高强度铝合金（硬铝）、超高强度铝合金（超硬铝）、锻造铝合金及特殊铝合金等。 ⑶按合金中所含主要元素成分可分为：工业纯铝（1×××系），Al-Cu合金（2×××系），Al-Mn合金（3×××系），Al-Si合金（4×××系），AL-Mg合金（5×××系），Al-Mg-Si合金（6×××系），Al-Zn-Mg合金（7×××系），Al-其它元素合金（8×××系）及备用合金组（9×××系）。这三种分类方法各有特点，有时相互交叉，相互补充。在工业生产中，大多数国家按第三种方法，即按合金中所含主要元素成分的4位数码法分类。这种分类方法能较本质的反映合金的基本性能，也便于编码、记忆和计算机管理。我国目前也采用4位数码法分类。 3. 2中国变形铝合金的牌号表示法根据GB/T16474 —1996“变形铝及铝合金牌号表示方法”，凡化学成分与变形铝及铝合金国际牌号注册协议组织（简称国际牌号注册组织）命名的合金相同的所有合金，其牌号直接采用国际四位数字体系牌号，

铝合金低压铸造技术

铝合金低压铸造技术随着我国经济的快速发展，铝合金在房屋建铸中的应用越来越广泛，在生产铝合金上，当前应用最广泛的依旧是低压铸造技术，这种技术不仅成本较低，而且操作起来也比较简单。本文先介绍了低压铸造路合金的基本原理与特点，然后详细分析了路合金低压铸造的过程以及发展前景。标签：铝合金；低压铸造；生产流程铝合金是非常常用的铸件材料，被应用建铸、机械设备、艺术创作各个方面。在铝合金的生产上，最常见的生产工业是低压铸造工艺，主要是指铝液在压力的作用下，完成充型与凝固的过程，利用该铸造工艺不仅能使铝合金获得较高的强度，还能塑造出各种复杂的铸件，使金属材料的利用率提高。 1铝合金低压铸造原理及特点铝合金中由于各组元的不同，合金会表现出不同的物理性能及化学性能，并且合金结晶的过程也不尽相同。因此，在进行铝合金铸造时，必须针对铝合金的特性，选择合理的铸造方法，以便优化铸件。 1.1 低压铸造原理铝合金低压铸造的原理是将干燥的空气压缩到一个密封的容器中，容器中事先装有铝液，铝液在气体压力的作用下就会沿着深液管铸件上升，通过铸型浇口平稳的进入到铸件的腔内，在铸液过程中，铝液的气体压力一直保持同一水平，一直到铝液完全凝固后终止。在铝液完全凝固后，就可以接触铝液表面的气体压力，使多余的铝液返回到容器中，铸型内凝固的铝液形状就是最终所需要的铸件。因为该工艺所需要的容器压力较低，故被称为低压铸造工艺。 1.2 低压铸造特点低压铸造的特点是成分简单，铸造性能好，能够很方便的进行铸造，在铸造过程中也可以自由的控制压力与铝液的流速，这中铸造工艺可以应用于其他的浇铸作业中。低压铸造所使用的容器是底注式充型容器，铝液的金属液面能够保持平稳的状态，在铸造过程中不存在溅射的情况，因此在铸造时也就能够避免卷入气体或者颗粒粉尘的情况，提高逐渐的密实度与合格率。因为铸件是在空气压力的作用下完成凝固的，所以铸件的轮廓往往会比较清晰，表面呈光滑状，铸件的力学性能较高，这有利于大薄壁的铸型。并且该工艺对设备的要求也比较简单，很容易实现自动低压铸造铝合金。另外，低压铸造还具有充型平稳，充型速度可以有效掌控的特点，这样就能

变形铝及铝合金牌号对照表[1]

变形铝及铝合金牌号对照表

铝及铝合金新旧牌号对照表

注: ①"原"是指化学成份与新牌号同,且都符合GB3190-82规定的旧牌号。 ②“代”是指与新牌号的化学成份相近似，且符合GB3190-82规定的旧牌号。 ③“曾用”是指已经鉴定，工业生产时曾经用过的牌号，但没有收入GB3190-82中。

变形铝和铝合金牌号表示方法和状态代号类型：铝型材点击次数：1030 （1）四位数字体系牌号命名方法1997年1月1号，我国开始实施GB/T16474?996《变形铝和铝合金牌号表示方法》标准。新的牌号表示方法采用变形铝和铝合金国际牌号注册组织推荐的国际四位数字体系牌号命名方法，例如工业纯铝有1070、1060等，Al-Mn合金有3003等，Al-Mg合金有5052、5086等。（2）四位字符体系牌号命名方法1997年1月1号前，我国采用前苏联的牌号表示方法。一些老牌号的铝及铝合金化学成分与国际四位数字体系牌号不完全吻合，不能采用国际四位数字体系牌号代替，为保留国内现有的非国际四位数字体系牌号，不得不采用四位字符体系牌号命名方法，以便逐步与国际接轨。例如：老牌号LF21的化学成分与国际四位数字体系牌号3003不完全吻合，于是，四位字符体系表示的牌号为3A21。四位数字体系和四位字符体系牌号第一个数字表示铝及铝合金的类别，其含义如下： 1）1XXX系列工业纯铝； 2）2XXX系列Al-Cu、Al-Cu-Mn合金，； 3）3XXX系列Al-Mn合金； 4）4XXX系列Al-Si合金； 5）5XXX系列Al-Mg合金； 6）6XXX系列Al-Mg-Si合金； 7）7XXX系列Al-Mg-Si-Cu合金； 8）8XXX系列其它。（3）铝铸件牌号我国容器用铝铸件牌号采用ZAl+主要合金元素符号+合金元素含量数百分率表示。例如；ZAlSi7Mg1A、ZAlCu4、ZAlMg5Si等。（4）状态代号相同牌号的铝及铝合金，状态不同时，力学性能不相同。按照GB/T16475《变形铝和铝合金状态代号》标准，新状态代号规定如下： O 退火状态 H112 热作状态 T4 固溶处理后自然时效状态 T5 高温成形过程冷却后人工时效状态 T6 固溶处理后人工时效状态

