铝合金铸造工艺怎么样

铸造：就是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件(零件或毛坯)的工艺过程。现代机械制造工业的基础工艺。

锻造：是利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。

具有强度高而密度又小,机械性能好,韧性和抗蚀性能很好.另外:硅合金的工艺性能差,切削加工困难. 在热加工中,非常容易吸收氢氧氮碳等杂质.还有抗磨性差,生产工艺复杂. 其主要成份是硅,但镁的含量也很多。

灰铸铁的硬度常为需方所重视，在GB9439－88附录中，根据灰铸铁的布氏硬度将灰铸铁硬度分为6种。硬度和抗拉强度之间，存在一定的对应关系，其经验公式为：

当 时：HB＝RH（100＋0.438 b）

当 ：HB＝RH（44＋0.724 ）

式中，RH称为相对硬度，其数值由原材料、熔化工艺、处理工艺及铸件的冷却速度等因素确定。在某一个铸造车间内，对于同样牌号、壁厚和质量相近的灰铸铁件，上述因素大致保持一定，因此对某一个铸造车间而言，就给出了硬度和相应的抗拉强度。

灰铸铁相对硬度值（RH）的变化范围为0.8~1.20。灰铸铁硬度与抗拉强度之间的关系图见《机械设计手册》第一册第3－29。见下表

RH

0.8

0.9

1.0

1.1

1.2

GB9439-88

HB

HB

HB

HB

HB

HB

100

93

105

116

128

140

150*

122

135

151

165

180

163~220

200

150

169

188

206

225

170~241

250*

166

188

210

230

250

170~241

300

185

208

231

255

278

350*

203

226

252

278

303

一般可以认为，灰铸铁的下列性能随着牌号HT100到HT350的增加而增长：

1)各种强度，包括高温强度；

2)得到低的机加工粗糙度的能力；

3)弹性模量；

4)耐磨性；

而下列性能随抗拉强度的增高而下降。

1)机加工性；

2)抗热冲击；

3)减震性；

4)铸造薄壁件的能力。

性能和应用：

具有一定的抗拉强度，良好的抗压强度（抗压强度是抗拉强度的3－4倍），优异的减震性，良好的耐磨性，容易进行机加工，比一般金属的壁厚敏感大，高温长大，低冲击性能，高导热率，优良的铸造工艺性能（灰铸铁收缩率一般为0.5-1.05％，而碳素铸钢的自由线收缩率是灰铸铁的二倍，大体是2.0％左右。）较好的耐蚀（石墨粗大的灰铸铁，耐稀酸性能好，当元素含量在普通范围内，其耐腐蚀性变化不大，但对常温的碱溶液，熔融苛性钠（650℃），水解后呈碱性的盐类、有机物和原油、二硫化碳及水管中的水具有较好的耐蚀性。在灰铸铁中加入0.4-1.0%的铜，可增加对海水，污水、大气的耐腐蚀性。）

国外相近牌号对照，见下表：

国名及 标准

牌号

英国

BS1452－77

美国

ASTM448－76

联邦德国

DIN1691

苏联

ГOCT1412－79

法国

NFA32－101

日本

JISG5501－1956

HT150

150号

25B

GG－15

Sc15

Ft15D

FC15

HT200

220号

30B

GG－20

Sc20

Ft20D

FC20

HT250

260号

40B

GG－25

Sc25

Ft25D

FC25

1、HT150常用于制造承受中等应力的零件，如支柱、底座、齿轮箱、端盖、阀体、管路、手轮等。对浓硫酸具有良好的抗腐蚀能力。在水泵行业中，用于制造各类中小型清水泵的泵体、叶轮、轴套、密封环、填料环等，各类杂质泵的底座、轴承端盖、填料箱、密封环、轴承体等。

