表三 日本铝材料牌号及含量
表4 不同国家材料牌号含量差异
Al-Si合金
Si作为铝合金最主要的成分,主要改善流动性,增加Si的含量可提高耐磨性,硬度和强度,降低收缩率,但导电性也会降低。像ADC14含硅达到16%至18%可以做发动机缸体。
Al-Cu合金
Cu在铝合金中室温固溶度约0.2%,极限固溶度约为5.65%,可以通过固溶强化和时效强化提高合金的强度。有较高的热处理强化效果和较好的热稳定性,适合铸造高温下使用的零件,具有较高的机械性能,较好的切削性。但缺点是铸造性能较差,易产生裂纹,耐腐蚀性也不好。
Al-Mg合金
铝镁合金中镁大于5%,具有较好的抗拉强度和硬度,在海水等介质中抗腐蚀性好。
Al-Si-Mg合金
属于特殊的Al-Si合金,具备高流动性和较高强度,导电及导热性好。常用在铸造薄壁、耐腐蚀的复杂零件,其中重要元素Mg与Si结合成Mg2Si提高合金强度和硬度。
Al-Si-Cu合金
Al-Si和Al-Cu的折中合金,Cu与Al发生反应热处理后具有较高的合金强度,和力学性能耐高温性。
不同元素在铝合金中起到的作用
硅:可以改善流动性,随含量增加合金的抗拉强度和硬度提高,伸长率下降。
铜:增加合金的机械性能,切削性,提高耐温强度,降低合金的耐腐蚀性能。
镁:提高合金的强度和屈服极限,切削加工性,耐腐蚀性能,流动性降低。
锌:提高流动性,增加热脆性,降低耐腐蚀性,1%以下压铸较不易出现龟裂现象。
铁:增加合金强度、硬度。6%以下含量可以改善粘模。
镍:和铜一样,随着含量增加,硬度、抗拉强度也增加,耐腐蚀变差。
锰:减少铁的有害影响,可提高合金的高温强度。
钛:细化晶体组织,提高机械性能,降低合金裂倾向。
铝合金特点:
1.铝合金的密度较小,仅为铁、铜、锌的1/3左右。
2.具有良好的导电、导热性能。
3.抗氧化腐蚀性能好。在空气中,铝的表面容易生成一层致密的三氧化二硫氧化膜,能阻止进一步被氧化。
4.具有良好的压铸性能。铝合金压铸工艺简单,成形及切削加工性能良好,具有较高的力学性能及耐蚀性。
5.铝合金的高温力学性能很好,在低温下工作时同样保持良好的力学性能。
6.缺点是容易在最后凝固处产生大的集中缩孔,与铁有很强的亲和力,易粘模。
1.2 锌压铸材料
锌合金化学成分表
表5
锌合金牌号对照表
表6
我们重点了解下3#,5#锌合金。
3#和5#最大是Cu含量的差别,Cu能够细化晶粒,体现在材料上5#比3#有更高的抗拉强度和硬度,更高的抗蠕变性和耐环境温度。
不同元素在锌合金中起到的作用
铝:降低熔点,增加机械性能,增强流动性,减少锌对模具的侵蚀。
铜:细化晶粒,增加合金的抗拉强度和硬度。
镁:抑制晶间腐蚀,细化金属组织,增加硬度。
铁:在锌合金中与铝形成化合物,一种坚硬颗粒,使铸件表面质量变差,属于有害元素。
铅、锡、镉:导致金属晶间腐蚀的主要元素,发生在合金晶体之间的边际,使合金发生涨、龟裂、松散,在高温,高湿环境特别容易发生。
锌合金特点:
1.锌合金具有优良的电和热传导性能、良好的振动阻尼特性、良好的电磁屏蔽性能。
2.具有良好的压铸性能,因此更容易压铸形状复杂、薄壁、尺寸精度高的产品。
3.耐蚀性差。当锌合金成分中杂质元素铅、镉、锡超过标准时,将会逐渐老化而发生变形,表现为体积胀大、力学性能(特别是塑性)显著下降,时间长了就会破裂。
4.时效性。使用时间过长,锌合金压铸件的形状和尺寸会稍有变化。
5.不宜在高温和低温的工作环境下使用。锌合金在常温下具有良好的力学性能,但在高温下抗拉强度和低温下冲击性能都显著下降。
1.3 镁压铸材料
镁合金化学成分表