理论教育 不可忽视的非铁合金中铸造铝合金特点与适用性

不可忽视的非铁合金中铸造铝合金特点与适用性

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:铸造铝合金的化学成分、加工方法不同于变形铝合金 铝合金按化学组成和加工方法的不同,可分为铸造铝合金和变形铝合金两大类。铸造铝合金也有一定的耐磨性。所以,用铸造铝合金作配合部件时,需预留较大的间隙,使配合精度和密封性能受到一定影响。它是铸造铝合金中最便宜的一种,力学性能较高,而且不经热处理可直接使用,但密度较大,耐蚀性较差,铸造时容易产生热裂。

不可忽视的非铁合金中铸造铝合金特点与适用性

(1)铸造铝合金化学成分、加工方法不同于变形铝合金 铝合金按化学组成和加工方法的不同,可分为铸造铝合金和变形铝合金两大类。

铸造铝合金是在纯铝的基础上加入其他金属或非金属元素的、室温下具有三相(或以上)的铸态组织,不仅能保持纯铝的基本性能,而且由于合金化及热处理的作用,使铝合金更具有良好的综合性能,适用于浇注成型铸件。而变形铝合金只适于变形加工,例如采用锻、轧、压等加工方法制成管、板、棒、线等型材或制品,一般为之添加其他元素的含量均较少,它高温下能形成单相固溶体,具有良好的变形能力。

(2)铸造铝合金获得愈来愈广泛的应用,决不可忽视其具有的特点 非铁合金是指主要化学成分不是铁的合金。非铁合金中也可以含有铁,但只是作为合金元素或杂质而存在。非铁合金过去常称为有色合金,现在仍有按此习惯用法的。铸造非铁合金常用的有:铸造铝合金、铸造铜合金、铸造镁合金、铸造锌合金、铸造钛合金和铸造轴承合金等。铸造铝合金是在纯铝的基础上加入一定的其他金属或非金属元素如硅、铜、镁、锌等,而构成铝-硅、铝-铜、铝-镁和铝-锌合金,这些合金通称为铸造铝合金。该合金特点如下:

1)密度小:铝的密度仅为铁的1/3左右,其比强(单位密度的强度)高于铜合金、球墨铸铁碳素钢,因而在航空工业、宇航事业和运输机械,如汽车发动机的缸体、缸盖、活塞等零件,以及化工机械、建筑材料、体育器械、家用电器等诸多方面获得了广泛应用。

2)导热性好:其热导率仅次于银和铜,但价格比后者低,所以适宜于需要散热的零件。铸造铝合金也有一定的耐磨性。这和它良好的导热性能有关,因为它能把摩擦所产生的热量较好地传导出去,从而提高摩擦件的散热能力。

3)较强的耐蚀性:虽然,铝比铁更易于与氧化合,但形成的一薄层几乎透明的Al2 O3氧化膜比Fe氧化生成的FeO氧化膜致密,故可以避免铝合金进一步氧化。在大气、淡水及氧化性酸类介质中有良好的耐蚀性。

4)铝合金的强度与硬度的绝对值,比铸钢、高级铸铁、铜合金都低。而且,铝合金的热胀冷缩的倾向较大。所以,用铸造铝合金作配合部件时,需预留较大的间隙,使配合精度和密封性能受到一定影响。

5)铸造铝合金的熔点较低,故其熔炼、浇注温度也较低,熔化潜热大,流动性好,特别适用于金属型铸造、压铸、挤压铸造等,可获得尺寸精度高、表面光洁、内在质量好的薄壁复杂铸件。但铝合金易氧化和吸氢,所以,熔炼和浇注过程均要加以注意,以防其废品率增高。(www.daowen.com)

现在,铝及其合金的产量和耗用量仅次于钢、铁,而且有着极广泛的发展前途。目前,已在航空工业、机械制造、汽车制造、电气工业、铁路运输及日用工业中得到广泛应用,

(3)为便于铸造铝合金的选用,不可不知常用的铸造铝合金的种类及其性能梗概 铸造铝合金按主要加入元素的不同分为四类,即铸造铝-硅合金、铸造铝-铜合金、铸造铝-镁合金和铸造铝-锌合金,其代号分别用ZL1xx、ZL2xx、ZL3xx、ZL4xx表示,其标准为GB/T1173—1995。这四类铸造铝合金因主要的化学成分不同,它们的力学性能、物理化学性能和工艺性能也各有特点,简述如下:

1)铝-硅类合金:指以硅为主要合金元素的铝合金。这类合金具有优良的铸造性能(如收缩率小、流动性好、气密性好和热裂倾向小等),经过变质处理之后,还具有良好的力学性能,其耐热性、耐蚀性和切削加工性能也较好,是铸造铝合金中品种最多、用途最广、用量最大的一类合金。

2)铝-铜类合金:指以铜为主要合金元素的铝合金。它的最大特点是具有较高的室温和高温力学性能,切削加工性能和焊接性能也良好,主要作为耐热和高强度铝合金应用。但密度较大,耐蚀性和铸造性能较差。

3)铝-镁类合金:指以镁为主要合金元素的铝合金。它密度小(2.25g/cm3)、耐蚀性好、强度较高、切削加工性能良好,但高温强度较低(工作温度不超过200℃)、熔炼和铸造工艺也较复杂,除用作耐蚀合金外,是发展高强度铝合金的基础之一,也可作为装饰用合金。

4)铝-锌类合金:指以锌为主要合金元素的铝合金。它是铸造铝合金中最便宜的一种,力学性能较高,而且不经热处理可直接使用,但密度较大,耐蚀性较差,铸造时容易产生热裂。

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