2、HT200常用于制造承受较大应力和较重要的零件。如气缸、飞轮、轴承座、液压泵和阀体等。通常用来铸造泵体，轴承座，底座和叶轮及多种小型泵铸件，且用于许多须耐腐蚀的零件，特别是耐浓硫酸腐蚀的零件。（其对浓硫酸的耐腐蚀能力，与HT150相同）。

3、HT250常用于制造承受较大应力和较重要的零件，如气缸、机座、飞轮、联轴器、齿轮箱、轴承座及液压泵和阀的壳体。在泵行业中，通常用来制造各类中、小型清水泵的零件，如泵体、叶轮、轴套、密封环、填料环等。对浓硫酸具有良好的抗腐蚀能力。

（二）球墨铸铁：球墨铸铁除具有普通铸铁的特点外，还具有以下的一些特点：较好的耐热性能，一定的耐腐蚀性能，较高的高温机械强度和塑性，良好的能量多次冲击抗力。抗拉强度和延伸率两个指标作为验收球墨铸铁的依据。

国外相近牌号对照，见下表：

国名及

标准

牌号

英国

BS2789－85

苏联

ГOCT7293－85

日本

JISG5502－82

国际标准

ISO1083－87

美国

ASTMA536－77

备注

布氏硬度HB

QT400－18

400/18

BЧ40

FCD37

400-18

130～180

QT450－10

450/10

BЧ45

FCD45

450-10

160～210

QT500－7

500/7

BЧ50

FCD50

500-7

80－55－06

170～230

QT600－3

600/3

BЧ60

FCD60

600-3

80－60－3

190～270

1、QT400－18是铁素体球墨铸铁，该材料的强度，延伸率和冲击值都高于可锻铸铁，具有较高的承受常温一次大能量冲击载荷的能力。其常温和低温的小能量多冲击抗力皆优于可锻铸铁。另外，它还具有一定的耐腐蚀性能（耐腐蚀性能优于灰铸铁）。可用于制造轴流泵或旋涡泵的转轮，井用潜水泵的进水节等。

2、QT450－10是铁素体球墨铸铁，有近似于低碳钢的性能，即有较高的韧性、塑性；在低温下有较低的韧性－脆性转变温度和较高的冲击值。这种球墨铸铁还具有一定的耐热性能和耐腐蚀性能。主要应用于制造要求较高韧性、塑性及低温工作要求具有一定冲击值的零件。在泵行业中，用于制造多级离心泵的联轴器、泵座的进口法兰，轴流式旋涡泵的转轮，井用潜水泵的进水节等。

3、QT500－7是铁素体珠光体混合基体的球墨铸铁，具有优良的综合机械性能，适于制造承受一般动载荷及静载荷零件。水泵行业广泛用于制造多种离心式杂质泵的泵体、泵盖、托架、轴承体、卡箍、迷宫套及各种胶泵的骨架零件和船用电动往复泵的连杆等。耐磨性一般比灰铸铁好，它的硬度一般比可锻铸铁高，因此耐磨性也比可锻铸铁好。耐腐蚀性能高于普通珠光体灰铸铁，但远远低于铁素体球墨铸铁

4、QT600－3是珠光体＋少量铁素体基体的球墨铸铁。该材料具有较高的强度、硬度、耐磨性和一定的塑性和韧性，屈强比高于45号钢，一般用于要求较高强度、耐磨性的动载零件。耐腐蚀性能远低于铁素体球墨铸铁。水泵行业中用来制造船用电动往复泵的曲轴、连杆，计量泵的连杆、弓形架，大、中型矿潜泵的壳体，高压泵的曲轴等。

