铸铝技术分析

　　   铝的密度小 , 塑性高 , 具有优良的电性能和热性能 , 表面有致密的氧化膜保护 , 抗腐蚀性能好。 铝在地壳中的蕴藏量大 , 据统计 , 地壳中铁占 4.7% ( 质量分数 , 下同 ) , 铝占 7.5% 。目前铝已经成为非铁金属中生产量最大的金属。

　　铸造铝合金是在纯铝的基础上加入其他金属或非金属元素 , 不仅能保持纯铝的基本性能 , 而且由于合金化及热处理的作用 , 使铝合金具有良好 的综合性能。铝及铝合金在工业上占有重要的地位 , 大量用于军事、工业、农业和交通运输等领域 , 也广泛用作建筑结构材料、家庭生活用具和体育用品等。

　　在这类合金中 si 是主要合金化元素 , si 改善合金的流动性 , 降低热裂倾向 , 减少疏松 , 提高气密性。这类合金具有好的耐腐蚀性能和中等的机加工性能 , 具有中等的强度和硬度 , 但塑性较低。 按合金中的 si 含量多少 , 该系合金可分为共晶铝硅合金 (zl102 、 yl102 、 zl108 、 yl108 和 zl109) 、过共晶铝硅合金 ( zl1l7 和 yl1l7) 和 亚共晶铝硅合金 ( 其余合金 ) .

　　zli02是典型的二元共晶铝硅合金 , 合金中 si 的质量分数为 10%-13% , 该合金具有优良的 铸造性能 , 但力学性能和切削加工性能较差。为了改善zl102合金的室温和高温力学性能 , 加入一定量的 mg, cu 和 mn, 成为zl108合金 , 使热膨 胀系数小 , 耐磨性能提高。zl109也是共晶铝硅合金 , 与zl108合金相比 , 降低了 cu 含量 , 提高了 mg 含量 ,并且用 ni 代替 mn, 合金具有更好的耐热性。zl108 和 zl109合金广泛地用做内燃机的活塞。yl102 和 yl108主要用作压铸合金。

　　亚共晶铝硅合金中属al-si-mg系的合金有zl101 、 zl101 a 、 zl104 、 yl104 、 zl114a 、 zll15 和 zl1l6。这类合金在成分上的主要区别是 :zl104合金加入了 mn,zl115合金加入了 zn 和他 ,zl1l6合金加入了 ti 和 be,zl101a 和 zl114a合金是用高纯度的精铝作原材料 , 减少杂质含量。这类合金具有良好的铸造性能 , 中等的力学性能和良 好的抗腐蚀性能 , 在工业中应用广泛。属于al-si-cu系的合金有zl105 、 zl105a 、 zl106 、 zl11o 、 zl111 、 zl107 、 yl112 和 yl113。前五个合金含 有 mg, 后三个合金无 mg, 但 cu 含量偏高。此外 在zli06和zl111合金中还加入了少量的 mn 和 ticzl110合金的 cu 含量高 , mg 含量低。 al-si- cu 系合金具有良好的铸造性能 , 中等的力学性能 , 抗腐蚀性能与 al-si-mg 系合金相比较差 ,yl112 和 yl113合金主要用作压铸合金 , 其他合金用于砂型铸造、金属型铸造和精密铸造等。

　　过共晶铝硅合金中 si 的质量分数一般超过 15% 。美国的 390. 0 合金、德国的 ks281 合金和我国的 yl117 合金中 si 的质量分数为 18% 左右 ; 我国的 zl117 合金、德国的 ks280 合金中 si 的质量分数为 21% 左右 ; 德国的 ks282 合金中 si 的质量分数为 24% 左右。这类合金随着 si 含量的增加 , 密度减小 , 热膨胀系数降低 , 硬度、耐磨性和体积稳定性相应提高 , 主要用作活塞材料 , 其主要缺点是难于机加工 , 对刀具的要求严格。