铝合金铸造技术篇

国兴金属制品有限公司教育训练教材铝合金铸造技术篇一、前言：铝合金为目前使用极为广泛的一种金属。在铸造上而言，不论重力铸造，砂模铸造、压铸精密铸造┄等各种铸造方法均可见到大量的铝合金铸件，由于这些方法铸造，其原因乃在于铝合金具有质量轻、机械质优良、耐腐蚀、美观以及机械加工容易等优点。因而不仅大量使用于一般生活用品，例如：运输工具、通信器材、运动器材料、家庭五金┄等商业用途上，亦大量使用于航空太空载具及武器系统等军事装备。铝合金铸造技术的发展时间，已有数十年历史，由于机械设计及加工观念的改变与要求以及机械设计的日趋复杂，加上新的合金不断的被发展出来，部份的铸造用铝合金机械强度甚至超过一些锻造用铝合金，如A201、A206等，因而铸造的重要性再度被肯定,在铸造一般生活用品时,铝合金的铸造并非一困难工作，但要铸造高品质的铸件时，则铝合金的铸造就非想象中的容易。影响铸件品质的要素有八点，例如：铸造方案的设计，材料的选择以及铝水的品质等，其中铝水的品质，则系熔炼的工作。二、熔炼设备熔炉: 铝合金熔炼用的炉子，以热源区分，可分为两个主要的种类：燃料及电力。在使用燃料的熔炉中，则又分为油炉及瓦斯两种。而电力炉则可区分为反应炉及电阻炉。在选择炉子时，值得考虑的因素甚多，例如：熔解量的多寡；能源的价格；原始设备的成本，安装的价格，设备维护的难易，厂房设施配合；以及产品的种类。就一般铝合金铸造的：由于铝件的重量有限，为求操作上的方便，以及成本的考虑，绝大部份均系采用坩锅炉（目前已大量改用连续炉）。以不同加热方式的炉子而言，使用油炉或气炉，或可降低成本。但是，不论油炉或电炉，均有机会增加铝水中的氢气量。一般而言，在使用油炉时，所使用的燃油中带含有10-20%的水气，对气炉而言，例如瓦斯不包含空气之中，因温度而含的水分，而仅计算燃烧所产生水蒸气，至少在消耗气体量的两倍以上。而不论使用燃油或瓦斯气体为热源时，燃烧后产生的水气，必然是包围着熔解炉。因此，可想而知的是氢气的来源必然可观。三、铝汤处理之目的：在铝汤有由原材料在熔解过程中发生的氢气或氧化物等非金属介在物之外，尚含钠碱

铝合金铸造工艺简介

铝合金铸造工艺简介一、铸造概论在铸造合金中，铸造铝合金的应用最为广泛，是其他合金所无法比拟的，铝合金铸造的种类如下：由于铝合金各组元不同，从而表现出合金的物理、化学性能均有所不同，结晶过程也不尽相同。故必须针对铝合金特性，合理选择铸造方法，才能防止或在许可围减少铸造缺陷的产生，从而优化铸件。 1、铝合金铸造工艺性能铝合金铸造工艺性能，通常理解为在充满铸型、结晶和冷却过程中表现最为突出的那些性能的综合。流动性、收缩性、气密性、铸造应力、吸气性。铝合金这些特性取决于合金的成分，但也与铸造因素、合金加热温度、铸型的复杂程度、浇冒口系统、浇口形状等有关。 (1) 流动性流动性是指合金液体充填铸型的能力。流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件。在铝合金中共晶合金的流动性最好。影响流动性的因素很多，主要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒，但外在的根本因素为浇注温度及浇注压力（俗称浇注压头）的高低。实际生产中，在合金已确定的情况下，除了强化熔炼工艺（精炼与除渣）外，还必须改善铸型工艺性（砂模透气性、金属型模具排气及温度），并在不影响铸件质量的前提下提高浇注温度，保证合金的流动性。 (2) 收缩性收缩性是铸造铝合金的主要特征之一。一般讲，合金从液体浇注到凝固，直至冷到室温，共分为三个阶段，分别为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。合金的收缩性对铸件质量有决定性的影响，它影响着铸件的缩孔大小、应力的产生、裂纹的形成及尺寸的变化。通常铸件收缩又分为体收缩和线收缩，在实际生产中一般应用线收缩来衡量合金的收缩性。铝合金收缩大小，通常以百分数来表示，称为收缩率。 ①体收缩体收缩包括液体收缩与凝固收缩。铸造合金液从浇注到凝固，在最后凝固的地方会出现宏观或显微收缩，这种因收缩引起

