Ligas de alumínio em fundição: Vantagens e limitações

I. Quatro tipos de ligas de alumínio comumente usados em fundição

1. Liga de alumínio-silício

Também chamado de "alumínio silício brilhante" ou "alumínio silício brilhante". Apresenta bom desempenho de fundição e resistência ao desgaste, um pequeno coeficiente de expansão térmica e é a liga mais variada e amplamente utilizada em ligas de alumínio fundido, contendo de 10% a 25% de silício.

Às vezes, magnésio de 0,2% a 0,6% é adicionado à liga de silício-alumínio, que é amplamente utilizada em peças estruturais, como conchas, blocos de cilindros, caixas e quadros.

Às vezes, a adição de uma quantidade adequada de cobre e magnésio pode melhorar as propriedades mecânicas e a resistência ao calor da liga. Esse tipo de liga é amplamente utilizado na fabricação de componentes como pistões.

(2) Liga de alumínio-cobre

A liga contendo cobre de 4,5% a 5,3% tem o melhor efeito de reforço, e a adição de manganês e titânio pode melhorar significativamente a temperatura ambiente, a resistência a altas temperaturas e o desempenho da fundição. Usada principalmente para a fabricação de peças fundidas em areia que suportam grandes cargas dinâmicas e estáticas e não têm formas complexas.

(3) Liga de alumínio-zinco

Para melhorar o desempenho, o silício e o magnésio são frequentemente adicionados, comumente conhecidos como "zinco silício alumínio brilhante". Sob condições de fundição, a liga tem um efeito de resfriamento, ou seja, "auto-resfriamento".

Ele pode ser usado sem tratamento térmico e, após a modificação do tratamento térmico, as peças fundidas têm maior resistência. Após o tratamento de estabilização, as dimensões são estáveis, comumente usadas para fazer modelos, gabaritos e suportes de equipamentos, etc.

(4) Liga de alumínio-magnésio

A liga de alumínio fundido com a menor densidade (2,55g/cm³) e a maior resistência (cerca de 355MPa), contendo magnésio 12%, tem o melhor efeito de reforço.

A liga tem boa resistência à corrosão na atmosfera e na água do mar, boas propriedades mecânicas abrangentes e usinabilidade em temperatura ambiente, e pode ser usada para peças como bases de radar, carcaças de motores de aeronaves, hélices, trens de pouso e também como materiais decorativos.

II. Vantagens e desvantagens das ligas de alumínio fundido

1. Vantagens das ligas de alumínio fundido:

(1) Boa qualidade do produto:

• A precisão dimensional das peças fundidas é alta, geralmente equivalente aos graus 6 a 7, e pode até chegar ao grau 4;
• O acabamento da superfície é bom, geralmente equivalente aos graus 5 a 8;
• A resistência e a dureza são relativamente altas, com resistência geralmente 25 a 30% maior do que a da fundição em areia, mas o alongamento é reduzido em cerca de 70%;
• As dimensões são estáveis, com boa intercambialidade;
• Capaz de fundir sob pressão peças fundidas de alumínio complexas de paredes finas.

Por exemplo, a espessura mínima atual da parede de peças de alumínio fundido em liga de zinco pode chegar a 0,3 mm; para peças fundidas em liga de alumínio, pode chegar a 0,5 mm; o diâmetro mínimo do furo de fundição é de 0,7 mm; o passo mínimo da rosca é de 0,75 mm.

Alta eficiência de produção:

• A alta produtividade da máquina, por exemplo, a máquina de alumínio de fundição sob pressão com câmara fria horizontal do tipo JⅢ3 pode fundir alumínio de 600 a 700 vezes em uma média de oito horas, e uma pequena máquina de alumínio de fundição sob pressão com câmara quente pode fundir alumínio de 3000 a 7000 vezes em média a cada oito horas;
• A vida útil do molde de alumínio para fundição sob pressão é longa, um conjunto de moldes de alumínio para fundição sob pressão, liga de sino de alumínio para fundição sob pressão, pode durar centenas de milhares de vezes, até mesmo milhões de vezes; fácil de obter mecanização e automação.

Excelentes efeitos econômicos:

Devido às dimensões precisas e ao excelente acabamento superficial das peças de alumínio fundido. Em geral, elas são usadas diretamente, sem usinagem adicional, ou com pouquíssima usinagem, melhorando assim a utilização do metal e reduzindo uma grande quantidade de equipamentos de processamento e horas de trabalho; os preços de fundição são baratos; é possível usar fundição combinada com outras peças de alumínio fundido. metais ou materiais não metálicos. Isso economiza horas de trabalho de montagem e metal.

Desvantagens das ligas de alumínio fundido

Inclusões de óxido

Características do defeito: As inclusões de óxido são distribuídas principalmente na superfície superior das peças fundidas, nos cantos do molde onde não há ventilação. A fratura geralmente parece cinza-esbranquiçada ou amarela e pode ser descoberta por meio de inspeção de raios X ou durante a usinagem, bem como durante a lavagem alcalina, lavagem ácida ou anodização.

Poros e bolhas de gás

Características do defeito: Os poros de gás no interior das paredes da fundição são geralmente redondos ou ovais, com uma superfície lisa, geralmente com pele de óxido brilhante, às vezes com aparência de amarelo-óleo. Os poros e bolhas da superfície podem ser descobertos por meio de jateamento de areia, e os poros e bolhas de gás internos podem ser descobertos por meio de inspeção de raios X ou durante a usinagem, aparecendo pretos nos filmes de raios X.

(3) Porosidade de contração

Características do defeito: As peças fundidas de alumínio geralmente desenvolvem porosidade por contração perto da porta interna, na raiz do riser em seções grossas, na transição entre paredes grossas e finas e em grandes áreas planas de paredes finas.

No estado fundido, a fratura parece cinza, amarelo claro e, após o tratamento térmico, torna-se cinza-amarelo claro ou cinza-preto, parecendo turva nos filmes de raios X. A porosidade de contração filamentosa grave pode ser detectada por métodos como raios X e fluorescência de fratura de baixa ampliação.

(4) Rachaduras

1) Rachaduras de fundição

Desenvolvem-se ao longo dos limites dos grãos, muitas vezes acompanhadas de segregação, e são um tipo de trinca que se forma em temperaturas mais altas. Elas tendem a ocorrer em ligas com encolhimento significativo de volume e em peças fundidas com formas complexas.

2) Trincas por tratamento térmico

Causada por superaquecimento ou queima excessiva durante o tratamento térmico, geralmente aparecendo como trincas transgranulares. Elas geralmente ocorrem em ligas que geram estresse e têm um alto coeficiente de expansão térmica, e resfriam muito abruptamente, ou quando há outros defeitos metalúrgicos.