（三）可锻铸铁：可锻铸铁也称玛钢。由于含碳量比铸钢高，所以具有比铸钢好的铸造性能，进行热处理后，强韧性能近似于相应的铸钢。可锻铸铁具有以下的优点：

*具有较高的强度，σb300～375MPa；

*具有较高的塑性，延伸率为6～12％；

*具有较高的韧性，无缺口试样的冲击韧性可达100～137KJ/m3

*具有极好的耐热性能；

*具有极好的耐大气腐蚀性能；

*具有极好的减震性能；

*比球墨铸铁质量稳定；

*易组织流水线生产；

*具有良好的加工切削性能。

可锻铸铁的生产周期较长。其生产分为二个阶段。第一阶段，用一定成分的铁水浇铸出白口铁坯件；第一阶段，通过石墨退火或脱碳退火获得成品可锻铸铁件。可锻铸铁分为黑心可锻铸铁和白心可锻铸铁。我国生产的可锻铸铁，90％以上都是黑心铁素体可锻铸铁。它们大多应用于制造受冲击和振动的零件，例如汽车、拖拉机、铁路建筑、农机铸件、水暖管件、电力线路金具等。黑心可锻铸铁有KTH300－06（泵行业通常用于泵的配管的接头等），KTH330－08（泵行业通常用于制造泵的进口法兰等），KTH300－10（泵行业通常用于制造泵的进口法兰等），KTH300－12。其中KTH330－08和KTH300－12为推荐牌号。

与国外相近牌号对照：

国内牌号

国家及

标准代号

KTH300－06

KTH330－08

KTH350－10

英国（BS6681－86）

B30－06

B32－10

B35－12

瑞典（MNC707E－77）

SISO814－00

西班牙（UNE36114－63）

C型

苏联（ΓOCT1215－79）

КЧ30－6

КЧ33－8

КЧ35－10

日本（JISG5702－78）

FCMB28

FCMB32

FCMB28（35）

ISO（ISO5922－81）

B30－06

B32－12

B30－06

西德（DIN1692－82）

GTS35－10

法国（NFA32－702－82）

MN350－10

抗拉强度σb（Mpa）

300

330

350

延伸率δ（%）

6

8

10

布氏硬度HB

≤150

≤150

≤150

(四) 耐蚀铸铁

1、STNiCr是低镍铬抗碱铸铁，其特点是：机械性能比普通铸铁有所提高；耐腐蚀性能，尤其是抗碱性大幅度提高；具有较好的耐热性能；同普通铸铁一样，具有良好的铸造性能。

泵生产中应用情况 应用含有NaOH、Na2CO3、KOH等碱性介质的化工用泵的过流部件。如泵体、泵盖、叶轮、吸入管、吐出管等。阳泉水泵厂将该铸铁应用于氧化铝厂抽取NaOH溶液的LKG型化工泵。

2、STA15是含4～6％的抗碱铸铁。具有以下优良性能：在氨碱母液中具有良好的耐腐蚀性能；具有优良的抗硫腐蚀性能；具有较好的耐热性能；硬度和耐腐蚀性高于无铝的灰铸铁；具有非常的减振能力。具有以下缺点：铸造性能较差，容易出现夹渣、裂纹、缩松、成分偏析等铸造缺陷；需经时效处理，有时需经高温退火处理，其耐腐蚀性能才会更好。

应用概况 过去铝铸铁一直用作耐热材料，近年来已应用于化学工业，作为制造碳酸钠、氯化铵、碳酸氢铵等设备上的耐蚀材料。在泵行业中主要用作碱泵所需的耐腐蚀材料。例如阳泉水泵厂生产的W旋涡泵，用于小化肥行业抽吸氨母液。

3、ATNi15Cu6Cr2是片状石墨奥氏体铸铁。

与国外相近牌号对照：

国家

标准

牌号

西德

DIN1692－81

GGL－NiCuCr 1562

法国

NFA32－301－72

L-NUC1562

英国

BS3468－86

F1

美国

ASTMA436－78

I型

ISO

ISO2892－73

L－NiCuCr 1562

（五）高硅耐蚀铸铁：GB8491-87中规定了五种牌号的高硅耐蚀铸铁，它们是STSi11Cu2CrR、STSi15Mo3R、STSi15Cr4R、STSi15R、STSi17R，生产中还有STSi14.5Cu6和STSi13Cu5等非国标牌号。