铝合金压铸件综合技术条件(拉力)资料

1 主题内容与适用范围本标准根据GB 1173及GB 9438的相关内容，规定了铝合金铸件的分类和铸件的外观质量、内在质量以及铸件修补等内容的技术要求与检验规则等。本标准适用于铝硅系合金铸件的砂型铸造、特种铸造（不含压力铸造）。 2 一般规定 2．1 合金牌号 2．1．1 铸造铝合金牌号由铝及主要合金元素的化学成分符号组成。主要合金元素后面跟有表示其名义百分含量的数字（名义百分含量为该元素的平均百分含量的修约化整值）。如果合金化元素的名义百分含量不小于1，该数字用整数表示；如果合金化元素的名义百分含量小于1，一般不标数字，必要时可用一位小数表示。在合金牌号前面冠以字母“Z”（“铸”字汉语拼音第一个字母）表示属于铸造合金。 2．1．2 若合金化元素多于两个，除对表示合金的本质特性是必不可少的外，不必把所有的合金化元素都列在牌号中。 2．1．3 杂质含量较一般合金低、性能高的优质合金，在其牌号后面附加字母“A”。 2．1．4 在牌号中主要合金化元素按名义百分含量的递减次序排列，当名义百分含量相等时，按其化学符号字母顺序排列。 2．2 合金代号本标准中合金代号由字母“Z”、“L”（它们分别是“铸”、“铝”的汉语拼音第一个字母）及其后面的三个阿拉伯数字组成。“ZL”后面第一个数字表示合金系列，其中“1”表示铝硅系列合金，第二、三两个数字表示顺序号。优质合金，在其代号后面附加字母“A”。引用顾客提供的材料标准时，其代号按原用代号不变。 2．3 合金铸造方法、变质处理代号 S——砂型铸造 J——金属型铸造 R——熔模铸造 K——壳型铸造 B——变质处理 2．4 合金状态代号 F——铸态 T1——人工时效 T2——退火 T4——固溶处理＋自然时效 T5——固溶处理＋不完全人工时效 T6——固溶处理＋完全人工时效 T7——固溶处理＋稳定化处理 T8——固溶处理＋软化处理 2．5 数字修约规则合金牌号中合金化元素的名义百分含量、合金化学成分、合金性能等数字修约按GB 1.1中附录C规定。 3 铸件分类根据工作条件、用途以及在使用过程中如果损坏，所能造成的危害程度，来确定铸件的类别。 3．1 铸件分三类，其定义及检验项目见表1：表1 铸件分类的定义及检验项目

铝合金压铸件资料

铝合金压铸件资料 ADC-12（相当国内的ZL104）是压铸铝合金牌号，为脆性材料,易崩裂。性质类似铸铁,但有质轻和导热性好的优点。主要用于做高档望远镜外壳,相机三脚架云台,发动机外壳等。具体性能指标，可由铝合金压铸厂提供,或等我查资料后再告知。在广东省南海市有大量生产厂家。数码相机的铝合金外壳的壁厚多少合理？表面是如何处理的？有没有加工此类产品的厂家？壁厚：1.2~1.5mm，表面：铬酸皮膜后喷涂；铝合金压铸件的内部裂痕怎样检测？通过无损探伤来检测产品 1.超声波探伤各类金属管材、板材、铸件、锻件和焊缝的超声波检测和超声波测厚. 当超声波在传播中遇到裂缝、空洞、离析等缺陷时，超声波的声速、振幅、频率等声学参数会因此改变。根据仪器测量这些改变，可以判断缺陷的存在，并能确定其具体位置. 超声波脉冲（通常为1.5MHz）从探头射人被检测物体，如果其内部有缺陷，缺陷与材料之间便存在界面，则一部分人射的超声波在缺陷处被反射或折射，则原来单方向传播的超声能量有一部分被反射，通过此界面的能量就相应减少。这时，在反射方向可以接到此缺陷处的反射波；在传播方向接收到的超声能量会小于正常值，这两种情况的出现都能证明缺陷的存在。在探伤中，利用探头接收脉冲信号的性能也可检查出缺陷的位置及大小。前者称为反射法，后者称为穿透法。 2.磁粉探伤适宜于铁磁性材料如铸造、锻造和其它机加工部件的无损检测。 3.紫外线灯价格低廉、可靠高和操作简单，各种管道的泄漏探查、涂镀层是否均匀的检验、杂质或污点的检测、半导体和生物领域、医疗、舞台特除艺术效果 4.射线探伤射线探伤可以分为X射线、γ射线和高能射线探伤三种 X射线照相法探伤是利用射线在物质中的衰减规律和对某些物质产生的光化及荧光作用为基础进行探伤的。从射线强度的角度看，当照射在工件上射线强度为J0，由于工件材料对射线的衰减，穿过工件的射线被减弱至Jc。若工件存在缺陷时，因该点的射线透过的工件实际厚度减少，则穿过的射线强度Ja、Jb比没有缺陷的点的射线强度大一些。从射线对底片的光化作用角度看，射线强的部分对底片的光化作用强烈，即感光量大。感光量较大的底片经暗室处理后变得较黑。因此，工件中的缺陷通过射线在底片上产生黑色的影迹，这就是射线探伤照相法的探伤原理。铝合金压铸件的结构设计经验 1。考虑壁厚的问题，厚度的差距过大会对填充带来影响 2。考虑脱模问题，这点在压铸实际中非常重要，现实中往往回出现这样的问题，这比注塑脱模讨厌多了，所以拔模斜度的设置和动定模脱模力的计算要注意些，一般拔模斜度为1到3度，通常考虑到脱模的顺利性，外拔模要比内拔模的斜度要小些，外拔模也就1度，而内拔模要2～3度左右 3。设计时考虑到模具设计的问题，如果有多个位置的抽心位，尽量的放两边，最好不要放在下位抽心，这样时间长了下抽心会容易出问题 4。有些压铸件外观可能会有特殊的要求，如喷油、喷粉等，这时就要时结构避开重要外观位置便于设置浇口溢流槽5。在结构上尽量的避免出现导致模具结构复杂的结构出现，如，不得不使用多个抽心或螺旋抽心等 6。对于需进行表面加工的零件，注意，需要在零件设计时给适合的加工留量，不能太多，否则加工人员会骂你的，而且会把里面的气孔都暴露出来的，不能太少，否则粗精定位一加工，得，黑皮还没干掉，你就等再在模具上打火花了，那给多少呢，留量最好不要大于0。8mm,这样加工出来的面基本看不到气孔的，因为有硬质层的保护。 7。再有就是注意选料了，是用ADC12还是A380等，要看具体的要求了 8。铝合金没有弹性，要做扣位只有和塑料配合。 9。一般不能做深孔！在开模具时只做点孔，然后在后加工！ 10。如果是薄壁零件与不能太薄，而且一定要用加强肋，增加抗弯能力！由于铝铸件的温度要在800摄氏度左右！模具寿命一般比较短一般做如电机外壳的话只有80K左右就再见了！

