Aluminium-Legierungen im Guss: Vorteile und Beschränkungen

I. Vier häufig verwendete Arten von Aluminiumlegierungen beim Gießen

1. Aluminium-Silizium-Legierung

Auch "Silizium-Aluminium blank" oder "Silizium-Aluminium blank" genannt. Es hat eine gute Gießleistung und Verschleißfestigkeit, einen kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten und ist die vielfältigste und am weitesten verbreitete Legierung in Aluminiumgusslegierungen, die 10% bis 25% Silizium enthält.

Manchmal wird der Silizium-Aluminium-Legierung 0,2% bis 0,6% Magnesium zugesetzt, das in vielen Strukturteilen wie Gehäusen, Zylinderblöcken, Kästen und Rahmen verwendet wird.

Manchmal kann der Zusatz einer angemessenen Menge von Kupfer und Magnesium die mechanischen Eigenschaften und die Wärmebeständigkeit der Legierung verbessern. Diese Art von Legierung wird häufig für die Herstellung von Bauteilen wie Kolben verwendet.

(2) Aluminium-Kupfer-Legierung

Die Legierung, die 4,5% bis 5,3% Kupfer enthält, hat den besten Verstärkungseffekt, und der Zusatz von Mangan und Titan kann die Festigkeit bei Raumtemperatur und bei hohen Temperaturen sowie die Gussleistung erheblich verbessern. Sie wird hauptsächlich für die Herstellung von Sandgussstücken verwendet, die großen dynamischen und statischen Belastungen standhalten und keine komplexe Form haben.

(3) Aluminium-Zink-Legierung

Um die Leistung zu verbessern, werden häufig Silizium und Magnesium hinzugefügt, was allgemein als "Zink-Silizium-Aluminium-blank" bekannt ist. Unter Gussbedingungen hat die Legierung einen Abschreckungseffekt, d.h. sie ist "selbstabschreckend".

Es kann ohne Wärmebehandlung verwendet werden, und nach einer modifizierenden Wärmebehandlung haben die Gussteile eine höhere Festigkeit. Nach der Stabilisierungsbehandlung sind die Abmessungen stabil und werden üblicherweise für die Herstellung von Modellen, Schablonen und Geräteträgern usw. verwendet.

(4) Aluminium-Magnesium-Legierung

Die Aluminiumgusslegierung mit der geringsten Dichte (2,55 g/cm³) und der höchsten Festigkeit (etwa 355 MPa), die 12%-Magnesium enthält, hat die beste Verstärkungswirkung.

Die Legierung hat eine gute Korrosionsbeständigkeit in der Atmosphäre und im Meerwasser, gute umfassende mechanische Eigenschaften und eine gute Bearbeitbarkeit bei Raumtemperatur und kann für Teile wie Radarsockel, Flugzeugtriebwerksgehäuse, Propeller, Fahrwerke und auch als Dekorationsmaterial verwendet werden.

II. Vor- und Nachteile von Aluminiumgusslegierungen

1. Vorteile von Aluminiumgusslegierungen:

(1) Gute Produktqualität:

• Die Maßgenauigkeit der Gussteile ist hoch und entspricht im Allgemeinen der Güteklasse 6 bis 7 und kann sogar die Güteklasse 4 erreichen;
• Die Oberflächengüte ist gut und entspricht im Allgemeinen den Klassen 5 bis 8;
• Die Festigkeit und Härte sind relativ hoch, wobei die Festigkeit im Allgemeinen 25 bis 30% höher ist als beim Sandguss, die Dehnung jedoch um etwa 70% geringer;
• Die Abmessungen sind stabil und gut austauschbar;
• Geeignet für den Druckguss von dünnwandigen, komplexen Aluminiumgussteilen.

So beträgt die Mindestwandstärke von Aluminium-Druckgussteilen aus einer Zinklegierung derzeit 0,3 mm, bei Gussteilen aus einer Aluminiumlegierung 0,5 mm, der Mindestdurchmesser von Gusslöchern 0,7 mm und die Mindestgewindesteigung 0,75 mm.