相近牌号：Si14（英国BS1591－75）；牌号1（美国ANSI/ASTMA518-80）。

性能、适用条件及应用举例见下表：

牌号

性能和适用条件

应用举例

STSi11Cu2CrR

具有较好的机械性能，可用一般的机械加工方法进行生产。在浓度大于或等于10％的硫酸、浓度小于或等于46％的硝酸或由上述两种介质组成的混合酸，浓度大于或等于70％的硫酸加氯、苯、苯磺酸等介质中具有较稳定的耐蚀性能，但不能承受急剧的交变载荷、冲击载荷和温度突变。

卧式离心机、潜水泵、阀门、旋塞、塔罐、冷却排水管、弯头等化工设备和零部件。

STSi15R

STSi17R

在氧化性酸（例如：各种温度和浓度的硝酸、络酸等）、各种有机酸和一系列盐溶液介质中都具有良好的耐蚀性，但在卤素的酸、盐溶液（如氢氟酸和氟化物等）和强碱溶液中不耐蚀，不允许有急剧的交变载荷、冲击载荷和温度突变。

各种离心泵、阀类、旋塞、塔罐、管路配件、低压容器及各种非标准零部件。

STSi15Mo3R

在各种温度和浓度的硫酸、硝酸、盐酸中，在碱水溶液和盐水溶液中，当同一铸件上各部件的温差不大于30℃时，在没有动载荷、交变载荷、冲击载荷和脉冲载荷上，具有特别高的耐蚀性能。

同上

STSi15Cr4R

具有优良的耐电化学腐蚀性能，并有改善抗氧化性条件的耐蚀性能。高硅铬铸铁中的铬可提高其钝化性和点蚀击穿电位。但不允许有急剧的交变载荷、冲击载荷和温度突变。

在外加电流的阴极保护系统中，大量用作辅助阳极铸件。

STSi14.5Cu6

STSi13Cu5

增加铜，既改善对热硫酸的耐腐蚀性，又改善力学性能，使材质的强度升高，硬度下降，冲击韧性加工性能均有所改善。

多级泵叶轮，导叶，承盖单级泵泵壳，叶轮后盖。

（六）抗磨白口铸铁：主要有四类：低合金白口铸铁、镍硬白口铸铁、高络白口铸铁和中锰抗磨球墨铸铁。

低合金白口铸铁主要有KmTBMn2W2、KmTBCrMn2、KmTBCr1、KmTBCr2Ni、KmTBMn3Cr2MoCu等；

镍硬白口铸铁主要有KmTBNi4Cr2-GT（镍硬I型）、KmTBCr9Ni5Si2（镍硬IV型）；

高络白口铸铁主要有KmTBCr15Mo2-GT、KmTBCr20Mo2和KmTBCr26等；

中锰抗磨球墨铸铁主要有MQTMn6Mo。

1、KmTBCr1抗磨性能较低，用于要求抗磨性不高的设备上（阳泉水泵厂采用该材料制造排渣泵的管道）。相近牌号美国艾伦公司ASH64。硬度HB280－340，抗拉强度150－180Ma, 抗弯强度320－360Ma。成形性能次于灰铸铁，焊接性能较灰铸铁差，切削加工性能比灰铸铁差，但优于其它抗磨白口铸铁。

2、KmTBCr2Ni 抗磨性能较高、耐热性较好，适用于要求抗磨性不高的泵件和简单耐热铸铁件。相近牌号美国艾伦公司ASH65。硬度HB400－500，铸造性能较好，仅次于普通灰口铸铁，焊接性能比灰口铸铁差，切削加工性能比灰铸铁差，但比镍硬类白口铸铁易于加工。

