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。
单纯谈铸造铝合金的收缩系数会有很大问题,应先清楚铝合金的收缩系数的影响因素是什么。
(1)合金状况。铸造铝合金有多种,不同的合金的收缩系数不同。
(2)工艺条件。比如有些合金可以同时做砂铸、压铸或者金属型铸造,这些不同工艺应对应不同的收缩系数或者至少有所区别。
(3)收缩时的状况。是否受阻、冷却速度大小等会影响合金的收缩系数。
这些数据在铸造手册中常会有,你可以尝试取得第一手资料。
所以,合金不干净,有水有油脂,精炼不好,就会造成合金含气过多,铸件出现气孔;
2、合金在料缸中卷起,使铸件有气孔;
3、合金在模具中紊流,无法排除模具中的空气,造成铸件气孔;
4、合金在模具上和脱模剂反应,产生气孔,不能完全排出模具,造成铸件气孔;
5、合金热节处收缩,产生收缩孔!
气孔:
从气孔的形成原因、形成过程气孔缺陷可分为五种:侵入气孔、裹携气孔、析
出气孔、内生式反应气孔、外生式反应气孔。在铝合金铸件中最长见的为前三种气孔缺陷。
裂纹:
热裂纹的产生主要有两方面的原因:铸件的凝固方式和凝固过程中的铸造应力。
铸件具有较宽的凝固温度范围,合金呈糊状或者体积凝固方式,Al—Cu系合金即属于这一类。
缩孔和缩松
缩孔孔壁表面粗糙,形状不规则,通常出现在铸件最后凝固的位置和热节处。Al—Si系合金,在铸件补缩不足的部位形成管状集中缩孔。Al—Cu系合金的凝固温度区间较宽,在铸件补缩不足的部位易形成枝杈状缩孔。缩松是在凝固后期,凝固区的液相被枝晶分割成一个个孤立的小熔池,小熔池在凝固时体积收缩无法得到补偿而形成的。结晶温度范围宽的合金最容易形成缩松。Al—Cu系、Al—Mg系为固溶体型合金,容易形成晶界缩松。Al-Si系合金为共晶型合金,容易形成集中缩松。
冷隔
冷隔呈现裂纹状缝隙,但缝隙带有圆角的棱边。冷隔缺陷大部分是由流头凝固阻塞形成的。冷隔缺陷的解决措施主要为提高金属液的充型能力,包括提高浇注温度,提高模具温度,改善排气,优化浇注系统设计等。
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
1、欠铸(浇不足、轮廓不清、边角残缺):
形成原因:
(1)铝液流动性不强,液中含气量高,氧化皮较多。
(2)浇铸系统不良原因。内浇口截面太小。
(3)排气条件不良原因。排气不畅,涂料过多,模温过高导致型腔内气压高使气体不易排出。
防止办法:
(1)提高铝液流动性,尤其是精炼和扒渣。适当提高浇温和模温。提高浇铸速度。改进铸件结构,调整厚度余量,设辅助筋通道等。
(2)增大内浇口截面积。
(3)改善排气条件,增设液流槽和排气线,深凹型腔处开设排气塞。使涂料薄而均匀,并待干燥后再合模。
2、裂纹:
特征:毛坯被破坏或断开,形成细长裂缝,呈不规则线状,有穿透和不穿透二种,在外力作用下呈发展趋势。冷、热裂的区别:冷裂缝处金属未被氧化,热裂缝处被氧化。
形成原因:
(1)铸件结构欠合理,收缩受阻铸造圆角太小。
(2)顶出装置发生偏斜,受力不匀。
(3)模温过低或过高,严重拉伤而开裂。
(4)合金中有害元素超标,伸长率下降。
防止方法:
(1)改进铸件结构,减小壁厚差,增大圆角和圆弧R,设置工艺筋使截面变化平缓。
(2)修正模具。
(3)调整模温到工作温度,去除倒斜度和不平整现象,避免拉裂。
(4)控制好铝涂成份,成其是有害元素成份。
3、冷隔:
特征:液流对接或搭接处有痕迹,其交接边缘圆滑,在外力作用下有继续发展趋势。
形成原因:
(1)液流流动性差。
(2)液流分股填充融合不良或流程太长。
(3)填充温充太低或排气不良。
(4)充型压力不足。
防止方法:
(1)适当提高铝液温度和模具温度,检查调整合金成份。
(2)使充填充分,合理布置溢流槽。
(3)提高浇铸速度,改善排气。
(4)增大充型压力。
4、凹陷:
特征:在平滑表面上出现的凹陷部分。
形成原因:
(1)铸件结构不合理,在局部厚实部位产生热节。
(2)合金收缩率大。
(3)浇口截面积太小。
(4)模温太高。
防止方法:
(1)改进铸件结构,壁厚尽量均匀,多用过渡性连接,厚实部位可用镶件消除热节。
(2)减小合金收缩率。
(3)适当增大内浇口截面面积。
(4)降低铝液温度和模具温度,采用温控和冷却装置,改善模具热平衡条件,改善模具排气条件,使用发气量少的涂料。