铝合金铸造工艺

铝合金铸造工艺一、铸造概论铝合金铸造的种类如下：由于铝合金各组元不同，从而表现出合金的物理、化学性能均有所不同，结晶过程也不尽相同。故必须针对铝合金特性，合理选择铸造方法，才能防止或在许可范围内减少铸造缺陷的产生，从而优化铸件。 1、铝合金铸造工艺性能铝合金铸造工艺性能，通常理解为在充满铸型、结晶和冷却过程中表现最为突出的那些性能的综合。流动性、收缩性、气密性、铸造应力、吸气性。铝合金这些特性取决于合金的成分，但也与铸造因素、合金加热温度、铸型的复杂程度、浇冒口系统、浇口形状等有关。 (1)流动性流动性是指合金液体充填铸型的能力。流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件。在铝合金中共晶合金的流动性最好。影响流动性的因素很多，主要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒，但外在的根本因素为浇注温度及浇注压力(俗称浇注压头)的高低。 (2)收缩性收缩性是铸造铝合金的主要特征之一。一般讲，合金从液体浇注到凝固，直至冷到室温，共分为三个阶段，分别为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。合金的收缩性对铸件质量有决定性的影响，它影响着铸件的缩孔大小、应力的产生、裂纹的形成及尺寸的变化。通常铸件收缩又分为体收缩和线收缩，在实际生产中一般应用线收缩来衡量合金的收缩性。

铝合金收缩大小，通常以百分数来表示，称为收缩率。 ①体收缩体收缩包括液体收缩与凝固收缩。铸造合金液从浇注到凝固，在最后凝固的地方会出现宏观或显微收缩，这种因收缩引起的宏观缩孔肉眼可见，并分为集中缩孔和分散性缩孔。集中缩孔的孔径大而集中，并分布在铸件顶部或截面厚大的热节处。分散性缩孔形貌分散而细小，大部分分布在铸件轴心和热节部位。显微缩孔肉眼难以看到，显微缩孔大部分分布在晶界下或树枝晶的枝晶间。缩孔和疏松是铸件的主要缺陷之一，产生的原因是液态收缩大于固态收缩。生产中发现，铸造铝合金凝固范围越小，越易形成集中缩孔，凝固范围越宽，越易形成分散性缩孔，因此，在设计中必须使铸造铝合金符合顺序凝固原则，即铸件在液态到凝固期间的体收缩应得到合金液的补充，是缩孔和疏松集中在铸件外部冒口中。对易产生分散疏松的铝合金铸件，冒口设置数量比集中缩孔要多，并在易产生疏松处设置冷铁，加大局部冷却速度，使其同时或快速凝固。 ②线收缩线收缩大小将直接影响铸件的质量。线收缩越大，铝铸件产生裂纹与应力的趋向也越大；冷却后铸件尺寸及形状变化也越大。对于不同的铸造铝合金有不同的铸造收缩率，即使同一合金，铸件不同，收缩率也不同，在同一铸件上，其长、宽、高的收缩率也不同。应根据具体情况而定。 (3)热裂性铝铸件热裂纹的产生，主要是由于铸件收缩应力超过了金属晶粒间的结合力，大多沿晶界产生从裂纹断口观察可见裂纹处金属往往被氧化，失去金属光泽。裂纹沿晶界延伸，形状呈锯齿形，表面较宽，内部较窄，有的则穿透整个铸件的端面。