3、KmTBMn2W2是石家庄水泵厂和沈阳铸造研究所于1973年共同研制而成。石家庄水泵厂采用该材料大批量地生产各种PN型、PS型的护套、叶轮、护板等过流部件。化学成分：2.5-3.0%C、0.5-1.5%Si、1.3-1.6%Mn、1.2-2.0%W、<=0.10%S、<=0.10%P。硬度HRC>=38，抗弯强度450MPa。

铸造性能：流动性差，线收缩大（2％左右），容易出现气孔、缩孔、裂纹等缺陷。

焊接性能差。

切削和磨削性能：尚可进行加工。

4、KmTBMn3Cr2MoCu主要应用于泥浆泵的过流部件，如泵体、泵盖、叶轮等。

硬度：铸态HRC28－35，热处理态HRC>=50。

抗弯强度：铸态>=500Mpa，热处理态>=600Ma。

铸造性能优于一般低合金白口铸铁。

切削和磨削性能：通常在铸态加工后进行淬火热处理，热处理后磨削加工成成品。

5、KmTBMn5W3是石家庄水泵厂和沈阳铸造研究所等单位于1973年共同研制而成的。化学成分：3.0-3.5%C、0.8-1.3%Si、4.0-6.0%Mn、2.5-3.5%W、<=0.10%S、<=0.15%P。硬度HRC55-65，抗弯强度450-570MPa。

铸造性能：流动性差，线收缩大（1.98-2.2％），容易出现气孔、缩孔、缩松、裂纹等缺陷。

焊接性能很差，一般不进行焊接。

切削加工性能：可进行切削加工。

6、KmTBCr5Mn2是自贡工业泵总厂于1982年自行研制，自己使用的杂质泵抗磨材料之一。分高碳（GT）和低碳（DT）两种。化学成分：2.6-3.2%C、4.5-6.5%Cr、1.5-2.5%Mn、1.2-1.5%Mo、1.2-2.0%Cu。

硬度：KmTBCr5Mn2－GT，HRC52－60； KmTBCr5Mn2－DT，48－56。

铸造性能：流动性差，线收缩大，容易出现气孔、缩孔、缩松、裂纹等缺陷。

主要用于制造中、小型杂质泵叶轮、泵体、护套、护板等易损过流部件。其使用寿命如下

输送电厂煤灰：2500－5500h；输送河沙：2500－5000h；选煤厂>3500h；输送水泥：2500－4500h；铝厂铝浆液>2000h。

7、KmTBNi4Cr2-GT该合金成分中含较多的镍，成本较高。

相近牌号：西德（DIN1695-81）G-X330N；Cr42。英国（BS4844/2-72）2号B。瑞典（MNC708E-71）SIS0513-00美国（ASTM4532-80）IANiCr-HC。

在国外已被广泛地应用于制造杂质泵的叶轮，护套，护板矿山破损机的板锤、球磨机的衬板、磨球、抛丸机的叶片，衬板等。热处理后的硬度HRC>=55。

耐磨性能：比低合金白口铸铁的耐磨性好，但比高络白口铸铁的差。

铸造性能：流动性差，线收缩大（2％左右），容易出现缩松、缩孔、热裂等缺陷。

焊接性能很差，一般不进行焊接。需要焊接时，需用特制焊条采用特殊的焊接工艺。

切削和磨削性能：可用YH2硬质合金刀具进行切削加工。

8、KmTBCr9Ni5Si2与KmTBNi4Cr2-GT相比，具有更高的抗磨性能。

相近牌号：西德（DIN1695-81）G-X300CrNiSi952。英国（BS4844/2-72）2号C、D、E。瑞典（MNC708E-71）SIS0457-00。美国（ASTM4532-80）IANi-HiCr。

