铸铝的收缩量一般是多少?
收缩量与体积有关,体积不同,收缩量不同,所以一般用收缩率表示铸铝的工艺性能。
不同铝合金的收缩率也有差异,如下图,一般都在1%左右。
铝合金收缩性
收缩性是铸造铝合金的主要特征之一。一般讲,合金从液体浇注到凝固,直至冷到室温,共分为三个阶段,分别为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。合金的收缩性对铸件质量有决定性的影响,它影响着铸件的缩孔大小、应力的产生、裂纹的形成及尺寸的变化。通常铸件收缩又分为体收缩和线收缩,在实际生产中一般应用线收缩来衡量合金的收缩性。
铝合金收缩大小,通常以百分数来表示,称为收缩率。
①体收缩
体收缩包括液体收缩与凝固收缩。
铸造合金液从浇注到凝固,在最后凝固的地方会出现宏观或显微收缩,这种因收缩引起的宏观缩孔肉眼可见,并分为集中缩孔和分散性缩孔。集中缩孔的孔径大而集中,并分布在铸件顶部或截面厚大的热节处。分散性缩孔形貌分散而细小,大部分分布在铸件轴心和热节部位。显微缩孔肉眼难以看到,显微缩孔大部分分布在晶界下或树枝晶的枝晶间。
缩孔和疏松是铸件的主要缺陷之一,产生的原因是液态收缩大于固态收缩。生产中发现,铸造铝合金凝固范围越小,越易形成集中缩孔,凝固范围越宽,越易形成分散性缩孔,因此,在设计中必须使铸造铝合金符合顺序凝固原则,即铸件在液态到凝固期间的体收缩应得到合金液的补充,是缩孔和疏松集中在铸件外部冒口中。对易产生分散疏松的铝合金铸件,冒口设置数量比集中缩孔要多,并在易产生疏松处设置冷铁,加大局部冷却速度,使其同时或快速凝固。
②线收缩
线收缩大小将直接影响铸件的质量。线收缩越大,铝铸件产生裂纹与应力的趋向也越大;冷却后铸件尺寸及形状变化也越大。
对于不同的铸造铝合金有不同的铸造收缩率,即使同一合金,铸件不同,收缩率也不同,在同一铸件上,其长、宽、高的收缩率也不同。应根据具体情况而定。
热加工时刚料的收缩率一般去1.2~1.5%,而对细长的杆类件,扁薄的工件,冷却快或打击次数多热加工温度低的工件收缩率取0.8~1.2%带大头的长杆锻件,头部和杆部的冷缩塑料件一般取(0.3~0.5)%。铝合金为(0.8~1.0)%,镁合金为0.8%,钛合金为(0.5~0.7)%,铜合金为(1.0~1.3)%。
表1金属的膨胀系数
金属种类 Fe Al Mg Cu Ni Ti
膨胀系数x10⒍(1/℃) 11.7 23.9 26 16.5 13.6 8.5
如果你只做些300mm毫米以内的、尺寸要求不高的普通压铸件件,用0.5 %的收缩率,就可以了!
一些薄壁、大尺寸零件或厚壁零件,收缩率就需要自己试验确认一下;
大尺寸零件,模具温度对产品的尺寸,影响也非常大!
