I. Cztery powszechnie stosowane rodzaje stopów aluminium w odlewnictwie
1. Stop aluminium i krzemu
Nazywany również "silicon aluminium bright" lub "silicon aluminium bright". Ma dobrą wydajność odlewania i odporność na zużycie, mały współczynnik rozszerzalności cieplnej i jest najbardziej zróżnicowanym i szeroko stosowanym stopem w odlewanych stopach aluminium, zawierającym od 10% do 25% krzemu.
Czasami do stopu krzemowo-aluminiowego dodawany jest magnez o masie od 0,2% do 0,6%, który jest szeroko stosowany w częściach konstrukcyjnych, takich jak powłoki, bloki cylindrów, skrzynie i ramy.
Czasami dodanie odpowiedniej ilości miedzi i magnezu może poprawić właściwości mechaniczne i odporność cieplną stopu. Ten rodzaj stopu jest szeroko stosowany w produkcji komponentów takich jak tłoki.
(2) Stop aluminium i miedzi
Stop zawierający od 4,5% do 5,3% miedzi ma najlepszy efekt wzmacniający, a dodatek manganu i tytanu może znacznie poprawić temperaturę pokojową, wytrzymałość w wysokiej temperaturze i wydajność odlewania. Stosowany głównie do wykonywania odlewów piaskowych, które przenoszą duże obciążenia dynamiczne i statyczne i nie mają skomplikowanego kształtu.
(3) Stop aluminium i cynku
Aby poprawić wydajność, często dodaje się krzem i magnez, powszechnie znane jako "cynk-krzem-aluminium jasne". W warunkach odlewania stop ma efekt hartowania, czyli "samogaszenia".
Może być stosowany bez obróbki cieplnej, a po modyfikacji obróbki cieplnej odlewy mają wyższą wytrzymałość. Po obróbce stabilizującej wymiary są stabilne, powszechnie stosowane do tworzenia modeli, szablonów i podpór sprzętu itp.
(4) Stop aluminiowo-magnezowy
Odlewany stop aluminium o najmniejszej gęstości (2,55 g/cm³) i najwyższej wytrzymałości (około 355 MPa), zawierający magnez 12%, ma najlepszy efekt wzmacniający.
Stop ten charakteryzuje się dobrą odpornością na korozję w atmosferze i wodzie morskiej, dobrymi właściwościami mechanicznymi i skrawalnością w temperaturze pokojowej i może być stosowany do produkcji części takich jak podstawy radarów, obudowy silników lotniczych, śmigła, podwozia, a także jako materiały dekoracyjne.
II. Zalety i wady odlewanych stopów aluminium
1. Zalety odlewanych stopów aluminium:
(1) Dobra jakość produktu:
- Dokładność wymiarowa odlewów jest wysoka, generalnie odpowiada klasom od 6 do 7, a nawet może osiągnąć klasę 4;
- Wykończenie powierzchni jest dobre, generalnie odpowiada klasom od 5 do 8;
- Wytrzymałość i twardość są stosunkowo wysokie, przy czym wytrzymałość jest na ogół o 25 do 30% wyższa niż w przypadku odlewania w piasku, ale wydłużenie jest zmniejszone o około 70%;
- Wymiary są stabilne, z dobrą wymiennością;
- Zdolny do odlewania ciśnieniowego cienkościennych złożonych odlewów aluminiowych.
Na przykład, obecna minimalna grubość ścianki odlewanych ciśnieniowo części aluminiowych ze stopu cynku może osiągnąć 0,3 mm; w przypadku odlewów ze stopu aluminium może osiągnąć 0,5 mm; minimalna średnica otworu odlewniczego wynosi 0,7 mm; minimalny skok gwintu wynosi 0,75 mm.
Wysoka wydajność produkcji:
- Wysoka produktywność maszyny, na przykład krajowa pozioma maszyna do odlewania aluminium w zimnej komorze typu JⅢ3 może odlewać aluminium 600 do 700 razy średnio w ciągu ośmiu godzin, a mała maszyna do odlewania aluminium w gorącej komorze może odlewać aluminium 3000 do 7000 razy średnio co osiem godzin;
- Żywotność aluminiowych form odlewniczych jest długa, zestaw aluminiowych form odlewniczych, aluminiowego stopu dzwonowego może wytrzymać setki tysięcy razy, a nawet miliony razy; łatwa do osiągnięcia mechanizacja i automatyzacja.
Doskonałe efekty ekonomiczne:
Ze względu na precyzyjne wymiary i doskonałe wykończenie powierzchni odlewanych ciśnieniowo części aluminiowych. Ogólnie rzecz biorąc, są one używane bezpośrednio bez dalszej obróbki lub przy bardzo niewielkiej obróbce, poprawiając w ten sposób wykorzystanie metalu i zmniejszając dużą ilość sprzętu do obróbki i godzin pracy; ceny odlewów są tanie; możliwe jest zastosowanie kombinacji odlewów ciśnieniowych z innymi odlewami ciśnieniowymi. metale lub materiałów niemetalowych. Oszczędza to zarówno roboczogodziny montażu, jak i metal.
Wady odlewanych stopów aluminium
Wtrącenia tlenkowe
Charakterystyka defektów: Wtrącenia tlenkowe są najczęściej rozmieszczone na górnej powierzchni odlewów, w rogach formy, gdzie nie ma wentylacji. Pęknięcie często wygląda na szaro-białe lub żółte i można je wykryć podczas kontroli rentgenowskiej lub podczas obróbki skrawaniem, a także podczas mycia alkalicznego, mycia kwasem lub anodowania.
Pory i pęcherzyki gazu
Charakterystyka wady: Pory gazowe wewnątrz ścian odlewu są na ogół okrągłe lub owalne, o gładkiej powierzchni, zwykle błyszczącej tlenkowej skórze, czasami wyglądającej na olejowo-żółtą. Pory powierzchniowe i pęcherzyki można wykryć poprzez piaskowanie, a wewnętrzne pory gazowe i pęcherzyki można wykryć poprzez kontrolę rentgenowską lub podczas obróbki skrawaniem, pojawiając się na czarno na filmach rentgenowskich.
(3) Porowatość skurczowa
Charakterystyka wad: Odlewy aluminiowe generalnie rozwijają porowatość skurczową w pobliżu wewnętrznej bramy, u nasady pionu w grubych sekcjach, na przejściu między grubymi i cienkimi ściankami oraz w dużych płaskich obszarach cienkościennych.
W stanie po odlaniu pęknięcie wydaje się szare, jasnożółte, a po obróbce cieplnej zmienia się w jasno szaro-żółte lub szaro-czarne, wydając się mętne na filmach rentgenowskich. Poważną porowatość skurczową włókien można wykryć metodami takimi jak fluorescencja rentgenowska i fluorescencja pęknięć w małym powiększeniu.
(4) Pęknięcia
1) Pęknięcia odlewu
Rozwijają się wzdłuż granic ziaren, często towarzyszy im segregacja, i są rodzajem pęknięć, które tworzą się w wyższych temperaturach. Są one podatne na występowanie w stopach o znacznym skurczu objętościowym oraz w odlewach o złożonych kształtach.
2) Pęknięcia po obróbce cieplnej
Spowodowane przegrzaniem lub nadpaleniem podczas obróbki cieplnej, często pojawiające się jako pęknięcia międzykrystaliczne. Powszechnie występują w stopach, które generują naprężenia i mają wysoki współczynnik rozszerzalności cieplnej, a ich chłodzenie jest zbyt gwałtowne lub gdy występują inne wady metalurgiczne.