硬度：砂型铸造铸态硬度最低值为HB550，淬火后，最高值为HB600。

耐磨性能：优于KmTBCr26，但不如KmTBCr15Mo3。

铸造性能：流动性差，线收缩大（2％左右），容易出现缩松、缩孔、热裂等缺陷。

焊接性能很差，一般不进行焊接。比KmTBNi4Cr2-GT铸铁稍难加工。

9、KmTBCr15Mo2－DT（GT），其成分特点是中碳，高络低钼。Ⅲ

相近牌号：西德（DIN1695-81）G-X300CrMo153。英国（BS4844/3-86）3A（低碳2.4-3.0%）、3B（高碳3.0-3.6%）。美国（ASTM4532-80）ⅢC15％Cr-Mo-HC。硬度参见下表：

材料牌号

硬度 HRC

铸态

淬火态

软化退火态

KmTBCr15Mo2－DT

40－56

>=58

<=40

KmTBCr15Mo2－GT

50－58

>=58

<=40

热处理制度：该材料在铸态或硬化态下加工很困难，所以一般需经高温软化退火，进行粗切削加工，然后再经硬化热处理，硬化后再精加工至成品。

成形性能：线收缩约2％，体收缩率约为3.98％。铸件容易出现缩孔、裂纹等缺陷。

焊接性能很差，一般不进行焊接。但对铸件的局部缺陷必要时可用高络铸铁焊条补焊。

切削和磨削性能：在软化退火后可进行切削加工，经淬火硬化后进行磨削加工。目前，国内外正在研究和推广陶瓷刀具进行车削。

10、KmTBCr26具有良好的综合性能－很高的抗磨损性能，较好的韧性，以及可通过退火使之易于加工等。主要用于要求很高的耐磨性，较高的抗腐蚀性和抗高温氧化性的零件。如渣浆泵、破碎机、球磨机、抛丸机等易损件。

相近牌号：西德（DIN1695-81）G-X260Cr27。英国（BS4844-86）3D（低碳）、3E（高碳）。美国（ASTM4532-80）ⅢA25％Cr。瑞典（MNC708E-71）SIS0466-00。硬度参见下表：

材料牌号

硬度 HRC

铸态

淬火态

软化退火态

KmTBCr26

50－58

>=55

<=40

成形性能：线收缩约2.1％，缩孔率为4.03％。容易出现缩孔、热裂等缺陷。

焊接性能很差，一般不进行焊接。

切削加工性能：一般退火后进行加工。使用硬质合金刀或陶瓷刀可直接对铸态或淬火态工件进行切削加工。

11、KmTBCr18分高碳型GT（2.8-3.2%C）和低碳型DT(2.0-2.6%C)。高碳型主要用于中性或碱性浆体的冲蚀磨损；低碳型主要用于PH>=3的偏酸性浆体的冲蚀磨损。

相近牌号：法国标准号2410Cr18, 德国标准号X410Cr18。

硬度：高碳型，铸态HRC＝50－54，淬火态HRC58－62；低碳型，铸态H

本文来自: 泵阀技术论坛 详细文章参考：http://www.pumpvip.com/viewthread.php?tid=2631

硅镁铝合金具有强度高而密度又小,机械性能好,韧性和抗蚀性能很好。在热加工中,非常容易吸收氢氧氮碳等杂质。还有抗磨性差,生产工艺复杂。 其主要成份是硅,但镁的含量也很多。

铝合金铸造的种类如下：

由于铝合金各组元不同，从而表现出合金的物理、化学性能均有所不同，结晶过程也不尽相同。故必须针对铝合金特性，合理选择铸造方法，才能防止或在许可范围内减少铸造缺陷的产生，从而优化铸件。

1、铝合金铸造工艺性能

铝合金铸造工艺性能，通常理解为在充满铸型、结晶和冷却过程中表现最为突出的那些性能的综合。流动性、收缩性、气密性、铸造应力、吸气性。铝合金这些特性取决于合金的成分，但也与铸造因素、合金加热温度、铸型的复杂程度、浇冒口系统、浇口形状等有关。

