铝合金铸件用易溃散覆膜砂的现状与发展

21世纪铸造技术论坛特种铸造及有色合金　1998年第5期

铝合金铸件用易溃散覆膜砂的现状与发展

Ξ

华中理工大学　李远才ΞΞ

　李连杰　王文清　戴绪绮南方航空动力机械公司　

易出山　王爱云

摘　要　详细论述了铝合金铸件用易溃散壳型砂的发展现状,并提出了今后的发展方向。

关键词:铝合金铸件　溃散性　覆膜砂

The Rev iew and Prospect of Ea sy Shakeout Resi n Coa ted Sand for A lu m i nu m A lloy Ca sti ngs

L iY uanca i L iL i an j ie W ang W enq i ng Da i Xuq i (Huazhong Un iversity of Sc ience &Technology )

Y i Chushan W ang A iyun (South Aero -power M ach i nery Co .)

ABSTRACT T he p resen t statu s of easy shakeou t resin coated sand fo r alum inum alloy is described in detail ,and the develop ing tendency is po in ted ou t .

Key W ords :A l -A lloy i ng Ca sti ngs ,Collapsib il ity ,Resi n Coa ted Sand

前　言

由于铝合金铸件重量轻、色泽美、耐腐蚀性好,因此

在当今世界铸件的构成中,已经越来越引人注目;有色合金铸件的产量在迅速增加,而铁合金铸件的产量在铸件的总产量构成比例中则出现了下降的趋势。其中,国内外航空、航天、汽车、船舶、兵器、电子等行业为追求零部件结构合理,达到轻量化、薄壁化,正在大力发展大型、复杂、薄壁、整体的铝合金精密铸件[1]。这对铸造业来说既是一个机遇,也是一个挑战。在这一领域使用酚醛树脂砂制芯、造型是很有发展前途的制造工艺。

由于覆膜砂具有极好的流动性和充填性,能够获得尺寸精度高、表面质量好的铸件,以及用作高压铸造的型芯时,变形和收缩量最小,因而在整个铸造行业得到了极为广泛的应用,然而当这一先进工艺应用到铝合金生产时,却遇到砂芯出砂性差这样一个问题。目前经常用的清砂方法:一是借助外力,例如工人用空气锤慢慢将砂芯剥落;二是将铝铸件重新加热到高温,例如加热到180～250℃保温8h 以上或500℃几个小时,使砂芯崩溃;三是水瀑清砂,即当浇注的铝合金铸件降到一定温度时,浸入水中,利用水气压力将砂清出。这3种清砂方法中,第1种噪音大,维修费高,而且狭窄处的砂几乎无法清理出来;第2种耗能高,而且易使加热炉底部

残砂堆积;第3种方法涉及铸件应力可能增加的问题,均不够理想。从国内外的发展趋势来看,重点是改善其溃散性,使覆膜砂易清理。

1　覆膜砂溃散性差的原因

构成酚醛树脂骨架的原子间结合通常为C -C ,芳香环C -C ,C =C 结合,其结合能较高,分别为347.9,523.4,607.1kJ m o l ,如要使其分解需要较高的温度和较强的氧化性气氛。而酚醛树脂砂用在铝合金铸造时溃散性差主要有以下两个方面的原因:一是铝合金铸件的浇注温度较铸铁、铸钢的浇注温度低得多,一般为690～750℃,在此温度下,尤其是薄壁铝铸件,砂芯内部的温度最高处于300～500℃,这个温度对于具有耐高温性的酚醛树脂来说,除非树脂砂芯被加热至600℃以上一段时间,否则,它很难产生热分解。另一方面,在铸型与金属界面相互作用下,型芯周围的气氛很快由氧化性转变为还原性,在还原性气氛下,树脂的分解速度减慢,分解物形成碳骨架,构成了砂粒之间的连接桥,保持较高的强度,给铸件清理带来了困难。

2　溃散性的改善

酚醛树脂砂的溃散性依赖于树脂的分解,而铝合金

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ΞΞΞ李远才　男,1952年12月生,湖北仙桃人。1986年在日本东京大学获硕士学位,1990年在华中理工大学获博士学位。现任华中理工大学副教授。全国铸造学会学术委员会委员,湖北省铸造学会秘书长。主要研究方向有:铸造涂料的理论与实践;水冷金属型离心球铁管工艺与表面质量;大型复杂铝合金铸件用易溃散树脂砂的研究。三项科技成果通过省级鉴定。在国内外学术刊物上发表论文30余篇。

武汉,(430074) 收稿日期:1998-04-20

铸件的热量,尤其是薄壁铝合金铸件,不足以使酚醛树脂大部分产生热分解,因此不能依靠铝合金液凝固时放出的热量来改善型芯的溃散性,而是用改变型芯砂的组分及制型芯工艺等来改善其溃散性。

211　添加溃散剂

在型砂中添加溃散剂是改善铝合金铸件出砂性的常用方法,即在树脂砂中加入促使树脂粘结剂易分解的组分,以降低树脂的热稳定性,使其能在较低温度、较短时间内破坏砂粒之间的树脂粘结膜,大大削弱其粘结强度。

21111　使树脂在低温分解的改性物质

(1)这类物质有尿素树脂、三聚氰胺树脂[2],环氧树脂[3],精制酚醛树脂后的残渣的单质或混合物[4],聚丁烯、聚乙烯醇[5],不饱和脂肪酸酯类[6]等,这些树脂碳原子之间的结合力小,添加一定量于酚醛树脂中,能使混合树脂的热分解温度下降,从而促进树脂在较低温度下分解。

(2)糖类、沥青、硫酸酯　这类物质同样是分解温度比较低,能促进相互关联的酚醛树脂的热分解。

从这两类物质的热灼减特性看,在300～350℃附近急剧灼减,到500～600℃时的残留量已变得很少,但实际生产中,用上述物质改性的酚醛树脂砂型(芯)在300～400℃下其热稳定性并未发现有下降的现象,浇注后的铸件也未见其溃散性有明显改善[7],且对于第二类物质,还存在使使砂型(芯)的发气量增大的问题,因而有待于进一步的实验研究。

21112　促进酚醛树脂分解的溃散剂

主要是在酚醛树脂中添加燃烧剂和碳化剂,前者促进酚醛树脂在氧化性气氛下的燃烧,后者促进酚醛树脂在还原性气氛下的碳化,以降低树脂砂的热稳定性,从而改善树脂砂的溃散性,一般而言,后者效果较好,这是因为铸型(芯)界面气氛通常为还原性。

(1)卤化物　例如金属卤化物(氯化物、溴化物)、有机卤化物等[8～10],卤化物受热能够在300～400℃分解,生成具有强氧化性的卤元素,与酚醛树脂发生反应,促使其产生热分解,这是一种具有商业开发价值的溃散剂,特别是有机卤化物,它可以大幅度降低型芯的残留强度,但是它对型砂的常温强度通常影响也很大。此外,它有散发臭味及发气量大的缺点,同时它的强腐蚀性还大大降低芯盒模具的寿命[7]。

(2)磷化合物　例如磷酸酯、亚磷酸酯[11]。磷酸化合物在加热的时候使树脂产生了一种脱水反应,促进了树脂的碳化,使砂与树脂之间的结合力降低,这类物质对型砂的常温强度影响较小,而且溃散性的改善效果也较显著,因其可以提高树脂的碳化率,在与一些合成树脂共同使用的场合,其效果更为明显。

