压铸铝合金的铁含量越低越好吗

6063主要合金元素是镁和硅。将铁含量控制在0．15%～0．25%范围内是比较理想的。若铁含量过高，会使挤压力增大，挤压材表面质量变差，阳极氧化色差增大，颜色灰暗而无光泽。荆腾铝业是专业生产铝合金型材的。有兴趣可以了解下。

ADC12铝合金中的锌和镁,形成强化相Mg/Zn2,对合金有明显的强化作用.单独的Zn会使合金存在应力开裂倾向.你说的锌含量超标,那还要看超多少,镁含量是多少,锌镁的比例不超过3.3,都可以,2.7是最佳的,这时抗应力开裂是最大的.

在所有铝合金中都含有害杂质。因铝合金中含铁量太高时，铁以FeAl3、Fe2Al7和Al－Si－Fe的片状或针状组织存在于合金中，降低机械性能，这种组织还会使合金的流动性减低，热裂性增大，但由于铝合金对模具的粘附作用十分强烈，当铁含量在0.6％以下时尤为强烈。当超过0.6％后，粘模现象便大为减轻，故含铁量一般应控制在0.6～1％范围内对压铸是有好处的，但最高不能超过1.5％。

铁在铸造铝合金中一直被认为是一种主要的有害杂质，各个国家、专业标准均对其作了明确的限制，各企业标准对其控制更为严格。这主要是由于随铁含量增加，在金相组织中会形成本身硬度很高的针、片状脆性铁相，它的存在割裂了铝合金的基体，降低了合金的力学性能，尤其是韧性，并且使零件机械加工难度增加，刀、刃具磨损严重，尺寸稳定性差等等，但是，低品质铝合金锭中铁含量本身就高，随着合金炉料的回用，生产中铁质坩埚、工具、置预件等的使用使合金增铁在所难免。多年来一直吸引着广大铸造工作者去研究，下面就铁在Al－Si合金中的作用及其减弱消除对策进行讨论。

1　铸造Al－Si系合金中铁的作用

1．1　铸造Al－Si合金中铁的存在形态

表1是铝硅系合金中铁的存在形态，其中α－AlFeSi和β－AlFeSi是常见的二种形态。而ρ－AlMgFeSi和δ－AlFeSi不是很常见。其中AlFeSi和Al（Fe，Cr）Si的结晶结构特征目前还不甚祥细。至于形成什么样的相，除与合金中的含铁量有关外，还与铸件的冷却速度、合金元素的数量、种类等密切相关。汉字状的α－AlFeSi相对Al－Si系合金可提高强度、硬度，对韧性降低不多，而针状的β－AlFeSi相则严惩割裂基体，显著降低合金的韧性，尤其冲击韧性，据报道，当Fe＞1％时，可使整个合金本身变脆。

表1　Al－Si系合金中铁相形态

类别晶体结构熔化温度／℃形状α－AlFeSi六方晶体860汉字状β－AlFeSi单晶体870针、片状ρ－AlMgFeSi立方晶体δ－AlFeSi四方晶体1．2　铁对铝硅合金机械性能的影响

1．2．1　对室温机械性能的影响

对Al－Si二元合金，当Fe＞0．5％时，片状β相可提高合金的强度并稍降低其延伸率；当Fe＞0．8％时，延伸率开始较大幅度降低，当合金中的Fe从0．4％增加到1．2％时，对强度值的增加是微乎其微的，但却显著降低其延伸率从4％降到1％，对Na变质的Al－Si共晶合金是每增加Fe0．1％可使延伸率降低1％多。

1．2．2　对高温性能的影响

铁虽然降低了Al－Si活塞合金的室温机械性能，但却提高了它的高温机械性能，这主要由于高温时基体本身强度随温度升高下降很多，而此时以网状、汉字状和细小针状存在的铁相，它们在316℃左右时基本不变，是稳定的化合物相，正是它的存在提高高温下试样的抗拉强度。对Al－Si－Cu－Mg合金，当Fe＞0．95％时，σ300℃为92MPa。