(1) 流动性

流动性是指合金液体充填铸型的能力。流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件。在铝合金中共晶合金的流动性最好。

影响流动性的因素很多，主要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒，但外在的根本因素为浇注温度及浇注压力（俗称浇注压头）的高低。

(2) 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。

(3) 热裂性

铝铸件热裂纹的产生，主要是由于铸件收缩应力超过了金属晶粒间的结合力，大多沿晶界产生从裂纹断口观察可见裂纹处金属往往被氧化，失去金属光泽。裂纹沿晶界延伸，形状呈锯齿形，表面较宽，内部较窄，有的则穿透整个铸件的端面。

不同铝合金铸件产生裂纹的倾向也不同，这是因为铸铝合金凝固过程中开始形成完整的结晶框架的温度与凝固温度之差越大，合金收缩率就越大，产生热裂纹倾向也越大，即使同一种合金也因铸型的阻力、铸件的结构、浇注工艺等因素产生热裂纹倾向也不同。生产中常采用退让性铸型，或改进铸铝合金的浇注系统等措施，使铝铸件避免产生裂纹。通常采用热裂环法检测铝铸件热裂纹。

(4) 气密性

铸铝合金气密性是指腔体型铝铸件在高压气体或液体的作用下不渗漏程度，气密性实际上表征了铸件内部组织致密与纯净的程度。

铸铝合金的气密性与合金的性质有关，合金凝固范围越小，产生疏松倾向也越小，同时产生析出性气孔越小，则合金的气密性就越高。同一种铸铝合金的气密性好坏，还与铸造工艺有关，如降低铸铝合金浇注温度、放置冷铁以加快冷却速度以及在压力下凝固结晶等，均可使铝铸件的气密性提高。也可用浸渗法堵塞泄露空隙来提高铸件的气密性。

(5) 铸造应力

铸造应力包括热应力、相变应力及收缩应力三种。各种应力产生的原因不尽相同。

①热应力

热应力是由于铸件不同的几何形状相交处断面厚薄不均，冷却不一致引起的。在薄壁处形成压应力，导致在铸件中残留应力。

②相变应力

相变应力是由于某些铸铝合金在凝固后冷却过程中产生相变，随之带来体积尺寸变化。主要是铝铸件壁厚不均，不同部位在不同时间内发生相变所致。

③收缩应力

铝铸件收缩时受到铸型、型芯的阻碍而产生拉应力所致。这种应力是暂时的，铝铸件开箱是会自动消失。但开箱时间不当，则常常会造成热裂纹，特别是金属型浇注的铝合金往往在这种应力作用下容易产生热裂纹。

铸铝合金件中的残留应力降低了合金的力学性能，影响铸件的加工精度。铝铸件中的残留应力可通过退火处理消除。合金因导热性好，冷却过程中无相变，只要铸件结构设计合理，铝铸件的残留应力一般较小。

(6) 吸气性

铝合金易吸收气体，是铸造铝合金的主要特性。液态铝及铝合金的组分与炉料、有机物燃烧产物及铸型等所含水分发生反应而产生的氢气被铝液体吸收所致。

铝合金熔液温度越高，吸收的氢也越多；在700℃时，每100g铝中氢的溶解度为0.5～0.9，温度升高到850℃时，氢的溶解度增加2～3倍。当含碱金属杂质时，氢在铝液中的溶解度显著增加。

铸铝合金除熔炼时吸气外，在浇入铸型时也会产生吸气，进入铸型内的液态金属随温度下降，气体的溶解度下降，析出多余的气体，有一部分逸不出的气体留在铸件内形成气孔，这就是通常称的“针孔”。气体有时会与缩孔结合在一起，铝液中析出的气体留在缩孔内。若气泡受热产生的压力很大，则气孔表面光滑，孔的周围有一圈光亮层；若气泡产生的压力小，则孔内表面多皱纹，看上去如“苍蝇脚”，仔细观察又具有缩孔的特征。