(3)碳酸盐、氢氧化物[12],例如碳酸钙、碳酸钡、氢氧化钙等,这类物质的碳酸根和氢氧根能够和树脂的羟甲基发生缩合反应,从而促进了酚醛树脂的热分解,它们对降低型芯的残留强度具有一定的效果,但是容易导致型砂常温强度的降低。

(4)钽酸、钼酸[13],这类物质的强氧化性使树脂产生氧化分解。

(5)高锰酸钾、过氧化物[14],这类物质受热分解放出氧气,在这种氧化性气氛下能够促进树脂的氧化燃烧,破坏砂粒之间的连接,降低型芯的残留强度。

上述方法都通过添加附加物来促进树脂的热分解,以解决酚醛树脂覆膜砂的溃散性,但有时基于成本,环保以及为充分发挥酚醛树脂覆膜砂的长处,上述方法难以被用户接受。在这种情况下也可以通过辅以改进制型芯及后续工艺来改善出砂性。

212　改进制型芯工艺及后续处理工艺

21211　制型芯工艺

(1)壁厚处采用低树脂加入量的覆膜砂,壁薄处采用正常树脂加入量的覆膜砂[15],既解决了砂芯的强度问题,又有利于出砂,不失为一种好办法。不利的方面是使操作工艺变复杂了,不利于机械化和大规模生产[4]。

(2)采用中空砂芯,一方面可以节省型砂,另一方面由于壳型、芯壁厚减少,浇注后壳型芯内部温度上升快,树脂易于同周围的空气接触,这样就可以在不影响砂芯强度的情况下,有利于树脂的氧化分解,有益于出砂[16]。

21212　使用特种砂及添加附加物

(1)利用密度大的原砂[17]。如锆砂、铬铁矿砂、细铁粒、矿渣与原砂混合,在用空气锤振动落砂时,力的传播效果较好,可以改善砂芯的溃散性。

(2)加强型芯砂的热传导[18]。硅砂导热性差,使砂芯受热厚度小,添加金属粉末(铜合金)或氧化物粉末(如A l2O3),虽然它们在高温下自身不会分解,却能够提高砂芯的热传导率,从而促进了树脂的热分解。

(3)采用高强度树脂,例如日本某公司采用普通树脂覆膜砂时,要使强度达到5M Pa的指标时,树脂加入量应为2.10%,而采用高强度树脂时,树脂加入量减为1.55%,既满足强度要求,而且溃散性由原来的10%提高到20%,大约提高了1倍[16],有一定的效果。

(4)提高树脂粘结效率,减少树脂加入量。型砂的强度不与树脂膜的厚度成正比,也就是说型砂的强度并不与树脂加入量成正比,其关键在于提高树脂的粘结效率。原砂的粒形、粒度分布、含泥量、原砂的表面干净度、物理化学性质等都影响树脂砂的粘结效率,而对原砂进行处理(水洗、酸洗、碱洗及灼烧等处理)。注意级配,均

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可在不降低树脂砂强度的前提下,大幅度降低树脂加入量,从而显著改善溃散性。另外还可以添加一些偶联剂或增塑剂,以提高树脂的粘结效率。

21213　添加发泡剂

发泡剂是由一种包括类似酒石酸钾、碳酸钠和其他能够产生热分解的粉末组成,然后用热塑性树脂对其进行覆膜,干态下与普通覆膜砂混在一起制型芯,在浇注过程中当它被加热到高温时,这种热塑性膜趋于产生热分解,并且失去了与树脂的粘结,在发泡剂的作用下,它削弱了树脂砂芯的粘结强度,相应地促进了砂芯的溃散性[19]。这种方法避免了对型砂强度的影响,而且产生的过量气体不会导致铸件缺陷,对溃散性的改善比较显著,铸铝件砂芯不需要再加热,直接通过机械法很容易清砂。另外发泡剂一般不含有任何有害成分和难闻的气味,不会引起环境问题。采用此种方法成功与否的关键在于发泡剂的预覆膜技术。

213　处理液处理

将制好的砂芯用适当浓度的酸溶液或碱溶液处理一段时间,然后清洗,干燥,涂挂涂料,再干燥,就可以获得易溃散砂芯。其溃散机理是,被酸、碱液浸渍过的砂芯,利用干燥时的热而使树脂脱水、碳化从而导致了砂芯强度预先有所降低,浇铸后出砂性良好[20,21]。这种方法的问题是工艺相对复杂,工序较多,处理液浓度的控制较复杂;优势在于可以大幅度降低型芯的残留强度,而且基本不降低初始强度。这种方法目前只应用于中小型铸件,在大型铸件应用还有待开发。也有文献介绍[22],将由硫酸盐、碱金属、铵盐等一价金属离子的硫酸盐组成的复合盐或由硫酸铝与二价金属离子的硫酸盐组成的复合盐用水溶解,在原砂覆膜时加入,或是在商品覆膜砂中加入复合盐水溶液,可以制得易溃散的覆膜砂。

3　发展前景

在节约能源和保护环境这种大趋势的影响下,伴随着铝合金在各方面用途的扩大,今后铝合金铸件的产量将会有很大提高,同样对铝铸件的要求将更为严格。壳型砂因具有独特优势使得它在铝合金上的应用具有更为广阔的前景。尽管有关解决铝合金铸件用覆膜砂溃散性的报道不少,但在实际生产中应用还远远不足。今后壳型砂的发展方面应该是:

(1)铸铝件专用粘结剂的开发和应用将加快步伐,型砂的溃散性将得到进一步改善;

(2)在满足强度要求的前提下,能使砂芯在300～500℃还原性气氛下的残留抗压强度低于0.3M Pa,这样就可以靠震动而无需经过再加热清砂;

(3)造型制芯的温度从300℃左右降到200℃以下,以保护模样,改善造型环境。

参　考　文　献

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2　吉见重光1结合剂被覆砂粒1JP,Int.C l:B22C1 22.202135.1984-11-15

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4　小林一典,波多野登1 铸型造型机とし の进步1JA CT N E W S,1991(389):26～32

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(编辑:陈渭臣)

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铝合金压铸件所有缺陷及对策大全

铝合金压铸件所有缺陷及对策大全 一、化学成份不合格 主要合金元素或杂质含量与技术要求不符，在对试样作化学分析或光谱分析时发现。 1、配料计算不正确，元素烧损量考虑太少，配料计算有误等； 2、原材料、回炉料的成分不准确或未作分析就投入使用； 3、配料时称量不准； 4、加料中出现问题，少加或多加及遗漏料等； 5、材料保管混乱，产生混料； 6、熔炼操作未按工艺操作，温度过高或熔炼时间过长，幸免于难烧损严重； 7、化学分析不准确。 对策： 1）、对氧化烧损严重的金属，在配料中应按技术标准的上限或经验烧损值上限配料计算；配料后并经过较核； 2）、检查称重和化学分析、光谱分析是否正确； 3）、定期校准衡器，不准确的禁用； 4）、配料所需原料分开标注存放，按顺序排列使用； 5）、加强原材料保管，标识清晰，存放有序； 6）、合金液禁止过热或熔炼时间过长； 7）、使用前经炉前分析，分析不合格应立即调整成分，补加炉料或冲淡； 8）、熔炼沉渣及二级以上废料经重新精炼后掺加使用，比例不宜过高； 9）、注意废料或使用过程中，有砂粒、石灰、油漆混入。 二、气孔 铸件表面或内部出现的大或小的孔洞，形状比较规则；有分散的和比较集中的两类；在对铸件作X光透视或机械加工后可发现。 1、炉料带水气，使熔炉内水蒸气浓度增加； 2、熔炉大、中修后未烘干或烘干不透； 3、合金液过热，氧化吸气严重； 4、熔炉、浇包工具氧等未烘干； 5、脱模剂中喷涂过重或含发气量大； 6、模具排气能力差； 7、煤、煤气及油中的含水量超标。 对策： 1）、严禁把带有水气的炉料装入炉中，装炉前要在炉边烘干； 2）、炉子、坩埚及工具未烘干禁止使用； 3）、注意铝液过热问题，停机时间要把炉调至保温状态；