铝合金密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导热性和抗蚀性,工业上广泛使用,使用量仅次于钢。一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能。
硬铝合金属AI—Cu—Mg系,一般含有少量的Mn,可热处理强化.其特点是硬度大,但塑性较差。超硬铝属Al一Cu—Mg—Zn系,可热处理强化,是室温下强度最高的铝合金,但耐腐蚀性差,高温软化快。
锻铝合金主要是Al—Zn—Mg—Si系合金,虽然加入元素种类多,但是含量少,因而具有优良的热塑性,适宜锻造,故又称锻造铝合金。
扩展资料:
合成工艺:
铝和铝合金可以用各种不同的方法熔炼。常使用的是无芯感应炉和槽式感应炉、坩埚炉和反射式平炉(使用天然气或燃料油燃烧)以及电阻炉和电热辐射炉。
炉料种类广泛,从高质量的预合金化铸锭一直到专门由低等级废料构成的炉料都可以使用。然而,即使在最适宜熔炼浇注的条件下,熔化的铝也易受三种类型的不良影响:
1、在高温条件下,随着时间的推移,氢气的吸附导致溶解在熔液中氢气的增加。
2、在高温条件下,随着时间的推移,熔液发生氧化。
3、合金元素的丧失。
参考资料来源:百度百科——铝合金
铝及铝合金的力学、热学、物理性能符号和含义 :
名称 符号 单位 含意 备注
比例极限 δp MPa 材料在拉伸过程中,应力与应变保持正比关系的最大应力。这个阶段的最大极限负荷Pp除以试棒的原始横截面积,即为比例极限 1 kgf/mm2 = 9.80665MPa
1 MPa = 0.10197kgf/mm2
英制:PSI :lb/in2
KPSI = 1000PSI
=6.896MPa
弹性极限 δe MPa 材料在受载过程中,未产生塑性变形的最大应力
拉 伸
弹 性 模 量 E GPa 金属承受拉伸载荷时,在弹性范围内,应力与应变成正比例关系时,这个比例系数为拉伸弹性模量 1 kgf/mm2 = 0.0098067GPa
1GPa = 101.97162kgf/mm2
剪切
弹性模量 G GPa 金属在弹性范围内进行扭转试验时,外力和变形成比例地增长,即应力与应变成正比例关系时,这个比例系数称为剪切弹性模量
屈服强度 (条件屈服强度) δ0.2 MPa 在拉伸过程中,一般规定标距长度部分塑性变形量达到的原标距长度的规定数值时之负荷除以原始横截面积所得的应力,称为屈服强度或条件屈服强度。一般规定数值为拉伸试样原标距长度的0.2%,即用δ0.2表示
压缩屈服强度 (条件屈服强度) δ-0.2 MPa 试样在压缩过稆中,标距部分残余压缩达到原标距长度规定数值时的负荷除以原始横截面积所得的应力称为压缩屈服强度或条件压缩屈服强度。一般规定数值为压缩试样原标距长度的0.2%,由于受力方向与拉伸相反,故压缩屈服强度常用δ-0.2表示
抗剪强度 MPa 试样剪切时,在剪断面上所承受的最大负荷除以原始横截面积所得的应力,称为搞剪强度。表示材料在剪切力作用下抵抗破坏的最大能力。
抗拉强度 δb MPa 在单向均匀拉伸载荷作用下,断裂时材料的最大负荷除以原始横截面积所得的应力。
疲劳极限 δ-1 MPa 材料在重复交变应力作用下,承受过无限次循环而不产生断裂的最最大应力值
疲劳强度 δN
MPa 试样在交变应力作用下,在规定的循环次数内(如106、107、108次等),不至于产生断裂的最大应力值
伸长率
(延伸率) δ5
δ10 % 材料拉伸时,试样拉断后,其标距部分所增加的长度与原标距长度的百分比。
是标距为5倍直径时的伸长率,是标距为10倍直径时的伸长率
断面收缩率 ψ % 金属试样在拉断后,其缩颈处横截面积与原始横截面积的百分比
冲击韧度 αk J/cm2
或
kJ/m2 用一定尺寸和形状的U型缺口标准试样,在规定类型试验机上受冲击载荷折断时,试样刻槽处单位横截面积上所消耗的冲击功。它表示金属材料对冲击载荷的抵抗能力。 1 kgf•m/cm2 = 98.0665kJ/m2
1kJ/m2 = 0.010197kgf/cm2
布氏硬度 HBS 用一定直径的淬硬钢球压入试样表面,并在规定载荷下保持一定时间,以其载荷除压痕面积所得的商表面材料的布氏硬度。其计算公式为
HBS = 2P/лD[D – (D2-d2)1/2]
P——载荷
D——压头直径,mm;
d——压痕直径,mm 通常由测得的压痕直径直接查表得硬度值
洛氏硬度 HRB
HRF 在洛氏硬度机上,用直径为1。58mm的淬硬钢球作压头,载荷为980N试验所得的硬度值。