1．2．3　对耐磨、耐腐性的影响

铁提高Al－Si系合金的耐磨性，这是由于硬质针状铁相使基体得以强化，抵抗变形能力，同时又起到支承作用，使耐磨性提高。同时铁相使合金表面的氧化膜失去连续性，易发生电化学腐蚀，铁降低合金的耐腐性。

1．2．4　对铸造性能的影响

随着铁含量增加，在合金结晶时，由于β相干扰枝晶间流动，所以会使疏松增加，同时增加合金的热裂倾向，但是对压铸铝合金一定Fe量可防止粘膜，但也有报道称一定Fe量增加合金的流动性。

1．2．5　对机械加工性能的影响

铁相使机械加工性能恶化，增加刀刃具的磨损量，使尺寸稳定性变差。

2　铁的有害作用消除、抑制方法

2．1　机械方法

常用的机械去铁法有过滤法、沉淀法、离心铸造法等，它们均是采用在熔体中加入Mn、Cr、Ni、Zr等合金元素使之与铁形成大的化合物，由于其密度与铝合金不同会产生沉淀，使用沉淀的方法称为沉淀法，它可使铁降低0．5％。将通过过滤布，过滤网、板，使大块化合物得以过滤的方法，称为过滤法，它可使Fe降低0．7％，将加入合金元素的熔体，在离心力作用下，由于密度d的差异使铁相移向边缘，而内部铁含量可由2．07％降低到0．27％，降低效率达87％。不同转速、不同Fe／Mn比对除铁效率也有影响。生产中应用的机械方法一般均联合使用，如过滤法与沉淀法，先沉淀后过滤，以及过滤与离心铸造结合会取得更加好的效果。

2．2　熔体处理方法

2．2．1　加入合金元素中和Fe的作用（变质处理）

熔体中加入合金元素来改变铁相形貌，减弱铁的作用，提高合金强度，改善延伸率，通常加入的元素有：Mn、Cr、Co、Be、Mo、Ni、S、Mg、Re等，下面逐个分析：

a．Mn：是最常用和用得最多的元素，加Mn能显著减少铁相的数量和尺寸，甚至使铁相完全消失，由于Mn的加入扩大了α铁相区，从而使得铁相向α铁相转化，中和铁相的Mn的加入量多少现还不能定论。据称在Al－Si13合金中加入0．5％的Mn，就能使含1．5％Fe的合金中针、片状铁相转变为α铁。有人推荐按Mn％＝2（％Fe－0．5）添加Mn，总之通过添加Mn可逐渐使β－Fe相的数量减少，尺寸变小，直到不出现为止。

b．Cr：在ZAlSi7Mg合金中加Cr可使粗片状的β相转变为汉字状的α铁相，加0．2％～0．6％Cr能防止含Fe＞1％的Al－Si13合金的脆断，在Al－5Si－1．5Cu－0．5Mg合金中加入0．2％～0．3％Cr使含铁为0．4％合金的伸长率由1．7％增加到3．8％，加0．4Cr可使含Fe0．75％的合金伸长率由0．8％提高到2．6％。

c．Co：Co的作用与Mn相似，但需要稍加入以使富铁相成球形，有人建议Fe／Co的比率应为1∶2，同时Co的加入于其本身的偏析体小，所以其效果优于Mn。

d．Be：也可作为一种中和剂，当Be加入量＞0．4％时，能形成一种AlFeBe紧密相，同时由于Be是一种很好的抗氧化剂，能提高Al合金的性能，在砂型铸造件能使AlSi0．6Mg合金的抗拉强度提高5％～10％，同时不降低其延伸率，另据报道，在Al－6Si合金中加入0．05％～0．5％Be会使Fe杂质相的形态由长针改变为危害较小的园球形或近园球形，从而提高合金的塑性。

e．Mo：可用来中和Fe的有害作用，其效果比Mn好，它是Al－Si合金中Fe的有效变质剂，在含Fe1．2％的合金中加入0．2％的Mo和0．1％的S能使合金的延伸率由1％增加到2．8％，抗拉强度由160MPa增到180MPa。

f．Mg：也可起到中和杂质铁的有害作用，当含量在一定程度时会形成AlFeSiMg化合物相，从而减少β铁相的形成。

g．Ni和S：也是铁有害作用的中和剂，其中S还能作为铝合金的变质剂，据报道加入硫磺可使铁相大部分变为短杆状及汉字状，有少量是团球状、块状。但单独加时效果不理想，须与其它元素如Mn、Cr、稀土等配合，其效果明显。