我国铝合金压铸件市场发展现状

国铝合金压铸件市场发展现状https://www.docsj.com/doc/ba10620080.html, 2010年03月05日10:11 中国压铸网 生意社03月05日讯 目前全球压铸件的生产和消费主要集中在美国、日本、中国、意大利、德国、墨西哥等国家。随着经济的不断增长，全球对汽车、电子通讯等产品的需求多，压铸行业得到快速发展。从全球金属压铸件情况看，黑色金属压铸件占比高达80%以上，而有色金属压铸件的占比不足20%，这其中铝合金压铸件的占比达2/3。再从有色金属压铸件的生产消费情况看，主要集中在欧美日等国家和地区，每年 的增长幅度在9%左右。 我国的压铸生产始于20世纪40年代末，经过几十年的发展，已成为世界上压铸件的生产和消费大国之一。从压铸件的品种构成来看，铝合金压铸件和镁合金压铸件发展迅速，1995年-2003年，年均增长率分别为11.95%和35.45%。 目前在中国汽车工业以“汽车发动机汽缸、活塞、水泵、变速箱、制动器”为代表，通讯行业以“通讯系统(GSM、CDMA、3G、小灵通等)发射接收基站”为主，电梯行业以“自动扶梯和自动人行道具”为代表，而电子信息产业以“计算机设备”为代表的应用领域是压铸件的热点产品。 (一)汽车、摩托车及配件工业 目前，汽车工业已成为我国压铸行业最大的需求市场。铝合金压铸件已广泛应用于汽车发动机汽缸、活塞、水泵、变速箱、制动器等四十多种关键零部件的 制造。 1.汽车发动机铝合金缸体压铸近年发展迅猛主要企业有：广州东风本田发动机公司、重庆长安汽车集团、长安铃木汽车公司、上海乾通汽车附件公司、乔治费歇尔汽车产品苏州有限公司以及哈尔滨东安动力公司等；此外，长春一汽集团、重庆渝江压铸集团、宜兴江旭铸造公司、广东鸿图科技公司、徐航压铸有限公司、重庆渝美合资公司、重庆蓝黛实业公司、以及高要鸿泰精密压铸有限公司等均引进大型压铸机自动生产线，开发大型铝合金压铸件。特别是2005年以来跨国汽车巨头在我国掀起新一轮发动机投资热，其势越来越旺，这将有力地推动铝合金 发动机缸体压铸的加速发展。 2.汽车摩托车铝合金轮毂 全国铝合金轮毂生产企业近百家，2006年产量6600万只，2007年近8000万只。我国铝合金轮毂约占美国市场的40%，“十一五”末汽车铝合金轮毂出口量将达到2000万只以上。铝合金轮毂生产和出口均处于加速增长之势。 3.汽车零部件市场巨大

常见铸件缺陷分析

常见铸件缺陷分析缺陷种类，缺陷名称生产原因 多肉类飞翅（飞边） 1．砂型表面不光洁，分型面不增整 2．合理操作xx准确 3．砂箱未固紧 4．未放压铁，或过早除去压铁 5．芯头与芯座间有空隙 6．压射前机器调整、操作不正确 7．模具镶块、活块已磨损或损坏，锁紧元件失效8．模具强度不够，发生变形 9．铸件投影面积过大，锁模力不够 10．型壳内层有裂隙，涂料层太薄 毛刺 1.合型操作不准确 2.砂箱未固紧 3.芯头与芯座间有空隙 4.分型面加工精度不够 5.参考飞翅内容 抬箱 1．砂箱未固紧

2．压铁质量不够，或过早除去压铁 胀砂 1．砂型紧实度低： 壳型强度低 2．砂型表面硬度低 3．金属液压头过高 冲砂 1．砂型紧实度不够，型壳强度不够 2．浇注系统设计不合理 3．金属流速过快，充型不稳定 4．压射压力过高，压射速度过快 5．金属液头过高 掉砂 1．合型操作不正确 2．型砂紧实度不够 3．型壳强度不够，发生破裂 铸件缺陷分析 缺陷种类缺陷名称产生原因 多肉类外渗物（外渗豆）内渗物（内渗豆） 1．铸型、型号、型芯发气最大，透气性低，排气不畅2．合金液有偏析倾向

3．凝固温度范围宽或凝固速度过慢 xx类气孔、针孔 1．铸件结构设计不正确，热节过多、过大 2．铸型、型壳、型芯、涂料等发气量大，透气性低，排气不畅 3．凝固温度范围宽，凝固速度数低 4．合金液含气量高，氧化夹杂物多 5．凝固时外压低 6．冷铁表面未清理干净，未挂涂料或涂料烘透 7．铜合金脱氧不彻底 8．浇注温度过高，浇注速度过快 缩孔 1．铸件结构设计不合理，壁厚悬殊，过渡外圆角太小： 热节过多、过大 2．浇注系统、冷铁、冒口安放不合理，不利于定向凝固 3．冒口补缩效率低 4．浇注温度过高 5．压射建压时间长，增压不起作用撮终补压压力不足，或压室的充满度不合理 6．比压太小，余料饼术薄，补压不起作用 7．内浇道厚度过小，溢流槽容量不够 8．熔模的模组分布不合理，造成局部散热困难