Hohe Produktionseffizienz:

• Hohe Maschinenproduktivität, zum Beispiel kann die inländische JⅢ3 Typ horizontale Kaltkammer-Druckguss-Aluminium-Maschine Druckguss Aluminium 600 bis 700 Mal in einem Durchschnitt von acht Stunden, und eine kleine Warmkammer-Druckguss-Aluminium-Maschine kann Druckguss Aluminium 3000 bis 7000 Mal im Durchschnitt alle acht Stunden;
• Druckguss-Aluminium-Form Leben ist lang, eine Reihe von Druckguss-Aluminium-Formen, Druckguss-Aluminium-Glocke Legierung, kann Hunderte von Tausenden von Zeiten, sogar Millionen von Zeiten; leicht zu erreichen Mechanisierung und Automatisierung.

Hervorragende wirtschaftliche Auswirkungen:

Aufgrund der präzisen Abmessungen und der hervorragenden Oberflächengüte von Aluminiumdruckgussteilen. Im Allgemeinen werden sie direkt ohne weitere Bearbeitung oder mit sehr wenig Bearbeitung verwendet, wodurch die Metallausnutzung verbessert und eine große Menge an Verarbeitungsausrüstung und Arbeitsstunden reduziert wird; die Gusspreise sind günstig; es ist möglich, Kombinationsdruckguss mit anderen Metalle oder Nicht-Metall-Materialien. Dies spart sowohl Arbeitsstunden bei der Montage als auch Metall.

Nachteile von Aluminiumgusslegierungen

Oxideinschlüsse

Merkmale der Defekte: Oxideinschlüsse sind meist auf der Oberseite der Gussstücke verteilt, an den Ecken der Form, wo es keine Belüftung gibt. Der Bruch erscheint oft grau-weiß oder gelb und kann durch Röntgeninspektion oder während der Bearbeitung sowie beim Laugen-, Säure- oder Eloxalwaschen entdeckt werden.

Gasporen und Blasen

Merkmale der Defekte: Gasporen in den Gusswänden sind in der Regel rund oder oval, mit einer glatten Oberfläche, in der Regel einer glänzenden Oxidhaut, die manchmal ölgelb erscheint. Oberflächenporen und -blasen können durch Sandstrahlen entdeckt werden, und innere Gasporen und -blasen können durch Röntgeninspektion oder während der Bearbeitung entdeckt werden und erscheinen auf Röntgenfilmen schwarz.

(3) Schrumpfungsporosität

Defekteigenschaften: Aluminiumgussteile entwickeln im Allgemeinen Schrumpfungsporosität in der Nähe des inneren Anschnitts, an der Wurzel des Speisers in dicken Abschnitten, am Übergang zwischen dicken und dünnen Wänden und in großen flachen dünnwandigen Bereichen.

Im gegossenen Zustand erscheint der Bruch grau, hellgelb, und nach der Wärmebehandlung wird er hellgrau-gelb oder grau-schwarz und erscheint auf Röntgenfilmen trüb. Starke fadenförmige Schrumpfungsporosität kann mit Methoden wie Röntgen und Bruchfluoreszenz mit geringer Vergrößerung nachgewiesen werden.

(4) Risse

1) Risse im Guss

Sie entwickeln sich entlang von Korngrenzen, oft begleitet von Seigerungen, und sind eine Art von Rissen, die sich bei höheren Temperaturen bilden. Sie treten häufig in Legierungen mit erheblicher Volumenschrumpfung und in Gussstücken mit komplexen Formen auf.

2) Risse durch Wärmebehandlung

Verursacht durch Überhitzung oder Überbrennen während der Wärmebehandlung und tritt häufig als transgranulare Risse auf. Sie treten häufig bei Legierungen auf, die Spannungen erzeugen, einen hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten haben und zu abrupt abkühlen, oder wenn andere metallurgische Defekte vorliegen.