用1.58mm淬硬钢球作压头,载荷为588N测得的洛氏硬度值 HRB常用作测量淬火时效后铝合金硬度值。
HRF用作测量铝合金煅件硬度
显微维氏硬度 HV 用夹角为136o的金刚石四棱锥压头以小于等于0.2kgf(常扩大至1kgf)的载荷压入试样,以单位面积上所受载荷表示材料的硬度值。仪器上装有金相显微镜,用于测量合金的显微组织和极薄表面层的硬度值
密度 ρ g/cm3或
kg/m3 金属材料单位体积的质量
熔点 ℃ 材料由固态转变为液态时的熔化温度
平均线膨系数 α
µm/(m•k) 物体的长度随温度变化而改变,在指定的温度范围内,每当温度升降1,其单位长度胀缩的长度称平均线膨胀系数 膨胀及收缩率计算式见表1-5
热导率
(导热系数) λ W/(m•℃) 表示物体导热的能力。以物体内维持单位温度梯度(ΔL/ΔT)时,在单位时间(t)内流经垂直于热流方向的单位面积(A)上的热量(Q)表示 1 cal/(s•cm•℃) = 418.68W/(m•℃)
λ=1/A•Q/t•ΔL/ΔT
比热容 С
J/(kg•K)
或
J/(kg•℃) 将单位质量的物质在等压过程(或等容过程)中温度升高1K度时吸收的热量或温度降低1K度放出的热量 1 kcal/(kg•K) = 4186.8J(kg•K)
1 kcalth/(kg•K) = 4186.8J(kg•K)
电阻率
(比电阻电阻系数) ρ Ω•m
чΩ•m
nΩ•m 表征物质导电能力的一个物理常数,它等于长1m、横截面为1mm2 的导线两端间的电阻,也可用一个单位立方体的两平等端面间的电阻表示 1µΩ•cm = 10-8Ω•m
1nΩ•cm = 10-9Ω•m
电导率 λ S/m 电阻率的倒数叫电导率。在数值上它等于导体维持单位电位梯度时,流过单位面积的电流
电阻温度
系数 αp ℃-1 温度每升1℃,材料电阻率的改变量与原电阻率之比
表1—2为铝及铝合金的膨胀与收缩率计算式。表中L0为0℃时的长度;Lt 为在给定定温度范围内,t ℃时的长度;C为合金常数,其数值在表达1—3中列出。
表1—2 铝及铝合金的膨胀率与收缩率计算式
温度范围,℃ t ℃时的长度
-196 ~ 0
0 ~500
-60 ~ 10 Lt = L0[1+C(20.83t – 0.01177t2 - 0.0001446t3) x 10-6]
Lt = L0[1+C(22.29t + 0.01009t2 ) x 10-6]
Lt = L0[1+C(22.16t + 0.01219t2 ) x 10-6]
工业纯铝的抗拉强度:80~100MPa
常见铝合金:
防锈铝5A50的抗拉强度:265MPa
3A21的抗拉强度:<167MPa
硬铝2A11的抗拉强度:370MPa
2A12的抗拉强度:390~420MPa
2A13的抗拉强度:315~345MPa
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料,在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展,对铝合金焊接结构件的需求日益增多,使铝合金的焊接性研究也随之深入。目前铝合金是应用最多的合金。
扩展资料:
铝合金焊接保护措施
1、焊前用化学+机械的方法清除工件坡口及周围部分和焊丝表面的氧化物,顺序是先化学清洗,后机械打磨;
2、焊接过程中要采用合格的保护气体进行保护;
3、在气焊时,采用熔剂,在焊接过程中不断用焊丝挑破熔池表面的氧化膜。
焊接难点
(1)焊缝变形和形成裂纹倾向大。铝的线膨胀系数和结晶收缩率约比钢大两倍,易产生较大的焊接变形的内应力,对刚性较大的结构将促使热裂纹的产生。
(2)铝的导热系数大(纯铝0.538卡/Cm.s.℃)。约为钢的4倍,因此,焊接铝和铝合金时,比焊钢要消耗更多的热量。
(3)合金元素的蒸发的烧损。铝合金中含有低沸点的元素(如镁、锌、锰等),在高温电弧作用下,极易蒸发烧损,从而改变焊缝金属的化学成分,使焊缝性能下降。
(4)高温强度和塑性低。高温时铝的强度和塑性很低,破坏了焊缝金属的成形,有时还容易造成焊缝金属塌落和焊穿现象。
(5)无色彩变化。铝及铝合金从固态转为液态时,无明显的颜色变化,使操作者难以掌握加热温度。
参考资料:百度百科——铝合金
铝合金7075的泊松比为0.25;比热容为502J/℃;热传导系数为10W/(m.K);不同温度下的弹性模量。铝合金7075在不同温度下的弹性模量(×10^5 MPa)。