铝合金铸造常见缺陷与对策

铝铸件常见缺陷及整改办法 铝铸件常见缺陷及整改办法 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。

铝合金热处理原理

铝合金热处理原理 铝合金铸件的热处理就是选用某一热处理规范，控制加热速度升到某一相应温度下保温一定时间并以一定得速度冷却，改变其合金的组织，其主要目的是提高合金的力学性能，增强耐腐蚀性能，改善加工型能，获得尺寸的稳定性。 铝合金热处理特点 众所周知，对于含碳量较高的钢，经淬火后立即获得很高的硬度，而塑性则很低。然而对铝合金并不然，铝合金刚淬火后，强度与硬度并不立即升高，至于塑性非但没有下降，反而有所上升。但这种淬火后的合金，放置一段时间（如4～6昼夜后），强度和硬度会显著提高，而塑性则明显降低。淬火后铝合金的强度、硬度随时间增长而显著提高的现象，称为时效。时效可以在常温下发生，称自然时效，也可以在高于室温的某一温度范围（如100～200℃）内发生，称人工时效。 铝合金时效强化原理 铝合金的时效硬化是一个相当复杂的过程，它不仅决定于合金的组成、时效工艺，还取决于合金在生产过程中缩造成的缺陷，特别是空位、位错的数量和分布等。目前普遍认为时效硬化是溶质原子偏聚形成硬化区的结果。 铝合金在淬火加热时，合金中形成了空位，在淬火时，由于冷却快，这些空位来不及移出，便被“固定”在晶体内。这些在过饱和固溶体内的空位大多与溶质原子结合在一起。由于过饱和固溶体处于不稳定状态，必然向平衡状态转变，空位的存在，加速了溶质原子的扩散速度，因而加速了溶质原子的偏聚。 硬化区的大小和数量取决于淬火温度与淬火冷却速度。淬火温度越高，空位浓度越大，硬化区的数量也就越多，硬化区的尺寸减小。淬火冷却速度越大，固溶体内所固定的空位越多，有利于增加硬化区的数量，减小硬化区的尺寸。 沉淀硬化合金系的一个基本特征是随温度而变化的平衡固溶度，即随温度增加固溶度增加，大多数可热处理强化的的铝合金都符合这一条件。沉淀硬化所要求的溶解度－温度关系，可用铝铜系的Al－4Cu 合金说明合金时效的组成和结构的变化。图3－1铝铜系富铝部分的二元相图，在548℃进行共晶转变L→α＋θ（Al2Cu）。铜在α相中的极限溶解度5.65％（548℃），随着温度的下降，固溶度急剧减小，室温下约为0.05％。 在时效热处理过程中，该合金组织有以下几个变化过程： 形成溶质原子偏聚区－G·P（Ⅰ）区 在新淬火状态的过饱和固溶体中，铜原子在铝晶格中的分布是任意的、无序的。时效初期，即时效温度低或时效时间短时，铜原子在铝基体上的某些晶面上聚集，形成溶质原子偏聚区，称G·P（Ⅰ）区。G·P（Ⅰ）区与基体α保持共格关系，这些聚合体构成了提高抗变形的共格应变区，故使合金的强度、硬度升高。 G·P区有序化－形成G·P（Ⅱ）区 随着时效温度升高或时效时间延长，铜原子继续偏聚并发生有序化，即形成G·P（Ⅱ）区。它与基体α仍保持共格关系，但尺寸较G·P（Ⅰ）区大。它可视为中间过渡相，常用θ”表示。它比G·P（Ⅰ）区周围的畸变更大，对位错运动的阻碍进一步增大，因此时效强化作用更大，θ”相析出阶段为合金达到最大强化的阶段。 形成过渡相θ′ 随着时效过程的进一步发展，铜原子在G·P（Ⅱ）区继续偏聚，当铜原子与铝原子比为1：2时，形成过渡相θ′。由于θ′的点阵常数发生较大的变化，故当其形成时与基体共格关系开始破坏，即由完全共格变为局部共格，因此θ′相周围基体的共格畸变减弱，对位错运动的阻碍作用亦减小，表现在合金性能上硬度开始下降。由此可见，共格畸变的存在是造成合金时效强化的重要因素。 形成稳定的θ相 过渡相从铝基固溶体中完全脱溶，形成与基体有明显界面的独立的稳定相Al2Cu，称为θ相此时θ相与基体的共格关系完全破坏，并有自己独立的晶格，其畸变也随之消失，并随时效温度的提高或时间的

▲铸钢件缺陷原因分析

铸钢件缺陷产生的原因分析 铸钢阀门由于其成本的经济性和设计的灵活性,因而得到广泛的运用。由于阀门铸件的基本结构属于中空结构，形状比较复杂，铸造工艺受到铸件尺寸、壁厚、气候、原材料和施工操作的种种制约，因此，铸钢件常常会出现砂眼、气孔、裂纹、缩松、缩孔和夹杂物等各种铸造缺陷, 生产控制有一定难度，尤以砂型铸造的合金钢铸件为多。因为钢中合金元素越多钢液的流动性越差,铸造缺陷就更容易产生。 一、铸钢的铸造工艺特点 铸钢的熔点较高，钢液易氧化、钢水的流动性差、收缩性大，其体收缩率为10～14%，线收缩为1.8～2.5%。为防止铸钢件产生浇不足、冷隔、缩孔和缩松、裂纹及粘砂等缺陷，必须采取较为复杂的工艺措施： 1、由于钢液的流动性差，为防止铸钢件产生冷隔和浇不足，铸钢件的壁厚不能小于8mm；浇注系统的结构力求简单；采用干铸型或热铸型；适当提高浇注温度，一般为1520°～1600℃，因为浇注温度高，钢水的过热度大、保持液态的时间长，流动性可得到改善。但是浇温过高，会引起晶粒粗大、热裂、气孔和粘砂等缺陷。因此一般小型、薄壁及形状复杂的铸件，其浇注温度约为钢的熔点温度+150℃；大型、厚壁铸件的浇注温度比其熔点高出100℃左右。 2、由于铸钢的收缩量较大，为防止铸件出现缩孔、缩松缺陷，在铸造工艺上大都采用冒口、冷铁和补贴等措施，以实现顺序凝固。

3、为防止铸钢件产生缩孔、缩松、气孔和裂纹缺陷，应使其壁厚均匀、避免尖角和直角结构、在铸型用型砂中加锯末、在型芯中加焦炭、以及采用空心型芯和油砂芯等来改善砂型或型芯的退让性和透气性。 4、铸钢的熔点高，相应的其浇注温度也高。高温下钢水与铸型材料相互作用，极易产生粘砂缺陷。因此，应采用耐火度较高的人造石英砂做铸型，并在铸型表面刷由石英粉或锆砂粉制得的涂料。为减少气体来源、提高钢水流动性及铸型强度，大多铸钢件用干型或快干型来铸造，如采用CO2硬化的水玻璃石英砂型。 二、铸钢件常见的铸造缺陷 铸钢件在生产过程中经常会发生各种不同的铸造缺陷，常见的缺陷形式有：砂眼、粘砂、气孔、缩孔、缩松、夹砂、结疤、裂纹等。 A ）砂眼缺陷 砂眼是由于金属液从砂型型腔表面冲下来的砂粒（块），或者在造型、合箱操作中落入型腔中的砂粒（块）来不及浮入浇冒系统，留在铸件内部或表面而造成的。砂眼缺陷处内部或表面有充塞着型（芯）砂的小孔，是一种常见的铸造缺陷。 B）粘砂缺陷 在铸件表面上，全部或部分覆盖着一层金属(或金属氧化物)与砂（或涂料）的混（化）合物或一层烧结构的型砂，致使铸件表面粗糙，难于清理。粘砂多发生在型、芯表面受热作用强烈的部位，分机械粘砂和化学粘砂两种。机械粘砂是由金属液渗入铸型表面的微孔中形成的，当渗入深度小于砂粒半径时，铸件不形成粘砂，只是表面粗糙，当渗入深度

