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压铸铝合金材质特性图文

Cu在凝固中固相线温度548℃时,CU在AL中含量 为5.65﹪,而室温时固容量为0.5﹪。 CU(铜) 元素可提高高温强度,有着于热处理的效果。
CU含量亦能增进流动性但效果不如Si显著。
ADC10压铸后会随时间强度、硬度逐渐变高,韧 性变低,即为CU渐渐析出造成,故需整平,矫直 须在24H 内完成。
锌(Zn)
v Al-Zn二元合金的试验中,室温锌的最大固溶 量为2﹪,故锌含量在3﹪以下为压铸铝合金 规范所容许。太高(3﹪以上)会造成高温强 度不足、铸件在模中热裂,铸件强度变低。
Mg(镁)元素
在Al-Si-Cu合金中镁视为杂质,会生成脆性 的Mg2Si被视为不纯物。故规定其量要在0.3 ﹪以下,美国则严格规定在0.1 ﹪以下。 在Al-Si-Mg合金中镁含量不能小于0.2﹪。如 果要求A380 (ADC10)或413 铸件有更高 强度,硬度可提高镁含量再经过154℃,2~ 5小时的热处理。基本上来讲镁含量增加强度、 硬度、刚性增加、流动性降低。
Al-Si-Cu、Al-Si-Mg三元合金
v Al-Si-Cu组成为Al、Si、Cu,故合金性质为前 述二元合金Al-Si、Al-Cu的折中综合体。 ADC12相较于ADC10应含Cu略低、Si含量略 高在各方面有较优的性质。
v Al-Si-Mg合金有良好的强度、耐蚀性和延 性。 此类合金中会析出Mg2Si。Mg2Si有提高硬度, 强度的作用,但会降低延性。合金中Mg含量 需> 0.2﹪才有效用。
Ni(镍)元素
镍在规范中容许量 <0.5﹪。对于铸件有特殊 需求在较高温使用,镍含量2~2.5﹪可提高 其强度及降低热膨胀性。和CU 一样,随着 含量的增加,其硬度、抗拉强度愈增,而耐 蚀性变差,可改善高温抗拉强度。
Mn(锰)元素
AL-0.3 ﹪ Mn合金流动性佳,使用于需耐蚀 的制品。添加在含铜硅的铝合金,可改善其 高温强度,但过量时,会有AL-Si-Fe-Mn的四 元化合物生成,导致铸件上硬点。
铝合金内固熔铜量,使机械性质变佳,切削性也 佳。
但CU 会影响压铸铝合金的耐性能。
Al-Mg合金
v 镁(Mg)成份由于极易氧、流动性不佳、凝固收缩 大,除非溶解及模具设计良好,很难得到少流纹的 压铸件故在压铸合金中Al-Mg合金系只有二种且使用 量不多。
v Mg元素合金耐蚀性、极易氧化、流动性不佳、凝固 收缩大 。铝合金随Mg的含量的增加,抗拉强度硬度 都上升。 例如:380种的Mg含量若增加至0.3~0.5﹪,虽然 会影响铸造性,但可大幅度提高强度,硬度,机械 加工性。
温 度
时间→

纯铝
v 纯铝延性高,没什么强度。高纯铝其凝固收 缩率高达6.6﹪,通常只用于马达转子的压铸。
v 99.3﹪纯度的铝其导电率为标准铜的54 ﹪其 它杂质为铁和硅,其作用目的有防止粘模、 提高高温强度等。
Al-Si合金
v 硅(Si) 为铝合金最重要也是主要成分, 是显著改善 其流动性的主要成分,从共晶到过共晶区段具有良 好的流动性。 Si性硬且脆,应避免其大块存于铝合金中以
压铸用合金材料特性
v 优良的机械性质。 v 质轻(比重,肉薄)。 v 价格低廉、价格稳定。 v 被切削性良好。 v 普遍的耐腐蚀性良好。 v 拔模斜度小。 v 尺寸精度佳、尺寸安定。 v 表面处理特性佳。 v 物理性质佳。
压铸用铝合金的化学成分
潜热
冷却曲线如图,纯金属物从熔融冷却时必 经历一等温变相(液-固),此时释放的热 量为潜热。
免对铸件造成不良影响。
Si含量增 流动性 耐磨 硬度 强度 加工 凝固收 延性


性 缩率
影响
↑增加 ↑ ↑ ↑ ↑ ↓ ↓ ↓ ↓减少
v 调质
压铸制程的快速冷却,硅往往较细而散布。不过
试验显示在压铸制程中调质仍可将较不佳的针状或 片状共析组织打散成球转,改善延性及机械加工性。
v 高温强度
因压铸量产为求快,越高温顶出产出越快,Si含量 帮助高温强度的提升同时大为降低凝固收缩量,使 缩孔问题降低,对有气密性要求的非常重要。Si对 增进流动性有帮助。但对厚薄不均的铸件高硅(因 接近等温凝固)反而会阻礙压力传述,其实验显示
Si含量9﹪的A380反而较Si含量11﹪的A383材料缩
孔少。
v 机械性质
随着Si 含量的增加,抗拉强度及硬度会增加。 导电性降低。Si 本身硬度很高,过共析铝合 金(ADC14)耐磨性高与铸铁匹比,常用来 做活塞;引擎本体。
v 耐蚀性
因硅含量表面呈灰黑色,阳极处理亦会突显 压铸流纹。
Al-Cu合金
压铸铝合金材质特性图文
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压铸用合金种类
v 主要压铸用合金材料有锡、铅、锌、 铝 、镁、铜等。
v 以锌、铝合金应用最广镁、铜合金次 之。
v 用于压铸锡、铅、锌合金的是低熔点 合金,以及铜系的高熔点合金等。
压铸用合金基本铸造特性
v 压铸被优先考虑其经济性,良好的生产特性, 但 是皆要以能够稳定的供给廉价的素材为前提。
小结
v 压铸用合金种类 v 压铸用合金基本铸造特性 v 压铸用铝合金的化学成分 v 合金元素的影响



v 压铸用合金其具备的铸造特性包括: (1)良好的流动性和充填性
a. 熔汤在铸模内的流动长度要长。 b. 熔点或固相线温度低。 c. 凝固时间短。 d. 固相线温度的固相率小。 e. 表面张力和粘性小。
(2)浇口补充效果大,凝固收缩小。 (3)热裂少。
a. 高温强度大。 b. 固相率小。 c. 热膨胀系数小。 (4)与金属模的附著力小。 a. 和铁的化学亲和力小。 b. 熔汤不易氧化。
其它合金元素的影响
Fe(铁)元素 铁少量可增加铝合金的强度、硬度,帮助提升高温 强度以免铸件热裂。 铝有亲铁性,会侵蚀铁。会以针状FeAl3的有害物析 出,但由于压铸的冷却速率很快,铸件组织细致,
不纯物影响不敏感。因此一般压铸元件会含约0.7~ 1.2﹪的Fe ,避免造成金属模粘着的现象。
成分最好控制在0.8 ~1.0﹪范围以下,以免因多量 的Fe 产生金属间化合物造成铸件上的硬点。
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