弹性模量200GPa,泊松比0.3,剪切模量79GPa,热胀系数11x10^-6/摄氏度,密度7.85x10^3kg/m^3,导热系数56W/(m.K),比热480 J/(kg.K)。
扩展资料:
纯铝的密度小(ρ=2.7g/cm3),大约是铁的 1/3,熔点低(660℃),铝是面心立方结构,故具有很高的塑性(δ:32~40%,ψ:70~90%),易于加工,可制成各种型材、板材,抗腐蚀性能好。但是纯铝的强度很低,退火状态 σb 值约为8kgf/mm2,故不宜作结构材料。
通过长期的生产实践和科学实验,人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝,这就得到了一系列的铝合金。 添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度,σb 值分别可达 24~60kgf/mm2。
这样使得其“比强度”(强度与比重的比值 σb/ρ)胜过很多合金钢,成为理想的结构材料,广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面,飞机的机身、蒙皮、压气机等常以铝合金制造,以减轻自重。采用铝合金代替钢板材料的焊接,结构重量可减轻50%以上。
参考资料来源:百度百科-弹性模量
参考资料来源:百度百科-铝合金
参考资料来源:百度百科-泊松比
一般来说锌合金的硬度更高。铝合金与锌合金机械性能的区别锌合金硬度65-140,抗拉强度260-440,铝合金硬度45-90,抗拉强度120-290总体锌合金比铝合金硬度高,抗拉强度大。
锌合金价格要比铝合金贵,铝合金没有锌合金贵,铝合金很便宜的,而且耐腐蚀性能好,所以铝合金用途广泛,现在的窗户几乎都是,还比较的轻,密度小。
优点:铸造锌合金流动性和耐腐蚀性较好,适用于压铸仪表,汽车零件外壳等。
缺点:锌合金压铸件最常见的缺陷是表面起泡。
2、铝合金的优缺点:
优点:铝合金密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导热性和抗蚀性,工业上广泛使用,使用量仅次于钢。
缺点:铝合金在生产过程中,容易出现缩孔、砂眼、气孔和夹渣等铸造缺陷。
扩展资料:
合金的铸造性能:
1、流动性
流动性(fluidity,liquidity)是指液态合金充填铸型的能力。合金液的流动性好,容易浇满型腔,获得轮廓清晰、尺寸完整的铸件,相反合金的流动性不好,则易产生浇不足、冷隔、气孔和夹渣等缺陷。
在常用的合金中,灰口铸铁、硅黄铜的流动性最好,铸钢流动性最差。影响流动性的因素很多,其中主要是合金的化学成分、浇注温度和铸型的填充条件等。
2、收缩性
液态合金在冷却凝固过程中体积和尺寸不断减小的现象称为收缩(contraction,shrinkage)。收缩是铸造合金本身的物理性质,是铸件中许多缺陷(缩孔、缩松、内应力、变形和裂纹等)产生的基本原因。合金液从浇入型腔冷却到室温要经历三个阶段:
(1)液态收缩(liquidcontraction):从浇注温度冷却到开始结晶的液相线温度之间的收缩。
(2)凝固收缩(solidificationcontraction):从开始结晶温度冷却到结晶完毕的固相线温度的收缩。
(3)固态收缩(solidcontraction):从结晶完毕的温度冷却到室温之间的收缩。
合金的液态收缩和凝固收缩表现为合金的体积缩小,通常用体积收缩率来表示,它们是铸件产生缩孔、缩松缺陷的基本原因。合金的固态收缩虽然也是体积变化,但它只引起铸件外部尺寸的变化,因此,通常用线收缩率来表示。固态收缩是铸件产生内应力、变形和裂纹等缺陷的根源。
合金的化学成分、浇注温度、铸型条件及铸件结构是影响合金收缩的主要因素。铸件的形状、尺寸和工艺条件不同,实际收缩量也有所不同。
另外,合金液在冷却成铸件的过程中出现的各部分化学成分不均匀的现象即偏析性,吸气性和氧化性均对铸造性能有着不利影响。
参考资料来源:搜狗百科——锌合金
参考资料来源:搜狗百科——铝合金
这是因为压铸件该部位的壁厚比较厚,铝合金收缩率超过0.5%造成的。
我们以前的公司,一般都是通过修改模具,一劳永逸修正尺寸。
解决方法一:把其中一根型芯的安装孔扩大几丝,向增大尺寸的方向,用线切割重新切割型芯孔,移动型芯的圆心位置,使型芯间距增大。
维修模具虽然费力,但是,压铸件尺寸以后100%合格。
解决方法二:用工艺的方法,就是用最低的铝合金温度(如600摄氏度)来铸造产品。缺点:会造成压铸件冷隔流痕发黑等缺陷;而且,效果可能会波动不稳定。
求采纳!