铝合金及热处理

铝合金的热处理 铸造铝合金的金相组织比变形铝合金的金相组织粗大，因而在热处理时也有所不同。前者保温时间长，一般都在2h以上，而后者保温时间短，只要几十分钟。因为金属型铸件、低压铸造件 铸造铝合金的金相组织比变形铝合金的金相组织粗大，因而在热处理时也有所不同。前者保温时间长，一般都在2h以上，而后者保温时间短，只要几十分钟。因为金属型铸件、低压铸造件、差压铸造件是在比较大的冷却速度和压力下结晶凝固的，其结晶组织比石膏型、砂型铸造的铸件细很多，故其在热处理时的保温也短很多。铸造铝合金与变形铝合金的另一不同点是壁厚不均匀，有异形面或内通道等复杂结构外形，为保证热处理时不变形或开裂，有时还要设计专用夹具予以保护，并且淬火介质的温度也比变形铝合金高，故一般多采用人工时效来缩短热处理周期和提高铸件的性能。 一、热处理的目的 铝合金铸件热处理的目的是提高力学性能和耐腐蚀性能，稳定尺寸，改善切削加工和焊接等加工性能。因为许多铸态铝合金的机械性能不能满足使用要求，除Al-Si系的ZL102，Al-Mg系的ZL302和Al-Zn系的ZL401合金外，其余的铸造铝合金都要通过热处理来进一步提高铸件的机械性能和其它使用性能，具体有以下几个方面：1）消除由于铸件结构（如璧厚不均匀、转接处厚大）等原因使铸件在结晶凝固时因冷却速度不均匀所造成的内应力；2）提高合金的机械强度和硬度，改善金相组织，保证合金有一定的塑性和切削加工性能、焊接性能；3）稳定铸件的组织和尺寸，防止和消除高温相变而使体积发生变化；4）消除晶间和成分偏析，使组织均匀化。

二、热处理方法1、退火处理 退火处理的作用是消除铸件的铸造应力和机械加工引起的内应力，稳定加工件的外形和尺寸，并使Al-Si系合金的部分Si结晶球状化，改善合金的塑性。其工艺是：将铝合金铸件加热到280-300℃，保温2-3h，随炉冷却到室温，使固溶体慢慢发生分解，析出的第二质点聚集，从而消除铸件的内应力，达到稳定尺寸、提高塑性、减少变形、翘曲的目的。 2、淬火 淬火是把铝合金铸件加热到较高的温度（一般在接近于共晶体的熔点，多在500℃以上），保温2h以上，使合金内的可溶相充分溶解。然后，急速淬入60-100℃的水中，使铸件急冷，使强化组元在合金中得到最大限度的溶解并固定保存到室温。这种过程叫做淬火，也叫固溶处理或冷处理。 3、时效处理 时效处理，又称低温回火，是把经过淬火的铝合金铸件加热到某个温度，保温一定时间出炉空冷直至室温，使过饱和的固溶体分解，让合金基体组织稳定的工艺过程。 合金在时效处理过程中，随温度的上升和时间的延长，约经过过饱和固溶体点阵内原子的重新组合，生成溶质原子富集区（称为G-PⅠ区）和G-PⅠ区消失，第二相原子按一定规律偏聚并生成G-PⅡ区，之后生成亚稳定的第二相（过渡相），大量的G-PⅡ区和少量的亚稳定相结合以及亚稳定相转变为稳定相、第二相质点聚集几个阶段。 时效处理又分为自然时效和人工时效两大类。自然时效是指时效强化在室温下进行的时效。人工时效又分为不完全人工时效、完全人工时效、过时效3

铝及铝合金焊接工艺的现状和发展趋势实用版

YF-ED-J6846 可按资料类型定义编号 铝及铝合金焊接工艺的现状和发展趋势实用版 Management Of Personal, Equipment And Product Safety In Daily Work, So The Labor Process Can Be Carried Out Under Material Conditions And Work Order That Meet Safety Requirements. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日

铝及铝合金焊接工艺的现状和发 展趋势实用版 提示：该安全管理文档适合使用于日常工作中人身安全、设备和产品安全，以及交通运输安全等方面的管理，使劳动过程在符合安全要求的物质条件和工作秩序下进行，防止伤亡事故、设备事故及各种灾害的发生。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 对铝及铝合金焊接特点进行分析，比较了 TIG、MIG、PAW不同焊接方法焊接铝及其合金时 的优缺点。通过搅拌摩擦焊及变极性焊接两种 焊接工艺的介绍，结合本企业产品，对两种焊 接方法的应用进行了展望。随着科学技术的发 展，低密度、高强度金属材料越来越多地得到 应用，铝合金以其低温特性、质量轻、强度高 的优点，已经被广泛应用在航空航天、机车和 民用工业中，成为一种重要的加工材料。在铝 合金的加工过程中，铝合金的焊接是其中一个

重要的加工环节。铝合金导热快在空气中容易被氧化，其表面形成一层致密、难熔、体积质量大的氧化膜，阻碍基体金属的熔合。所以对于铝合金焊接必须可靠清理其表面致密氧化膜，才能保证正常的焊接。 目前铝合金的焊接方法有交流TIG、直流氩弧TIG、熔化极气体保护焊MIG、穿孔变极性等离子焊接、真空电子束和激光以及搅拌摩擦焊等，但应用较多的仍然是交流TIG和MIG两种方法，其余的不是工艺或设备不成熟，就是设备价格昂贵、应用场合受限制等因素而没有得到广泛应用。在此通过对铝及其合金焊接特点及常用焊接方法的分析，对目前比较先进的铝合金焊接技术一搅拌摩擦焊和变极性焊接进行简要介绍。

压铸件的缺陷分析及检验要点

压铸件的缺陷分析及检验 一、流痕 ( 条纹 )( 抛光法去除 )A. 、模温低于 180( 铝合金 )b 、填充速度太高 c 、涂料过量 D 。金属流不同步。对 a 采取措施：调整内浇口面积 二、冷接： A 料温低或模温低， B ，合金成份不符，流动性差。 C ，浇口不合理，流程太长 D 。填充速度低 E 。排气不良。 F 、比压偏低。 三、。擦伤（扣模、粘模、拉痕、拉伤）： A 型芯铸造斜度太小。 B ，型芯型壁有压伤痕。 C ，合金粘附模具。 D ，铸件顶出偏斜，或型芯轴线偏斜。 E ，型壁表面粗糙。 F ，脱模水不够。 G ，铝合金含铁量低于 0 。 6 ％。措施：修模，增加含铁量。 四、凹陷（缩凹，缩陷，憋气，塌边） A ．铸件设计不合理，有局部厚实现象，产生节热。 B ，合金收缩量大。 C ，内浇口面积太小。 D ，比压低。 E ，模温高 五、，气泡（皮下）： A ，模温高。 B ，填充速度高。 C ，脱模水发气量大。 D ，排气不畅。 E ，开模过早。 F ，料温高。 六、气孔： A ，浇口位置和导流形状不当。 B ，浇道形状设计不良。 C ，压室充满度不够。 D ，内浇口速度太高，产生湍流。 E ，排气不畅。 F ，模具型腔位置太深。 G ，脱模水过多。 H ，料不纯。 七、缩孔： A ，料温高。 B ，铸件结构不均匀。 C ，比压太低。 D ，溢口太薄。 E ，局部模温偏高 八、花纹： A ，填充速度快。 B ，脱模水量太多。 C ，模具温度低。 九、裂纹： A ，铸件结构不合理，铸造圆角小等。 B ，抽芯及顶出装置在工作中受力不均匀，偏斜。 C ，模温低。 D ，开模时间长。 E ，合金成份不符。（铅锡镉铁偏高：锌合金，铝合金：锌铜铁高，镁合金：铝硅铁高 十、欠铸 A ，合金流动不良引起。 B ，浇注系统不良 C ，排气条件不良 十一、印痕（镶块或活动块及顶针痕等） 十二、网状毛刺： A ，模具龟裂。 B ，料温高。 C ，模温低。 D ，模腔表面不光滑。 E ，模具材料不当或热处理工艺不当。 F ，注射速度太高。

