?鋁合金鑄造的核心元素是指對鑄造性能、力學性能、耐腐蝕性等起決定性作用的合金元素,這些元素通過調(diào)整成分比例,可顯著改變鋁合金的鑄造適應性和使用性能。接下來,
東莞鋁合金鑄造廠小編給大家介紹一下關(guān)于鋁合金鑄造中關(guān)鍵的核心元素及其作用:
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一、主合金元素(決定合金類型與核心性能)
硅(Si)—— 鑄造性能的 “核心調(diào)節(jié)者”
含量范圍:鑄造鋁合金中硅含量通常為 5%~25%,是鋁硅合金(應用最廣的鑄造鋁合金)的核心元素。
核心作用:
降低鋁合金熔點(純鋁熔點 660℃,含 12% 硅的鋁合金熔點降至 577℃),顯著提升熔融金屬的流動性,使其能順暢填充復雜模具型腔(如帶細小孔、薄壁的鑄件),減少氣孔、澆不足等缺陷。
形成硬質(zhì)點(硅顆粒),提高鑄件的耐磨性(如發(fā)動機缸體與活塞的摩擦面)。
降低凝固收縮率(約 1.0%~1.5%),減少縮孔、縮松,提升鑄件致密性。
典型應用:鋁硅合金(如 A356、ZL101)廣泛用于汽車發(fā)動機缸體、變速箱殼體等復雜鑄件。
銅(Cu)—— 強度與耐熱性的 “強化劑”
含量范圍:鋁銅合金中銅含量通常為 3%~12%。
核心作用:
與鋁形成強化相(如 CuAl?),通過熱處理(固溶 + 時效)可大幅提升強度(抗拉強度可達 400MPa 以上),是鑄造鋁合金中強度最高的類型之一。
提高合金的耐熱性,在 150~300℃環(huán)境下仍能保持較高強度(優(yōu)于其他鑄造鋁合金)。
局限性:降低耐腐蝕性(銅易氧化形成銹蝕),且鑄造流動性中等(不及鋁硅合金)。
典型應用:鋁銅合金(如 201.0、ZL201)用于飛機零件、液壓閥等承受中等載荷的高溫部件。
鎂(Mg)—— 耐腐蝕性與韌性的 “賦予者”
含量范圍:鋁鎂合金中鎂含量通常為 3%~10%。
核心作用:
與鋁形成 Mg?Al?強化相,提升合金的強度和韌性(延伸率可達 10%~20%)。
賦予合金優(yōu)異的耐腐蝕性,尤其耐海水、潮濕環(huán)境腐蝕(優(yōu)于其他鑄造鋁合金),是 “耐蝕鑄造鋁” 的核心成分。
局限性:鎂含量過高會降低鑄造流動性,易產(chǎn)生熱裂缺陷,且成本較高。
典型應用:鋁鎂合金(如 AZ91D、ZL301)用于船舶配件、海洋設備、管道接頭等耐腐蝕部件。
鋅(Zn)—— 低成本與快速強化的 “選擇”
含量范圍:鋁鋅合金中鋅含量通常為 5%~25%。
核心作用:
通過固溶強化提升合金強度,且無需復雜熱處理即可獲得一定強度(成本低、工藝簡單)。
鑄造流動性較好,適合低壓鑄造或砂型鑄造,生產(chǎn)效率高。
局限性:耐腐蝕性差(鋅易氧化),高溫性能弱(超過 100℃強度明顯下降),強度上限低于鋁銅合金。
典型應用:鋁鋅合金(如 ZA8、ZL401)用于玩具零件、裝飾件等低載荷、非惡劣環(huán)境的鑄件。
二、輔助元素(細化組織、改善缺陷)
輔助元素含量通常低于 1%,主要用于優(yōu)化鑄造性能或消除有害影響:
鈦(Ti)+ 硼(B):作為 “晶粒細化劑”,可將鑄造鋁合金的晶粒尺寸從數(shù)百微米細化至幾十微米,減少熱裂傾向,提升力學性能均勻性(幾乎所有鑄造鋁合金都會添加)。
錳(Mn):抑制鐵的有害作用(鐵會形成脆性相 AlFeSi),同時細化晶粒,提高耐腐蝕性(尤其在鋁鎂合金中效果顯著)。
鐵(Fe):少量鐵(≤1%)可改善切削性能(減少粘刀),但過量會形成脆性相,降低韌性和塑性,需嚴格控制含量。
鎳(Ni)、鉻(Cr):在鋁銅合金中添加,進一步提升高溫強度和耐熱性(如用于發(fā)動機排氣系統(tǒng)附近的鑄件)。