Leghe di alluminio nella fusione: Vantaggi e limiti

I. Quattro tipi di leghe di alluminio comunemente utilizzate per la colata

1. Lega alluminio-silicio

Chiamata anche "alluminio al silicio brillante" o "alluminio al silicio brillante". Ha buone prestazioni di colata e resistenza all'usura, un piccolo coefficiente di espansione termica, ed è la lega più varia e ampiamente utilizzata nelle leghe di alluminio fuso, contenente 10% a 25% di silicio.

A volte alla lega di silicio e alluminio viene aggiunto un quantitativo di magnesio compreso tra 0,2% e 0,6%, ampiamente utilizzato in parti strutturali come gusci, blocchi cilindri, scatole e telai.

A volte l'aggiunta di una quantità adeguata di rame e magnesio può migliorare le proprietà meccaniche e la resistenza al calore della lega. Questo tipo di lega è ampiamente utilizzato nella produzione di componenti come i pistoni.

(2) Lega alluminio-rame

La lega contenente rame da 4,5% a 5,3% ha il miglior effetto di rafforzamento e l'aggiunta di manganese e titanio può migliorare significativamente la resistenza a temperatura ambiente e ad alta temperatura e le prestazioni di colata. Viene utilizzata principalmente per la produzione di getti in sabbia che sopportano grandi carichi dinamici e statici e non hanno una forma complessa.

(3) Lega alluminio-zinco

Per migliorare le prestazioni, spesso vengono aggiunti silicio e magnesio, comunemente noti come "zinco silicio alluminio brillante". In condizioni di colata, la lega ha un effetto di spegnimento, cioè di "autocampionamento".

Può essere utilizzato senza trattamento termico e, dopo il trattamento termico di modifica, i getti hanno una maggiore resistenza. Dopo il trattamento di stabilizzazione, le dimensioni sono stabili; viene comunemente utilizzato per la realizzazione di modelli, sagome e supporti per attrezzature, ecc.

(4) Lega di alluminio-magnesio

La lega di alluminio fuso con la densità più bassa (2,55 g/cm³) e la resistenza più elevata (circa 355MPa), contenente magnesio 12%, ha il miglior effetto di rafforzamento.

La lega presenta una buona resistenza alla corrosione nell'atmosfera e nell'acqua di mare, buone proprietà meccaniche complessive e lavorabilità a temperatura ambiente e può essere utilizzata per componenti quali basi radar, involucri di motori aeronautici, eliche, carrelli di atterraggio e anche come materiale decorativo.

II. Vantaggi e svantaggi delle leghe di alluminio fuso

1. Vantaggi delle leghe di alluminio fuso:

(1) Buona qualità del prodotto:

• L'accuratezza dimensionale dei getti è elevata, in genere equivalente ai gradi 6-7, e può persino raggiungere il grado 4;
• La finitura superficiale è buona, in genere equivalente ai gradi da 5 a 8;
• La resistenza e la durezza sono relativamente elevate, con una resistenza generalmente superiore di 25 - 30% rispetto alla colata in sabbia, ma l'allungamento è ridotto di circa 70%;
• Le dimensioni sono stabili, con una buona intercambiabilità;
• È in grado di pressofondere getti di alluminio complessi a parete sottile.

Ad esempio, l'attuale spessore minimo delle pareti dei pezzi in lega di zinco pressofusi in alluminio può raggiungere 0,3 mm; per le fusioni in lega di alluminio può raggiungere 0,5 mm; il diametro minimo dei fori di fusione è di 0,7 mm; il passo minimo della filettatura è di 0,75 mm.

Alta efficienza produttiva:

• L'elevata produttività della macchina, ad esempio, la macchina per la pressofusione di alluminio a camera fredda orizzontale di tipo JⅢ3 è in grado di pressofondere l'alluminio da 600 a 700 volte in una media di otto ore, mentre una piccola macchina per la pressofusione di alluminio a camera calda può pressofondere l'alluminio da 3000 a 7000 volte in media ogni otto ore;
• La durata dello stampo in alluminio per pressofusione è lunga, un set di stampi in alluminio per pressofusione, lega di alluminio per campane, può durare centinaia di migliaia di volte, anche milioni di volte; facile da raggiungere la meccanizzazione e l'automazione.

Ottimi effetti economici:

Grazie alle dimensioni precise e all'eccellente finitura superficiale dei componenti in alluminio pressofuso. In genere, vengono utilizzati direttamente senza ulteriori lavorazioni o con lavorazioni molto ridotte, migliorando così l'utilizzo del metallo e riducendo una grande quantità di attrezzature di lavorazione e di ore di lavoro; i prezzi di fusione sono economici; è possibile utilizzare la pressofusione combinata con altri materiali. metalli o materiali non metallici. In questo modo si risparmiano ore di manodopera per l'assemblaggio e metallo.

Svantaggi delle leghe di alluminio fuso

Inclusioni di ossido

Caratteristiche dei difetti: Le inclusioni di ossido sono per lo più distribuite sulla superficie superiore dei getti, agli angoli della forma dove non c'è ventilazione. La frattura appare spesso di colore grigio-bianco o giallo e può essere scoperta attraverso l'ispezione a raggi X o durante la lavorazione, così come durante il lavaggio con alcali, acido o anodizzazione.

Pori e bolle di gas

Caratteristiche del difetto: I pori di gas all'interno delle pareti della colata sono generalmente rotondi o ovali, con una superficie liscia, solitamente una pelle di ossido lucida, a volte di colore giallo petrolio. I pori e le bolle superficiali possono essere scoperti attraverso la sabbiatura, mentre i pori e le bolle di gas interni possono essere scoperti attraverso l'ispezione a raggi X o durante la lavorazione, apparendo neri sulle pellicole a raggi X.

(3) Porosità da ritiro

Caratteristiche dei difetti: I getti di alluminio sviluppano generalmente porosità da ritiro in prossimità della porta interna, alla radice dell'alzata nelle sezioni spesse, alla transizione tra pareti spesse e sottili e in ampie aree piatte a parete sottile.

Allo stato grezzo, la frattura appare grigia, giallo chiaro e, dopo il trattamento termico, diventa grigio-giallo chiaro o grigio-nero, apparendo torbida sulle pellicole radiografiche. Una grave porosità da ritiro filamentoso può essere rilevata con metodi quali la radiografia e la fluorescenza a basso ingrandimento delle fratture.

(4) Crepe

1) Crepe da colata

Si sviluppano lungo i confini dei grani, spesso accompagnati da segregazione, e sono un tipo di cricca che si forma a temperature più elevate. Sono inclini a verificarsi in leghe con ritiro volumetrico significativo e in fusioni con forme complesse.

2) Cricche da trattamento termico

Causate dal surriscaldamento o dalla sovracombustione durante il trattamento termico, spesso si manifestano come cricche transgranulari. Si verificano comunemente in leghe che generano stress e hanno un elevato coefficiente di espansione termica, e si raffreddano troppo bruscamente, o quando sono presenti altri difetti metallurgici.