铝合金铸件气孔标准修订稿

铝合金铸件气孔标准 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-

铝合金铸件气孔、针孔检验标准 一. 适用范围 本标准规定了铸件气孔、针孔允许存在的范围、大小、数量等技术要求。本标准规定了铸造铝合金低倍针孔度的分级原则和评级方法。本标准适用于铝合金的砂型铸造。适用于评定铸件外表面及需要加工面经加工后的表面气孔、针孔。 二. 引用标准 GB1173-86铸造铝合金技术条件 GB9438-88铝合金铸件技术条件 GB10851-89铸造铝合金针孔 三. 气孔、针孔等孔洞类特征 1. 位于铸件内部而不延伸到铸件外部的气眼。 （1）气孔、针孔内壁光滑，大小不等的圆形孔眼，单个或成组无规则的分布在铸件的各个部位。 （2）气渣孔其特征同气孔、针孔相似，但伴随有渣子。 2. 表面或近表面的孔眼，大部分暴露或与外表面相连。 （1）表面或皮下气孔大小不等的单个或成组的孔眼，位于铸件表面或近表面的部位，其内壁光滑。

（2）表面针孔铸件表面上细小的孔洞，呈现在较大的区域上。 四. 具体条件 1. 砂型、金属型铸件的非加工表面和加工表面，在清整干净后允许存在下列孔洞: （1） 单个孔洞的最大直径不大于3mm，深度不超过壁厚1/3，在安装边上不超过壁厚的1/4，且不大于1.5mm，在上述缺陷的同一截面的反面对称部位不得有类似的缺陷。 （2）成组孔洞最大直径不大于2mm，深度不超过壁厚的1/3，且不大于 1.5mm。 （3） 上述缺陷的数量及边距应符合表一规定 表一 非加工表面或加工表面总面积小于1000cm2 单个孔洞成组孔洞 在 10cm×10cm 单位面积上 孔洞数不多 于4个 孔洞边 距不小 于10mm 一个铸件的非加 工表面或加工面 上孔洞总数不多 于6个，孔洞边 缘距铸件或距内 孔边缘的距离不 小于孔洞最大直 径的2倍 以 3cm×3cm 单位面积 为一组， 其孔洞数 不多于3 个 在一个铸 件上组的 数量不多 于2组 孔洞边缘 距铸件边 缘或距内 孔边缘的 距离不小 于孔洞最 大直径的 2倍 2.液压、气压件的加工表面上，铸件以3级针孔作为验收基础，要求2级针孔占受检面积的25％以上，局部允许4级针孔，但一般不得超过受检面积的

铝合金的研究现状及应用

科技广场２０１５．１２ ０引言 随着工业化向现代化高速发展，节能减重环保型材料需求量剧增。这种需求，使得铝合金的用量逐年增加。铝在地壳中的含量很高，在所有金属元素中排第一，其年产量大于其他有色金属年产总和，且铝合金质轻无毒性易回收利用，满足轻量化环保型合金的发展应用。铝合金密度低、比强度高、熔点低、铸造性能好、力学性能佳、加工性能好、导电性、传热性及抗腐蚀性能优良的特点使其广泛应用于交通运输、航海航天航空、化工工业、食品工业、电子通讯、复合材料、金属包装、建筑、输电行业、文体卫生等领域[1-2]。铝合金在所有金属材料中的使用排第二，仅次于钢铁[3]。由于冶炼铝生产工艺的优化以及技术水平的提高，降低了铝合金的成本，铝合金的应用越来越广泛。本文论述了铝合金的特点、分类、研究现状及应用，并提出铝合金未来研究方向。１铝合金的研究现状 铝工业的发展进程不到两百年，但因其密度小、易导热导电、耐蚀性好，且能与其他金属形成优质铝基合金，因此，铝合金发展迅猛并广泛应用于汽车、船舶、火车、飞机、炼钢等领域，成为国富民强的重要材料。根据成分和工艺不同，可将铝合金分为铸造铝 铝合金的研究现状及应用 ＳｔａｔｕｓＱｕｏｏｆＲｅｓｅａｒｃｈｉｎＡｌｕｍｉｎｕｍＡｌｌｏｙｓａｎｄｔｈｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ 白志玲 Bai Zhiling （六盘水师范学院，贵州六盘水553004） （Liupanshui Normal University，Guizhou Liupanshui553004） 摘要：铝合金具有密度低、力学性能佳、加工性能好、无毒、易回收、导电性、传热性及抗腐蚀性能优良等特点，在船用行业、化工行业、航空航天、金属包装、交通运输等领域广泛使用。本文叙述了铝合金的特点、分类，综述了铝合金的研究现状及应用，指出目前铝合金在发展中存在的问题，明确了铝合金的研究方向。 关键词：铝合金；研究现状；应用 中图分类号：TG146文献标识码：A文章编号：1671-4792（2015）12-0018-03 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Aluminum alloys have been widely used in marine,chemical industry,aerospace,metal packaging, transportation and other fields owing to their merits,such as low density,good mechanical property,good cutting property,non-toxic,recyclable,electrical conductivity,thermal conductivity,good corrosion resistance and so on. The paper introduces the characteristics and classification of aluminum alloys,as well as the status quo in its re-search and application,points out existing problems in the development,and puts forward directions for researches in the future. Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Aluminum Alloys；Status Quo of Research；Application ★基金项目：六盘水师范学院高层次人才科研启动 基金（编号：LPSSYKYJJ201417）；贵州省科技厅联 合基金项目（黔科合LH字[2014]7460号） １８ DOI:10.13838/https://www.docsj.com/doc/ba10620080.html,ki.kjgc.2015.12.004

铸件常见缺陷的判定及形成原因

铸件常见缺陷的判定及形成原因 一、毛刺： 缺陷判定 (1)铸件大部分或局部有圆形小疙瘩。 (2)浇口附近有圆形小疙瘩。（面层用的锆浆质量） 原因分析： 1.1浆的粘度太低（粘浆越厚、越稠利于控制，不过过厚、过稠又不利于干燥） 1.2滴浆时间太长，浆变的稀薄。 1.3配将搅拌不充分。（锆浆+硅溶胶，面层要求40+2s） 1.4锆浆老化：浆用的时间太长，出现胶凝（一般25天更换一次）超出有效期，强度变小。 1.5锆砂粒太粗，淋沙高度太高。 1.6化学粘砂：金属液与面层浆发生反应（Cro的含量多少）锆粉耐火度不够；浇注温度和培烧温度太高；局部过热。 1.7搅拌设备生锈（L型搅拌器）锆粉含铁磁性高。 1.8浇口附近有热点（一般浇口高15mm） 1.9涂料对蜡膜的浸润性差。 即：控制毛刺的关键在于控制面层质量（锆浆质量）。 二、跑火： 缺陷判定 型壳在浇注时金属液穿透铸件形成不规则的金属凸起，铸件内腔，凹槽内有多余金属称外炮火。 原因分析： （1）型壳在空洞或狭缝处的强度太低。 1.1结构不合理（盲孔、细孔，高度/直径>时应无事）（5、5层型壳） 1.2涂挂不良，欲湿、浮砂未清干净。 1.3干燥不良（物理硬化） 1.4浆粘度太低。 （2）型壳整体强度太低（层数不够） 2.1层数不够，一般大于4、5层或7、5层最大到10、5层。 2.2粘度太低。 （3）脱蜡裂（腊膨胀裂） （4）机械损伤。 （5）耐火材料热稳定性不好，高温强度低。 总论：跑火是因为所用型壳强度不够，或浇注时对型壳冲击力过大，或型壳急冷急热性差，或操作和运输过程中性壳撞击出现裂纹，在浇注时型壳开裂，钢液顺裂口外流造成。 内腔跑火则是由于内腔和凹槽等处局部未涂上涂料；涂料带气；未撒上砂使型壳存在孔隙，浇注时金属液进入空隙或穿透有缺陷的型壳形成。 三、剥落： 缺陷判定：铸件表面上有大小不等的，形状不规则的疤片状凸起物。 原因分析：