各种铸造铝合金牌号的主要特点及应用

各种铸造铝合金牌号的主要特点及应用 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

各种铸造铝合金牌号的主要特点及用途 ZL101的特点是成分简单，容易熔炼和铸造，铸造性能好，气密性好、焊接和切削加工性能也比较好，但力学性能不高。适合铸造薄壁、大面积和形状复杂的、强度要求不高的各种零件，如泵的壳体、齿轮箱、仪表壳（框架）及家电产品上的零件等。主要采用砂型铸造和金属型铸造。 Zl101A 由于是在ZL101的基础上加了微量Ti，细化了晶粒，强化了合金的组织，其综合性能高于Zl101、ZL102，并有较好的抗蚀性能，可用作一般载荷的工程结构件和摩托车、汽车及家电、仪表产品上的各种结构件的优质铸件。其使用量目前仅次于ZL102。多采用砂型和金属型铸造。（ZL101A合金是以ZL101合金为基础严格控制杂质含量，改进铸造技术可以获得更高的力学性能。铸造性能，耐腐蚀性能和焊接性良好。用于铸造各种壳体零件，飞机的泵体、汽车变速箱、燃油箱的弯管等） Zl102 这种合金的最大特点是流动性好，其它性能与ZL101差不多，但气密性比ZL101要好，可用来铸造各种形状复杂、薄壁的压铸件和强度要求不高的薄壁、大面积、形状复杂的金属或砂型铸件。不论是压铸件还是金属型、砂型铸件，都是民用产品上用得最多的一个铸造铝合金品种。 Zl104 因其工晶体量多，又加入了Mn，抵消了材料中混入的Fe有害作用，有较好的铸造性能和优良的气密性、耐蚀性，焊接和切削加工性能也比较好，但耐热性能较差，适合制作形状复杂、尺寸较大的有较大负荷的动力结构件，如增压器壳体、气缸盖，气缸套等零件，主要用压铸，也多采用砂型和金属型铸造。 Zl105、ZL105A

A380铸造铝合金材料标准(中文版)

1.1材料编号命名规则 CMM.A380.X.Y ┃┃┃┃ ┃┃┃┗Y 代表表面处理方式，1-钝化，2-阳极氧化，如果无表面处理，不用注释 ┃┃┗━X代表热处理方式具体代号见表1.1 ┃┗━━━A380代表材料牌号 ┗━━━━━C代表CATL,M代表Material，M代表金属Metal 举例： CMM. A380.F：代表CATL铸造铝合金，材料牌号是A380，材料状态是铸态。铸造铝合金的热处理状态代号、类别及特性如下表1.1所示： 1.2材料编号使用规则零件图纸中必须注明使用的材料编号，以锁定材料性能规格，如CMM.A380.F。 2引用标准 3通用性技术要求

3.1材料成分铸造铝合金中含有Al、Si、Cu、Mn、Mg、Fe、Ni、Ti、Zn、Pb、Sn等元素，每种铝合金的化学成分的质量分数都不同。表3.1 铸造铝合金的化学成分 3.2性能要求铸造铝合金的主要性能参数如表3.2所示。表3.2铸造铝合金主要参数 3.3测试方法 3.3.1化学成分化学成分的检验方法按GB/T 20975或GB/T 7999对应的元素进行试验。在保证分析精度的条件下，允许用其他方法分析，其化学成分应符合表中所列。分析方法可供需双方商定。化学成分检验频率，每炉次取样一组。如有特殊需求，由供需双方商定。化学成分第一次检验不合格，允许重新取样，如仍不合格则该炉合金成分不合格。 3.3.2拉伸试验铸造铝合金的拉伸试样按照GB/T 1173执行，拉伸试验按GB/T228.1的规定执行，从单铸试棒上进行取样。铸造铝合金的零件的拉伸性能检测以相应的PTS为准。 3.3.3硬度试验铸造铝合金的硬度试验按GB/T231.1的规定执行。 4使用要求 4.1外观质量铸造铝合金的表面缺陷要求，例如冷隔、裂纹，可以参照相应零件的技术规格书的要求。 4.2内部质量各类铸件内部不允许存在裂纹，各类铸件内部缺陷，例如气孔、缩孔等，应符合相应铸造铝合金零件技术规格书的要求。 4.3铸件修补及矫正

铝合金车轮低压铸造工艺

铝合金车轮低压铸造工艺目录铝合金车轮低压铸造工艺 1 低压铸造工艺 1.1 低压铸造原理 1.2 低铸汽车铝合金轮的工艺特点 1.3 汽车铝轮低压铸造工艺设计 1.4 汽车铝轮低压铸造模具设计 1.5 铝轮低压铸造工艺过程 1. 模具检查 2. 模具喷砂 3. 模具的准备 4. 模具涂料 5. 涂料性能和配比 6. 涂料的选择 7. 模具的预热和喷涂 1.6 开机前的准备工作 1. 保温炉的准备 2. 陶瓷升液管的准备 3. 设备和工艺工装的准备

1.7 铝车轮低压铸造液面加压规范 1. 加压规范的几种类型 2. 铝车轮低压铸造加压规范的设定 3. 设计铝轮低铸加压曲线的步骤 4. 铝轮低铸工艺曲线实例 1.8 铸件缺陷分析，原因及解决办法 1. 疏松（缩松）的形成与防止 2. 缩孔的形成与防止 3. 气孔的形成与防止 4. 针孔的形成与防止 5. 轮毂的变形原因及防止 6. 漏气的产生原因及防止 7. 冷隔（冷接，对接），欠铸（浇不足，轮廓不清）的形成与防止 8. 凹（缩凹，缩陷）的形成与防止铝合金车轮低压铸造工艺铝合金车轮制造技术是多种多样的，而铝车轮的铸造工艺，目前主要有两种：一种是金属型重力铸造，一种是低压铸造。我们主要是做汽车铝合金车轮，制造工艺采用的是低压铸造。我们教材面向的对象主要是我们公司的员工，所以对工艺技术的介绍是有针对性的，介绍的方法也是不一样的。 1 低压铸造工艺 1.1 低压铸造原理低压铸造是将铸型放在一个密闭的炉子上面，型腔的下面用一个管(叫升液管)和炉膛里的金属液相通。如果在炉膛中金属液面上加入带压力的空气，金属液会从升液管中