铸铝合金液中含氢量越高，铸件中产生的针孔也越多。铝铸件中针孔不仅降低了铸件的气密性、耐蚀性，还降低了合金的力学性能。要获得无气孔或少气孔的铝铸件，关键在于熔炼条件。若熔炼时添加覆盖剂保护，合金的吸气量大为减少。对铝熔液作精炼处理，可有效控制铝液中的含氢量。

二、砂型铸造

采用砂粒、粘土及其他辅助材料制成铸型的铸造方法称为砂型铸造。砂型的材料统称为造型材料。有色金属应用的砂型由砂子、粘土或其他粘结剂和水配制而成。

铝铸件成型过程是金属与铸型相互作用的过程。铝合金液注入铸型后将热量传递给铸型，砂模铸型受到液体金属的热作用、机械作用、化学作用。因此要获得优质的铸件除严格掌握熔炼工艺外，还必须正确设计型（芯）砂的配比、造型及浇注等工艺。

三、金属型铸造

1、简介及工艺流程

金属型铸造又称硬模铸造或永久型铸造，是将熔炼好的铝合金浇入金属型中获得铸件的方法，铝合金金属型铸造大多采用金属型芯，也可采用砂芯或壳芯等方法，与压力铸造相比，铝合金金属型使用寿命长。

2、铸造优点

(1) 优点

金属型冷却速度较快，铸件组织较致密，可进行热处理强化，力学性能比砂型铸造高15%左右。

金属型铸造，铸件质量稳定，表面粗糙度优于砂型铸造，废品率低。

劳动条件好，生产率高，工人易于掌握。

(2) 缺点

金属型导热系数大，充型能力差。

金属型本身无透气性。必须采取相应措施才能有效排气。

金属型无退让性，易在凝固时产生裂纹和变形。

3、金属型铸件常见缺陷及预防

(1) 针孔

预防产生针孔的措施：

严禁使用被污染的铸造铝合金材料、沾有有机化合物及被严重氧化腐蚀的材料。

控制熔炼工艺，加强除气精炼。

控制金属型涂料厚度，过厚易产生针孔。

模具温度不宜太高，对铸件厚壁部位采用激冷措施，如镶铜块或浇水等。

采用砂型时严格控制水分，尽量用干芯。

(2) 气孔

预防气孔产生的措施：

修改不合理的浇冒口系统，使液流平稳，避免气体卷入。

模具与型芯应预先预热，后上涂料，结束后必须要烘透方可使用。

设计模具与型芯应考虑足够的排气措施。

(3)氧化夹渣

预防氧化夹渣的措施：

严格控制熔炼工艺，快速熔炼，减少氧化，除渣彻底。Al－Mg合金必须在覆盖剂下熔炼。

熔炉、工具要清洁，不得有氧化物，并应预热，涂料涂后应烘干使用。

设计的浇注系统必须有稳流、缓冲、撇渣能力。

采用倾斜浇注系统，使液流稳定，不产生二次氧化。

选用的涂料粘附力要强，浇注过程中不产生剥落而进入铸件中形成夹渣。

(4) 热裂

预防产生热裂的措施：

实际浇注系统时应避免局部过热，减少内应力。

模具及型芯斜度必须保证在2°以上，浇冒口一经凝固即可抽芯开模，必要时可用砂芯代替金属型芯。

控制涂料厚度，使铸件各部分冷却速度一致。

根据铸件厚薄情况选择适当的模温。

细化合金组织，提高热裂能力。

改进铸件结构，消除尖角及壁厚突变，减少热裂倾向。

(5) 疏松

预防产生疏松的措施：

合理冒口设置，保证其凝固，且有补缩能力。

适当调低金属型模具工作温度。

控制涂层厚度，厚壁处减薄。

调整金属型各部位冷却速度，使铸件厚壁处有较大的激冷能力。

适当降低金属浇注温度。