铝合金铸件热处理操作规程

铝合金铸件热处理操作规程 所属分类：生产管理制度作者：[] 发布日期：2005-9-19 【字体：大中小】 1 定义及其目的 热处理就是选用某一热处理规范，控制加热速度，升到某一相应温度下保温一定时间以一定的速度冷却，改变其合金组织。其主要目的是：提高力学性能，增强耐腐性能，改善加工性能，获得尺寸的稳定性。 2 热处理工艺分类 2．1 退火： 2．1．1 定义：退火就是将铝合金铸件加热到较高温度（一般300℃左右），保温一定时间，随炉冷却到室温的工艺。 2．1．2 目的：消除内应力，稳定尺寸，减少变形，增大塑性。 2．2 固溶处理： 2．2．1 定义：固溶处理就是把铸件加热到尽可能高的温度（接近于共晶的熔点），在该温度下保持足够长的时间，并随后快速冷却。 2．2．2 目的：提高铸件的强度和塑性，改善合金的耐腐蚀性能。 2．3 时效处理： 2．3．1 定义：时效处理就是将铸件加热到某一温度，保温一定时间后出炉，在空气中缓慢冷却到室温的工艺。 2．3．2 分类： 2．3．2．1 不完全人工时效：它是采用比较低的时效温度或较短的保温时间，目的是为了获得优良的综合力学性能，即比较高的强度，良好的塑性和韧性。 2．3．2．2 完全人工时效：它是采用较高的时效温度和较长的保温时间。目的：获得最大的硬度，即得到最高的抗拉强度。 2．3．2．3 过时效：它是加热到更高温度下进行。目的：得到好的抗应力腐蚀性能或比较稳定的组织和几何尺寸。 3 热处理状态代号及意义参见下表： 表1 热处理状态代号、名称及特点 4 热处理工艺参数参见表2：

注：表中未注明要求的，表示可通用于任何情况。 5 热处理操作要点： 5．1 热处理用炉的准备： 5．1．1 检查热处理用炉及辅助设备。如供电系统、空气循环用风扇，自控仪表及热电偶插放位置是

铝及铝合金焊接工艺的现状和发展趋势优选稿

铝及铝合金焊接工艺的现状和发展趋势 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-

铝及铝合金焊接工艺的现状和发展趋势对铝及铝合金焊接特点进行分析，比较了TIG、MIG、PAW不同焊接方法焊接铝及其合金时的优缺点。通过搅拌摩擦焊及变极性焊接两种焊接工艺的介绍，结合本企业产品，对两种焊接方法的应用进行了展望。随着科学技术的发展，低密度、高强度金属材料越来越多地得到应用，铝合金以其低温特性、质量轻、强度高的优点，已经被广泛应用在航空航天、机车和民用工业中，成为一种重要的加工材料。 在铝合金的加工过程中，铝合金的焊接是其中一个重要的加工环节。铝合金导热快在空气中容易被氧化，其表面形成一层致密、难熔、体积质量大的氧化膜，阻碍基体金属的熔合。所以对于铝合金焊接必须可靠清理其表面致密氧化膜，才能保证正常的焊接。 目前铝合金的焊接方法有交流TIG、直流氩弧TIG、熔化极气体保护焊MIG、穿孔变极性等离子焊接、真空电子束和激光以及搅拌摩擦焊等，但应用较多的仍然是交流TIG和MIG两种方法，其余的不是工艺或设备不成熟，就是设备价格昂贵、应用场合受限制等因素而没有得到广泛应用。在此通过对铝及其合金焊接特点及常用焊接方法的分析，对目前比较先进的铝合金焊接技术一搅拌摩擦焊和变极性焊接进行简要介绍。 铝及其合金的焊接特点 1.1.采用热量集中的焊接特点

从物理性能上看，铝及其合金具有导热性强而热量大，线膨胀系数大，熔点低和高温强度小等特点。焊接时，首先必须采用能量集中的热源，以保证熔合良好；其次，要采用垫板和夹具，以保证装配质量和防止焊接变形。例如，纯铝在370~C左右时强度不超过9.8N/mm2，因此焊接时不能采用悬空方式，否则会因支持不住溶池液态金属的重量而破坏焊缝成形。 1.2.有氧化膜，焊接时需要阴极清理 从化学性质上看，铝及其合金表面极易形成难熔的氧化膜(三氧化二铝的熔点2050°C)，而铝只有660°C，所以焊接时必须先除氧化膜，否则会造成焊缝金属夹渣及未熔合。 1.3.溶池不易观察 铝及其合金由固态转变为液态时，并无颜色的变化，因此也不易确定接缝的坡口是否熔化，造成焊接操作上的困难。 1.4.焊缝气孔倾向大 首先，液态铝对氧的溶解速度比固态下大20倍左右，加上铝导热快，气体来不及逸出而造成气孔；其次，三氧化二铝易吸附水分而使焊缝产生气孔；母材及焊丝未清理干净(油和水)、保护气体不纯也是造成气孔的一个方面。 1.5.焊接接头的等强性

铸造铝合金热处理

1．铸造铝合金热处理的特点和目的 前面提到，铸造铝合金的金相组织比变形铝合金的金相组织粗大，因而在热处理时也有所不同。前者保温时间长，一般都在2h以上，而后者保温时间短，有的只要几十分钟。因为金属型铸造、低压铸造、差压铸造的铸件是在比较大的冷却速度和压力下结晶凝固的，其结晶组织比石膏型铸造、砂型铸造的铸件细很多，故其热处理的保温时间也短很多。铸造铝合金与变形铝合金的另一不同点是壁厚不均匀，有异形截面或内通道等复杂结构形状，为保证热处理时不变形或开裂，有时还要设计专用夹具予以保护，并且淬火介质的温度也比变形铝合金高，故一般多采用 人工时效来缩短热处理周期和提高铸件的性能。 铸造铝合金热处理的目的是，提高力学性能和耐腐蚀性能，稳定尺寸，改善切削加工性和焊接性等工艺性能。因为许多铸态铝合金的力学性能都不能满足使用要求，除Al-Si 系的ZL102、Al-Mg系的ZL302和Al-Zn系的ZL401合金外，其余的铸造铝合金都要通过热处理来进一步提高铸件的力学性能和其他使用性能。其具体作用有以下几个方面： 1）消除由于铸件结构（如壁厚不均匀、转接处厚大）等原因使铸件在结晶凝固时因冷却速度不均匀所造成的内应力； 2）提高合金的强度和硬度，改善金相组织，保证合金有一定的塑性和切削加工性能、焊接性能； 3）稳定铸件的组织和尺寸，防止和消除高温相变而使体积发生变化； 4）消除晶间和成分偏析，使组织均匀化。 2．铸造铝合金热处理方法及操作技术要点 （1）热处理方法铸造铝合金的热处理，目前有退火、淬火（固溶处理）、时效和循环处理等工艺，分述如下：