(完整word版)2219铝合金力学性能及生产加工工艺

2219铝合金具有比强度高,低温和高温力学性能好,断裂韧度高,抗应力腐蚀性能好等特点，适用于在高温315℃下工作的结构件、高强度焊接件，在航天和航空得到广泛的应用。2219铝合金属于可热处理强化形变形铝合金，在固溶时效处理之后，铝合金的力学性能得到很大提高。一、化学成分 2219 铝合金管材的化学成分应符合 GB/T3190《变形铝及铝合金化学成分》国标的规定，具体化学成分见表 1。表 1 2219铝合金的化学成分 Cu Mn Si Zr Fe Mg Zn V Ti Al 5.8~ 6.80.2~0.4≤0.20.1~0.25≤0.3≤0.020.100.05~0.150.02~0.1Ba 二、2219铝合金的主要性能不同热处理状态下的2219铝合金在20°C 时的体积电导率为44/%IACS(O态)、28/%IACS(T31、T37、T351 态)、30/%IACS(T62、T81、T87、T851 态)；不同状态的 2219 铝合金在20 °C 时的电阻率为39/nΩ·m(O 态)、62/nΩ·m(T31、T37、T351 态)、57/nΩ·m(T62、T81、T87、T851 态)；各种状态下的2219 铝合金在20 °C 时的电阻温度系数均为0.1/ nΩ·m·K-1。其中T3 表示经过热处理之后再冷加工处理，最后自然时效到基本稳定的状态，第二位数字表示经过热处理之后进行冷加工的变形量。T62 适用于退火态或者自由加态的材料，经过固溶热处理之后，进行人工时效的产品。T8 表示经过固溶热处理之后进行经冷加工，最后人工时效的状态，第二位数字代表冷加工时，对材料进行的变形量。此外，在上述所述热处理状态的代号后面添加“51”，表示产品进行了消除应力处理。 2219-O热处理状态下的抗拉强度、屈服强度、延伸率以及弹性模量分别为175 MPa、75 MPa、18 %以及73 GPa；2219-T42 热处理状态下的抗拉强度、屈服强度、延伸率以及弹性模量分别为360 MPa、185 MPa、20 %以及73 GPa；2219-T31和2219-T351热处理状态下的抗拉强度、屈服强度、延伸率以及弹性模量分别为360 MPa、250 MPa、17 %以及73 GPa；2219-T37 热处理状态下的抗拉强度、屈服强度、延伸率以及弹性模量分别为395 MPa、315 MPa、11%以及73 GPa；2219-T62 热处理状态下的抗拉强度、屈服强度、延伸率以及弹性模量分别为415 MPa、290 MPa、10%以及73 GPa；2219-T81 和2219-T851 热处理状态下的抗拉强度、屈服强度、延伸率以及弹性模量分别为455 MPa、350 MPa、10 %以及73 GPa；2219-T87 热处理状态下的抗拉强度、屈服强度、延伸率以及弹性模量分别为475 MPa、395 MPa、10 %以及73 GPa。三、加工工艺 a.铝合金型材生产包括熔铸、挤压和氧化三个过程。 1、熔铸是铝材生产的首道工序。主要过程为：（1）配料：根据需要生产的具体合金牌号，计算出各种合金成分的添加量，合理搭配各种原材料。（2）熔炼：将配好的原材料按工艺要求加入熔炼炉内熔化，并通过除气、除渣精炼手段将熔体内的杂渣、气体有效除去。（3）铸造：熔炼好的铝液在一定的铸造工艺条件下，通过深井铸造系统，冷却铸造成各种规格的圆铸棒。 2、挤压：挤压是型材成形的手段。先根据型材产品断面设计、制造出模具，利用挤压机将加热好的圆铸棒从模具中挤出成形。 3、氧化：挤压好的铝合金型材，其表面耐蚀性不强，须通过阳极氧化进行表面处理以增加铝材的抗蚀性、耐磨性及外表的美观度。其主要过程为：（1）表面预处理：用化学或物理的方法对型材表面进行清洗，裸露出纯净的基体，以利于获得完整、致密的人工氧化膜。还可以

