铝的铸造常识 有哪些

铝合金扁锭铸造表面裂纹是一个比较普遍缺陷问题。铝合金半连续铸造过程中出现的表面裂纹问题应该考虑诸多因素:

1、结晶器锥度

2、铸造温度

3、铸造过程夹渣

4、熔体过热

5、铸造速度过快

6、冷却系统

7、合金化学成分

8、操作技能

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。

1、水平连续铸造正在世界范围内的铝合金生产中引起越来越多的重视，与立式半连续铸造相比水平连续铸造有诸如投资小、工艺灵活、能连续生产等优势。

2、水平连续设备不需要高位厂房和深井，机械化程度高，操作方便。可铸造不同规格的铸件，且可将铸件铸得很长。对于配置同步锯的水平铸造机，可实现边锯切，边生产。

3、可将结晶器安装在保温炉下，金属液在浇注过程中不接触空气，被污染的可能小，可保证铸坯质量。在冷却强度和出坯速度配合恰当的情况下，可得到良好的表面质量和无偏析的内部组织。

最后的各种性能都不同

铸造是在事先做好的型腔内浇入熔化的金属液体，待凝固后形成要求形状的工艺；而锻造是把烧红的加热到一定状态

（还未融化）的块状金属放入型腔内，并给其一定的压力后得到要求产品形状的工艺

楼上所讲的锻造方法属于模锻。

铸造分为：压力铸造、熔模制造、金属型铸造、低压铸造、陶瓷型铸造、离心铸造、实型铸造、

磁型铸造、连续铸造、真空铸造、挤压铸造、石墨型铸造。

锻造分为：自由锻、胎模锻、模锻、精密锻、挤压、镦锻、轧锻。

铸造和锻造所用的原材料有所不同。对于脆性材料不能采用锻造，锻造只能采用塑性材料。

铸造的原材料有：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、碳钢、合金钢、各种青铜、铝合金、不锈钢等等。

锻造的原材料有：中低碳钢、合金钢、铜及铜合金、铝合金、镁合金、钛合金、不锈钢等等。

        铝型材表面裂纹产生原因:(一):铝型材挤压系数过大,挤压温度过高(棒,筒,模三温),挤压速度过快。(二):挤压力不稳,忽高忽低,或多档调速之间速差明显,换档时速度转换突快。(三):铝合金型材挤出时头端上压(冲压)过快,尾端跑速或未减速,死区铝大量的渗入。(四):棒的质量较差,棒内过烧,大晶粒,疏松。压余(V3铝)过薄。(五):挤压模具流速比严重失调设计制造不合理。

        铝型材表面裂纹相关措施:(一):挤压系数过大的型材可以放在小机台生产,采用合适的挤压比另外挤压三温要严格按生产工艺要求控制,要采用合适的挤压速度。(二):操作工精神集中,调速平稳,压力不能或高或低,换档时手动操作配合。(三):铝型材停机印前端和后端是死区或V3体积(铝棒表层)铝,杂质多,质量差,粘性不足,故型材头尾端挤压速度要放慢。(四):铝棒表面要细腻干净无油污,内部组织要达标。压余正常留(棒长的5%)(五):挤压模具设计者要设计制造流速均匀的合格模具。

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答：压铸铝件裂产生的原因：(1)合金中铁含量过高或硅含量过低；(2)合金中有害杂质的含量过高，降低了合金的的可塑性；(3)铝硅合金：铝硅铜合金含锌或含铜量过高，铝镁合金中含镁量过多(4)模具，特别是型芯温度太低；(5)铸件壁厚有剧烈变化之处；(6)...

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答：硬质氧化通常膜层比较厚，氧化的温度也比较低，造成膜层和基材的应力较大形成裂纹，这种裂纹的减少可以通过更换合适的材料，降低膜层来改善。

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答：你所讲的铝合金应该是阳极后的铝合金吧！裂纹也称“龟裂” 一般来讲，阳极后的铝合金表面有一层氧化皮膜，产生裂纹的原因主要有两个： 1.受外力影响，发生变形等导致膜层破裂； 2.阳极膜厚过高，经过高温后因热涨冷缩导致裂纹，冷却后无法恢复。 ...

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答：1、表面质量：铝型材表面除了应清洁,不允许有裂纹、起皮、腐蚀和气泡等缺陷存在外，还不允许有腐蚀斑、电灼伤、黑斑、氧化膜脱落等缺陷。

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答：划伤，石墨印，粗糙，气泡，夹杂，裂纹 垫导路会产生石墨印 粗糙和磨具及挤压工艺有关 挤压筒排气不好会有气泡，铸锭有夹杂，裂纹挤压工艺有关，基本都是肉眼加经验

问 铸造铝合金锭表面收缩裂纹原因

答：铝合金扁锭铸造表面裂纹是一个比较普遍缺陷问题。铝合金半连续铸造过程中出现的表面裂纹问题应该考虑诸多因素: 1、结晶器锥度2、铸造温度3、铸造过程夹渣4、熔体过热5、铸造速度过快6、冷却系统7、合金化学成分8、操作技能

问 铝合金硬质氧化后为什么有裂纹

答：硬质氧化是在低温下得到的，生成的膜层较厚，一般有40-60um,在氧化过程中，有大量的热量产生和气体放出，氧化膜内部生成大量的应力，氧化膜体积膨胀，应力释放，从而表面形成裂纹，越厚的膜层越容易出现这种现象，一般不视为一种不良现象。