1）退火。退火的作用是消除铸件的铸造应力和机械加工引起的内应力，稳定加工件的形状和尺寸，并使Al-Si系合金的部分Si晶体球状化，改善合金的塑性。其工艺是：将铝合金铸件加热到280~300℃，保温2~3h，随炉冷却到室温，使固溶体慢慢发生分解，析出的第二质点聚集，从而消除铸件的内应力，达到稳定尺寸、提高塑性、减少变形的目的。热处理状态代号为T2。 2）淬火。淬火也叫固溶处理或急冷处理。其工艺是：将铝合金铸件加热到较高的温度（一般在接近于共晶体的熔点，大多在500℃以上），保温2h以上，使合金内的可溶相充分溶解。然后，急速淬人60~100℃的水中，由于铸件受到急冷，使其在合金中得到最大限度溶解的强化相固定并保存到室温。 3）时效。其工艺是：将经过淬火的铝合金铸件加热到某个温度，保温一定时间出炉空冷到室温，使过饱和的固溶体分解，让合金基体组织稳定。 合金在时效过程中，大致需经过几个阶段：随着温度的上升和时间的延长，过饱和固溶体点阵内原子的重新组合，生成溶质原子富集区（称为G-PⅠ区）；随着G-PⅠ区消失，第二相原子按一定规律偏聚并生成G-PⅡ区，之后生成亚稳定的第二相（过渡相）；大量的G-P II区和少量的亚稳定相结合以及亚稳定相转变为稳定相、第二相质点聚集几个阶段。 时效处理又分为自然时效和人工时效两大类。自然时效是在室温下进行时效强化的处理。人工时效又分为不完全人工时效、完全人工时效、过时效三种。 ①不完全人工时效。将铸件加热到150 ~ 170℃（较低温度下），保温3 ~ 5h，以获得较好的抗拉强度、良好的塑性和韧性，但耐蚀性降低。 ②完全人工时效。将铸件加热到175~185℃（较高温度下），保温5~24h，以获得足够的抗拉强度（即最高的硬度），但伸长率降低。

铝合金铸造工艺简介

铝合金铸造工艺简介 一、铸造概论 在铸造合金中，铸造铝合金的应用最为广泛，是其他合金所无法比拟的，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，才能防止或在许可围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。 实际生产中，在合金已确定的情况下，除了强化熔炼工艺（精炼与除渣）外，还必须改善铸型工艺性（砂模透气性、金属型模具排气及温度），并在不影响铸件质量的前提下提高浇注温度，保证合金的流动性。 (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

铝合金行业发展现状及前景趋势分析

铝合金行业发展现状及前景趋势分析 资料来源：前瞻网：2013-2017年中国铝加工行业发展前景与投资预测分析报告，百度报告名称可查看报告详细内容。 铝合金是以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。铝合金广泛应用于需要有良好的成形性、高抗蚀性、且强度要求不高的产品。例如化工设备、食品工业装置与贮存容器、炊具、装饰品、小五金件等。 铝合金行业发展现状： 近几年，随着政府整顿和规范市场秩序力度的加强和市场竞争优胜劣汰机制作用的进一步发挥，中国铝合金工业在总量快速增长的同时，内部结构也发生了明显的变化，产业开始逐渐走向成熟。目前，中国铝合金型材工业已经跨越了以数量增长为特征的初级发展阶段，初步进入了以提高产品内在质量、丰富产品种类、依靠综合实力参与市场竞争的新阶段。 2012年1-12月，全国铝合金的产量达480.36万吨，同比增长20.77%。从各省市的产量来看，天津市铝合金的产量达49.39万吨，同比增长25.70%，占全国总产量的10.28%。紧随其后的是内蒙古自治区、河北省和江苏省，分别占总产量的10.18%、10.16%和10.00%。 铝合金行业前景趋势分析： 未来我国铝合金工业市场需求潜力巨大。由于我国正处在工业化的中期阶段，目前铝合金型材主要消费领域为建筑行业，工业铝合金型材消费占全部铝合金型材消费比例远远低于发达国家。随着中国工业化进程的推进，交通、电子等行业对于铝合金型材需求必定呈上升的趋势，在铝合金型材的消费结构中，工业铝合金型材消费的比例必定会不断上升。目前，汽车工业已成为中国的支柱产业，中国汽车工业已进入快车道，并已成世界汽车生产大国和世界上最有潜力的消费市场。轻量化是汽车工业节能减排的重要手段而轻量化必然导致铝合金在汽车上的大量应用。另外，尽管近年来铝合金门窗在低档次产品的冲击下，市场表现疲软，但未来在房地产业发展的带动下，因铝合金门窗的耐腐蚀性、变形量小、防火性强、使用寿命长、环保节能等特性，决定其仍是今后市场上的主流。 前瞻网：2013-2017年中国铝加工行业发展前景与投资预测分析报告，共八章。首先介绍了铝及铝合金的概念、特性、分类等，接着分析了国内外铝工业的整体发展及铝合金行业的发展环境，然后重点分析了国内铝合金产业的现状。随后，报告对全国及主要地区铝合金的产量数据进行了分析，并分别介绍了铝合金门窗、铝合金轮毂、铝合金锻件的发展情况。最后报告对铝合金行业做了技术发展分析，还对铝合金行业的未来前景及发展趋势进行了科学的预测。 （复制转载请注明出处，否则后果自负！）

铸造铝合金缺陷及分析

铸造铝合金缺陷及分析 一氧化夹渣 缺陷特征：氧化夹渣多分布在铸件的上表面，在铸型不通气的转角部位。断口多呈灰白色或黄色，经x光透视或在机械加工时发现，也可在碱洗、酸洗或阳极化时发现 产生原因： 1．炉料不清洁，回炉料使用量过多 2.浇注系统设计不良 3．合金液中的熔渣未清除干净 4．浇注操作不当，带入夹渣 5.精炼变质处理后静置时间不够 防止方法： 1．炉料应经过吹砂，回炉料的使用量适当降低 2．改进浇注系统设计，提高其挡渣能力 3.采用适当的熔剂去渣 4．浇注时应当平稳并应注意挡渣 5．精炼后浇注前合金液应静置一定时间 二气孔气泡 缺陷特征：三铸件壁内气孔一般呈圆形或椭圆形，具有光滑的表面，一般是发亮的氧化皮，有时呈油黄色。表面气孔、气泡可通过喷砂发现，内部气孔气泡可通过X光透视或机械加工发现气孔气泡在X光底片上呈黑色 产生原因： 1．浇注合金不平稳，卷入气体 2．型(芯)砂中混入有机杂质(如煤屑、草根马粪等) 3．铸型和砂芯通气不良 4．冷铁表面有缩孔 5．浇注系统设计不良 防止方法： 1．正确掌握浇注速度，避免卷入气体。 2．型(芯)砂中不得混入有机杂质以减少造型材料的发气量 3．改善(芯)砂的排气能力 4．正确选用及处理冷铁 5．改进浇注系统设计 三缩松 缺陷特征：铝铸件缩松一般产生在内浇道附近飞冒口根部厚大部位、壁的厚薄转接处和具有大平面的薄壁处。在铸态时断口为灰色，浅黄色经热处理后为灰白浅黄或灰黑色在x光底片上呈云雾状严重的呈丝状缩松可通过X光、荧光低倍断口等检查方法发现
产生原因： 1．冒口补缩作用差 2．炉料含气量太多 3．内浇道附近过热 4．砂型水分过多，砂芯未烘干 5．合金晶粒粗大