铝合金铸造工艺

课题名称：铝合金铸造工艺学生姓名：何炬学号：1102721433 专业：机械设计制造及其自动化班级：机设1109 指导老师：汪华方

铝合金铸造工艺摘要：铝合金铸造工艺在我国有着十分广泛的应用：多功能铝合金制造机，铝合金重力浇注模具，铝合金水冷板，铝合金制造工艺CAD/CAE技术等。关键词：铝合金铸造工艺；铝合金水冷板；铝合金制造工艺CAD/CAE技术。铸造铝合金为传统的金属材料，由于其密度小、比强度高等特点，广泛地应用于航空、航天、汽车、机械等各行业。随着现代工业及铸造新技术的发展，对铸造铝合金需求量越来越大[1]。铸造铝合金的研究一直备受关注，由于铝合金的熔点相对较低，故许多学者以其为对象研究铸造过程的机理。同时，为全面发挥铝合金潜力，在铝合金熔炼工艺及铸造工艺上的研究较多。此外，许多特种铸造铝合金也相继研制出。多功能铝合金铸造机铸造机可实现金属型重力铸造，金属型低压铸造、砂犁低压铸造和铝合金熔化功能。该机主要结构包括：主机，熔化保温炉、液压系统，电气控制系统，液面加压系统等[2]。 (1)主机为龙门式结构，所有合型部件安装在静摸板上。水平方向有左，右．后三向抽芯，左右抽芯连板尺寸较大(等同于J339型重力铸造机模板)，在重力浇铸时作为合型机构使用。龙门架上装有动模板和反顶出杆。金属犁低压铸造时作为水平分型机构使用，重力铸造时可作为上抽芯使用。整套合型系统可在机架油缸驱动下沿竖直方向移动．以便低压铸造时保温炉的进出。 (2)熔化保温炉采用了坩埚炉，内置不锈钢坩埚，最大容铝量为500kg。加热方式为辐射式阻带加热，额定功率90kw，在满功率t作状态下化铝时间仅需2—3小时。炉体下部装有4个行走轮，在液压缸驱动F可沿水平轨道移动。坩埚卜．配一圆形金属盖板，上面预留一个升液管口和多道T犁槽。当铝锭熔化完毕后．盖上盖板，插入无保温套的升液管，便形成了一个砂璎低压铸造平台。而插入带保温套的升液管。将炉子移入主机F方，即呵配合合型系统进行金属犁低压铸造。 (3)电气控制系统和液面加压系统控制整套设备的动作及低压浇铸，同时检测设备备部分的位置及连锁情况。工作状态可选择“重力”或“低压”，操作方式分为“点动”，“手动”，“半自动”。“点动”操作时，按下按钮，设备相应部件产生动作，松开按钮，动作停lE；“手动”操作时。按一下按钮，设备相应部件完成一步动作；“半自动”操作时．按下。自动启动”按钮，设备按设定好的程序完成所有动作。铝合金水冷板铝合金水冷板是用于某大型计算机上的散热零件，其铝合金基座内穿插导热性极好的铜管，通入冷却水进行冷却。设计要求铸件组织致密，无气孔、缩孔、疏松等铸造缺陷，确保铜管与铝基体紧密接触，无间隙，从而获得最佳的散热效果；为了满足装配要求，需确保管子的直线度及两铜管间距；铸件经,射线探伤，应符合类铸件标准。在铸造水冷板的过程中，我们经历了铜管在浇注过程中的弯曲、熔化、未熔合、气孔等挫折，几经分析研究，不断修改工艺，终于制成了满足铸件技术要求的合格铸件[3]。铝合金制造工艺CAD/CAE技术铝合金铸件的质量与铸造因素、合金加热温度、浇冒1=1系统、浇El形状等有关Ⅲ。铝合金铸造工艺设计是铝合金铸造生产的基本组成部分和关键环节。长期以来。主要靠工艺设计人员的经验、习惯进行，难以做到最佳工艺设计．也无法准确、动态地进行分析、预示和控制。铸造工艺CAD辅助设计者完成工艺设计和所有绘图工作，方便、快捷、准确地代

超高强铝合金的研究现状及发展趋势

超高强铝合金的研究现状及发展趋势曾　渝,尹志民,潘青林,郑子樵,刘志义(中南大学材料科学与工程学院,湖南长沙　410083) 摘要:超高强铝合金具有很高的强度,同时又具有较强的韧性,是航空航天领域极具应用前景的轻质高强结构材料.作者在查阅大量文献的基础上,结合课题组试制工作,介绍了国内外超高强铝合金的发展应用概况,对Zn ,Mg , Cu ,Z r 等元素在合金中的添加量、存在形式和作用机制进行了综述.通过对比分析,探讨了合金最佳性能所对应的显微组织结构模式.此外,还介绍了合金的3种主要时效处理工艺和抗应力腐蚀模型,并针对超高强铝合金目前存在的问题,提出了今后研究开发的方向. 关键词:铝合金;合金化;微观组织;热处理;应力腐蚀中图分类号:TG 146.2 文献标识码:A 文章编号:100529792(2002)0620592205 高强铝合金具有密度低、强度高、热加工性能好等优点,是航空航天领域的主要结构材料.现代航空航天工业的发展,对高强铝合金的强度和综合性能提出了更高的要求[1].近年来,材料工作者通过优化合金的成分设计,采用新型的制坯方法[2,3]、成形加工及热处理工艺[426],研制开发出多种使用性能更好的超高强铝合金,这些材料既具有600MPa 以上的抗拉强度,又能保持较高的韧性和耐腐蚀性,且成本较低,在很多领域取代了昂贵的钛合金,成为目前军用和民用飞机等交通运输工具中不可缺少的重要轻质结构材料,超高强铝合金正成为世界各国结构材料开发的热点之一. 1　研究概况早在20世纪30年代,人们就开始研究Al 2Zn 2Mg 2Cu 系合金,但由于该系合金存在严重的腐蚀现象而未得到实际应用.20世纪中期,通过在合金中添加Mn ,Cr ,T i 等微量元素提高抗应力腐蚀性能,美国、前苏联相继开发出7075合金和B95高强铝合金,用于制造飞机部件,并着手研究超高强铝合金. 1956年,前苏联学者在深入研究Al 2Zn 2Mg 2Cu 系合金的基础上,研制出世界上第1种超高强度铝合金———B96ц (部分超高强铝合金的成分与性能见表1和表2),继而通过提高合金纯度,降低合金元素含量开发出B96ц的改型合金B96ц21和B96ц23.近年来,又改变时效制度,采用过时效态代替峰值时效态,提高了合金的耐腐蚀性和断裂韧性,且静强度降低幅度小[7],因而应用领域广泛. 1972年,美国铝业公司通过降低7075合金中的Fe 和Si 等杂质含量,调整合金元素,并在合金中添加锆代替铬,开发出了7050合金;1978年,对7050合金的成分进行微调,成功研制了7150合金,并将其加工成T 651及T 6151态厚板和挤压件,用于制造波音767、空中客车A310等飞机的上翼结构.为了进一步提高机体材料的性能,自20世纪70年代后期以来,一些发达国家进行了两方面的研究工作: a 1投入大量人力物力研究新的热处理状态.20 世纪80年代末,美国Alcoa 公司开发出T 77处理工艺,并应用于I M/7150合金,使之具有T 6态强度和T 73态抗腐蚀性能.71502T 77合金板材和挤压材目前已大量用于制造飞机框架、舱壁等结构件.随后,通过提高合金中的锌含量,进一步开发出超高强度的I M/70552T 77合金,用于制造波音777的上翼蒙皮和龙骨梁[1].目前,一些国家仍在进行I M/70502T 74厚板、I M/70552T 77板材的应用研究. b 1开发快速凝固/粉末冶金(RS/P M )制备工艺,发展RS/P M 铝合金.20世纪80年代,美国Alcoa 公司采用传统RS/PM 制备方法,研制出PM/7090, 收稿日期:2002-04-26 基金项目:国家“863”高新技术研究项目(2001AA332030) 作者简介:曾　渝(1971-),男,湖南新化人,中南大学博士研究生,从事高性能铝合金的研究. 第33卷第6期2002年12月中南工业大学学报J.CE NT.S OUTH UNI V.TECH NO L. V ol.33　N o.6 Dec.　2002