h．稀土RE：稀土是一种很好的Fe相变质剂，据报道，对413合金加入0．04％～0．06％Sr，可有效减少β铁相的数量和尺寸，对6063合金，当加入0．05％Sr后，所存在铁相化合物呈汉字状，且细化。日本专利也曾报道加入0．005％～0．10％Sr及相同量的Zn，可减少β铁的数量和尺寸，并且在许多Al－Si系及型材合金中得到证实，这主要是由于RE本身是一种变质剂，合金净化剂，它的加入可有效去除铁的有害作用。

总之，对于变质中和剂，它能减少消除β铁相的形成，但它本身并不能去除Fe的有害作用，只起减缓作用，且随Fe量增加使用的变质剂量也增多，一定程度上降低合金的韧性，并且，由于其形成各种复杂化合物会带来其它相关的副作用，因此，我们提倡使用变质剂，且使用复合的综合性能变质剂，尽可能加入量少。

2．2．2　熔体过热和快冷处理

a．熔体过热

据报道，过热处理可减少富铁相的形核核心，这是由于在高温时β富铁相的形核核心是γ（Al），而γ（Al）在低温时存在，当温度高到一定程度时（≥85℃），γ（Al）相就转变为α（Al），不利于β铁相的形核，从而抑制了β铁相的出现。同时发现随熔体过热度的增加，铸件中富铁的晶间化合物变的越细，当浇注温度大于800℃时，合金中的片状β铁相就转变为α铁相，且这个过程不可逆转，即一旦熔体过热到足以产生α相的温度随后的处理和静置对铁相形态无影响，并且当铁量愈高时，用过热方法改变就越来越困难。在实际操作中由于过热后熔体吸气，氧化严重，所以一般很少采用。

b．快速冷却处理

快速冷却处理可减弱铁的有害作用，这是大家所共认的，国家专业标准中规定的砂型铸造的质量小于金属型也就是这个道理。快速冷却时合金液中形核核心多，界面推进速度快，形成的有害铁相在同等条件下要短、要细，甚至看不到针状相，同时合金中中和Fe相所需的Mn量也随凝固过程中冷速的变化而变化，冷却速度对Fe相形态也有很大影响。当冷速＜0．1℃／s时，有助于β铁相的形成，当冷速＞10℃／s时，会抑制β铁的产生。

3　讨论

（1）合金中Fe含量是否应符合国标？

在合金化处理方法和提高冷却速度条件下，我们可以减少甚至消除针状铁相的危害作用，使其组织性能达到国标规定的要求，此时合金中铁含量已超标，甚至严重超标，那么此时应以成分为主呢，还是以性能为主？我们主张Fe的有害作用消除了，其含量或者说铁含量当量（即此时的铁含量以平常的国标相当的量）应仅作参考，主要以组织性能为依据，成分不应具有否决权，与国外铸造发达国家相比，我国国标规定的Fe含量明显严于国外，因此我们希望我国专业行业标准能出现相应的标准。

（2）减少铁的有害作用在生产中如何操作？

在生产实际中过热处理，由于会带来元素的严重烧损，吸气严重，所以不太采用，而离心浇注需要离心机等设备，对专业合金生产厂犹可，而一般厂家也无法为了它而上设备。最实用且可行的就是合金化变质处理和提高冷却速度，变质处理中应提倡使用具有复合作用效果的加入量可小，一种元素多种功能的元素或几种元素复合剂，同时提倡机械与变质方法复合处理。