5、气泡
特征:铸件表皮下,聚集气体鼓胀所形成的泡。
形成原因:
(1)模具温度太高。
(2)充型速度太快,金属液流卷入气体。
(3)涂料发气量大,用量多,浇铸前未挥发完毕,气体被包在铸件表层。
(4)排气不畅。
(5)开模过早。
(6)铝液温度高。
防止方法:
(1)冷却模具至工作温度。
(2)降低充型速度,避免涡流包气。
(3)选用发气量小的涂料,用量薄而均匀,彻底挥发后合模。
(4)清理和增设排气槽。
(5)修正开模时间。
(6)修正熔炼工艺。
6、气孔(气、渣孔)
特征:卷入铸件内部的气体所形成的形状规则,表面较光滑的孔洞。
形成原因:
(1)铝液进入型腔产生正面撞击,产生漩涡。
(2)充型速度太快,产生湍流。
(3)排气不畅。
(4)模具型腔位置太深。
(5)涂料过多,填充前未挥发完毕。
(6)炉料不干净,精炼不良。
(7)模腔内有杂物,过滤网不符合要求或放置不当。
(8)机械加工余量大。
防止方法:
(1)选择有利于型腔内气体排除的导流形状,避免铝液先封闭分型面上的排溢系统。
(2)降低充型速度。
(3)在型腔最后填充部位开设溢流槽和排气道,并避免被金属液封闭。
(4)深腔处开设排气塞,采用镶拼形式增加排气。
(5)涂料用量薄而均匀。
(6)炉料必须处理干净、干燥,严格遵守熔炼工艺。
(7)用风枪清洁模腔,过滤网制作符合工艺要求并按规定摆放。
(8)在加汤前后扒干净机台保温炉内的渣。
(9)调整慢速充型和快速充型的转换点。
7、缩孔特征:铸件在冷凝过程中,由于内部补偿不足所造成的形状不规则,表面粗糙的孔洞。
形成原因:
(1)铝液浇铸温度高。
(2)铸件结构壁厚不均匀,产生热节。
(3)补缩压力低。
(4)内浇口较小。
(5)模具的局部温度偏高。
防止方法:
(1)遵守作业标准,降低浇铸温度。
(2)改进铸件结构,消除金属积聚部位,缓慢过渡。
(3)加大补缩压力。
(4)增加暗冒口,以利压力很好的传递。
(5)调整涂料厚度,控制模具的局部温度。
8、花纹
特征:铸件表面上呈现光滑条纹,肉眼可见,但用手感觉不出,颜色不同与基体金属纹路,用0#砂纸稍擦即可除去。
形成原因:
(1)充型速度太快。
(2)涂料用量太多。
(3)模具温度低。
防止方面:
(1)降低充型速度
(2)涂料用量薄而均匀。
(3)提高模具温度。
9、变形
特征:铸件几何形状与设计要求不符的整体变形。
形成原因:
(1)铸件结构设计不良,引起不均匀的收缩。
(2)开模过早,铸件刚性不够。
(3)铸造斜度小,脱模困难。
(4)取置铸件的操件不当。
(5)铸件冷却时急冷起引的变形。
防止方法:
(1)改进铸件结构,使壁厚均匀。
(2)确定最佳开模时间,增加铸件刚性。
(3)放大铸造斜度。
(4)取放铸件应小心,轻取轻放。
(5)放置在空气中缓慢冷却。
10、错位
特征:铸件一部分与另一部分在分型面错开,发生相对位移。
形成原因:
(1)模具镶块位移。
(2)模具导向件磨损。
(3)模具制造、装配精美度。
防止方法:
(1)调整镶块加以紧固。
(2)交换导向部件。
(3)进行修整,消除误差。
11、缩松
特征:在X-RAY的探射下,部位呈点状、曲线装、或块装的透明状。
主要表现为以下几个方面(附低压铸造轮毂冷却方向和轮毂各个部分说明):
铸件的凝固顺序:
A环--B环--(C环、D环)--辐条--斜坡--PCD--分流锥--汤口。A、B环缩松:
(1)适当加快充型速度。
(2)补喷保温涂料。
(3)涂料太厚或何温性能差,则擦干净涂料后再补喷。
(4)缩短铸造周期。
C环缩松:
(1)推迟或关掉轮网与辐条交接处风道。
(2)上模辐条补喷保温涂料,涂料太厚擦干净重喷。
(3)可适当加快充型速度。
辐条根部(辐条与轮网交接处)
(1)在上模对应处拉排气线。
(2)补喷上、下模辐条处的涂料。
(3)适当缩短或延迟上、下模斜坡、PCD处的冷却参数。
(4)对应处涂料太厚擦干净重喷,建议补喷39#涂料。
(5)适当缩短铸造周期。
斜坡缩松:
(1)推迟或关掉分流锥冷却参数。
(3)上、下模斜坡冷却时间延长,期待时间缩短。
(4)局部喷水冷却。
(5)涂料太厚擦干净重喷。
PCD缩松:
(1)适当延长保压时间及铸造周期。
(2)适当提前或延长PCD处的冷却参数。
(3)在上模PCD和下模PCD处采用处吹风或喷水处理。
解决压铸件及其它铸造件缩孔缩松问题的终极方法