铝合金铸造方式

离心铸造一、概述离心铸造是将液体金属浇入旋转的铸型中，使液体金属在离心力的作用下充填铸型和凝固形成的一种铸造方法。为实现上述工艺过程，必须采用离心铸造机创造使铸旋转的条件。根据铸型旋转轴在空间位置的不同，常用的有立式离心铸造机和卧式离心铸造机两种类型。立式离心铸造机上的铸型是绕垂直轴旋转的（图1），它主要用来生产高度小于直径的圆环类铸件，有时也可用此种离心铸造机浇注异形铸件。卧式离心铸造机的铸型是绕水平轴旋转的（图2），它主要用来生产长度大于直径的套类和管类铸件。图1 立式离心铸造示意图图1 立式离心铸造示意图 1-浇包 2-铸型 3-液体金属 4-皮带轮和皮带 5-旋转轴 6-铸件 7-电动机图2 卧式离心铸造示意图 1-浇包 2-浇注槽 3-铸型 4-液体金属 5-端差 6-铸件由于离心铸造时，液体金属是在旋转情况下充填铸型并进行凝固的，因而离心铸造便具有下述的一些特点：

1）液体金属能在铸型中形成中空的圆柱形自由表面，这样便可不用型芯就能铸出中空的铸件，大大简化了套筒，管类铸件的生产过程； 2）由于旋转时液体金属所产生的离心力作用，离心铸造工艺可提高金属充镇铸型的能力，因此一些流动性较差的合金和薄壁铸件都可用离心铸造法生产； 3）由于离心力的作用，改善了补缩条件，气体和非金属夹杂也易于自液体金属中排出，因此离心铸件的组织较致密，缩孔（缩松）、气孔、夹杂等缺陷较少； 4）消除或大大节省浇注系统和冒口方面的金属消耗； 5）铸件易产生偏析，铸件内表面较粗糙。内表面尺寸不易控制。离心铸造的第一个专利是在1809年由英国人爱尔恰尔特（Erchardt）提出的，直到二十世纪初期这一方法在生产方面才逐步地被采用。我国在三十年代也开始利用离心管、筒类铸件如铁管、铜套、缸套、双金属钢背铜套等方面，离心铸造几乎是一种主要的方法；此外在耐热钢辊道、一些特殊钢无缝纲管的毛坯，造纸机干燥滚筒等生产方面，离心铸造法也用得很有成效。目前已制出高度机械化、自动化的离心铸造机，已建起大量生产的机械化离心铸管车间。几乎一切铸造合金都可用于离心铸造法生产，离心铸件的最小内径可达8毫米，最大直径可达3m，铸件的最大长度可达8m，离心铸件的重量范围为几牛至几万牛（零点几公斤至十多吨）。二、离心铸造工艺 1）离心铸型转速的选择选择离心铸型的转速时，主要应考虑两个问题：（1）离心铸型的转速起码应保证液体金属在进入铸型后立刻能形成圆筒彩，绕轴线旋转；（2）充分利用离心力的作用，保证得到良好的铸件内部质量，避免铸件内产生缩孔、缩松、夹杂和气孔。采用砂型离心铸造时，也要注意忽使液体金属对型壁具有太大的离心压力而引起铸件粘砂胀砂等的缺陷。 2）离心铸造用铸型离心铸造时使用的铸型有两大类，即金属型和非金属型。非金属型可为砂型、壳型、熔模壳型等。由于金属型在大量生产、成批生产时具有一系列的优点，所以在离心铸造时广泛地采用金属型。卧式悬臂离心铸造机上的金属型按其主体的结构特点可分为单层金属型和双层金属型两种。在单层金属型中，型壁由一层组成，单层金属型结构简单，操作方便，但它损坏后需要制作新的铸型才能开始生产，在此铸型中只能浇注单一外径尺寸的铸件。而在双层金属型中，型壁由两层组成，铸件在内型表面成形。双层金属型结构虽复杂性，但只要改变内型的工作表面尺寸就可浇注多种外径尺寸的离心铸件。长期工作后，只需更换结构较简单的内型就可把旧铸型当作新的铸型使用。