有 铬加入钢中能显著提高钢的抗氧化作用,增加钢的抗腐蚀能力,并能提高钢的强度和耐磨性.缺点：①铬是显著提高钢的脆性转变温度②铬能促进钢的回火脆性 铝(Al)：铝是钢中常用的脱氧剂.钢中加入少量的铝,可细化晶粒,提高冲击韧性,如作深冲薄板的08Al钢.铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能,铝与铬、硅合用,可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力.铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能. （1）用作炼钢时的脱氧定氮剂,细化晶粒,抑制低碳钢的时效,改善钢在低温时的韧性,特别是降低了钢的脆性转变温度； （2）提高钢的抗氧化性能.曾对铁铝合金的抗氧化性进行了较多的研究；4％AI即可改变氧化皮的结构,加入6％A1可使钢在980C以下具有抗氧化性.当铝和铬配合并用时,其抗氧化性能有更大的提高.例如,含铁50％一55％、铬30％一35％、铝10％一15％的合金,在1400C高温时,仍具有相当好的抗氧化性.由于铝的这一作用,近年来,常把铝作为合金元素加入耐热钢中. （3）此外,铝还能提高对硫化氢和V2O5,的抗腐蚀性. 缺点：①脱氧时如用铝量过多,将促进钢的石墨化倾向.②当含铝较高时．其高温强度和韧性较低.

需要分步进行：

1，取少量样品，加入足量氢氧化钠溶液，若有气泡产生，则证明有铝存在。

2，将反应后的溶液过滤，向滤渣中加入盐酸使其溶解。

3，再向溶液中加入氯水、硫氰化钾溶液之后变红色——即可证明有铁存在。

原理：

常见金属中只有铝能与碱反应放出氢气，所以使用碱可以证明铝是否存在。

铁离子遇硫氰根会变成红色溶液，这是铁离子的特性，所以如果溶液变红，可以证明铁的存在。

铁铝合金不锈钢，铝合金比较轻。铁的主要成分是铁元素，铁的硬度相对较高，铁是一种有色金属，具有金属光泽有延展性，是导电导热的良好金属材料，是一种纯净物，只含有铁的成分，铁是纯净物。铁的物理性质为固体，密度为7.8g/cm3。

1、铝合金则是以铝为主加入一定比例的其它元素（可能是金属材料也有可能是非金属）而形成的合金材料，合金材料的优点很多，应用极为广泛，铝合金是一种混合物。铝合金的密度为2.63～2.85g/cm，有较高的强度(σb为110～650MPa)

2、不锈钢根据GB/T20878-2007中定义是以不锈、耐蚀性为主要特性，且铬含量至少为10.5%，碳含量最大不超过1.2%的钢。是不锈耐酸钢的简称，耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢。将耐化学腐蚀介质（酸、碱、盐等化学浸蚀）腐蚀的钢种称为耐酸钢。304、202、201不锈钢的密度：7.93Kg/立方分米。不锈钢1平方米2mm厚的重量：1*1*2*7.93＝15.86Kg。

（1）铁合金：主要包括钢和生铁，它们的区别是含碳量不同，生铁含碳量高，钢的含碳量为低．钢比生铁具有更多的优良性能，易于加工，用途更为广泛．故填：钢；生铁；含碳量不同；高；低．

（2）铝合金：铝中加入镁、铜、锌等金属形成合金．故填：镁、铜、锌．

（3）铜合金：黄铜：铜、锌的合金；青铜：铜、锡的合金；白铜：铜、镍的合金．故填：铜、锌；铜、锡；铜、镍．

（4）钛和钛合金：性质：优异的耐腐蚀性，对海水、空气和若干腐蚀介质都稳定，可塑性好，强度大，密度小，又称亲生物金属．故填：耐腐蚀；大；小．

6030是铝合金材料的牌号X6030，

含铁量是小于等于0.7%，

铝含量是94.8～98.5%，

铬含量是0.04～0.35%，

铜含量是0.15～0.40%，

铟含量是0.05～0.50%，

镁含量是0.80～1.2%，

锰含量是小于等于0.15%，

硅含量是0.40～0.80%，

锡含量是0.05～0.50%，

钛含量小于等于0.15%，

锌含量小于等于0.25%，

其他含量小于等于0.15%。

铝合金是一种统称，它包括变形铝合金和铸造铝合金两大类；

变形铝合金根据性能和用途又分为：超硬铝合金、硬铝合金、防锈铝合金、锻铝合金和特殊铝合金五种。

所有铝合金都是以铝为基础，熔炼时根据不同需要，适当加入铜、镁、硅、锰中的一种或几种形成铝合金。

一般情况下，铸造铝合金中其他合金元素的含量比变形铝合金高。