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    压铸件合金的进展与应用状况

    发布日期:2019-09-20 发布者:润恒压铸

    作为压铸技术的重要组成部分,压铸合金包括铝合金、镁合金、锌和锌铝合金、铜合金、黑色金属和金属基复合材料。铜合金压铸件具有很高力学性能和耐蚀性。与其它有色金属相比,铜合金压铸所需的压力高和温度高(982~1066℃),明显缩短压铸型的寿命,从而导致黄铜合金压铸型成本较高。当零件需要较高的强/硬度、耐蚀性或耐磨性时,选择铜合金压铸成形比起其它工艺方法还是比较经济的。由于铸型材料的原因,黑色金属的压铸成形目前应用尚不广泛。现今广泛应用的是铝合金、镁合金和锌合金。

    随着压铸件功能和应用领域不断扩大,压铸合金性能的内涵也不断拓展,诸如力学性能、物理性能、压铸成形性能、机加工性能、表面处理性能、耐腐蚀性、耐磨性、焊接性等。要生产经济的压铸件,在压铸合金方面不仅要考虑压铸合金性能和化学成分,还要优选成本与性能的均衡,以及安全性、使用寿命周期及再循环利用等问题。

    压铸铝合金标准牌号中有Al-Si系和Al-Mg系合金,且绝大多数是Al-Si系合金。A380.0(AlSi8.SCu3.5)具有较高的力学性能和良好机加工性能,是较广泛使用的压铸铝合金,如汽车的支架、托架、滑板、刹车毅、泵体、支臂等结构件。A383.0(AlSi11Cu3)具有良好抗热裂性能。A383.0和A384.0(AlSi11Cu3.8)可以代替A380.0用于压铸复杂的零部件以改善压铸成形性能。A360.0(AlSi9.5Mg0.5)具有较好的耐蚀性、较高的高温强度和塑性,但压铸成形性能较差。C443.0(AlSi5)尽管应用不广泛且压铸成形性能差,但在压铸铝合金中塑性较好,其抗蚀性中等。A413.0(AlSi12)具有较好的气密性,对于缸体和压力容器是一个很好的选择,这种合金具有优良的压铸成形性能,适宜于制造复杂、薄壁及承力要求不严格的零部件,如仪表盘、盖板、护板、壳体等。B390.0(AlSi17Cu4.5)的热膨胀系数小、耐磨性优良,但塑性差、机加工性能差,该合金适用于汽车发动机缸体、变速箱壳体、离合器架、柱塞式压缩机缸体和阀体等。AlMg8具有较好的强度和塑性,优良的耐蚀性和表面处理性能,机械加工性能好,但是凝固温度范围较宽(535~621℃),热裂倾向大,压铸成形性能较差。AlMg5Si合金具有较高的韧性和疲劳强度,良好的焊接性。该合金的性能与壁厚有很大关系,通过热处理可提高压铸件的刚性和韧性。

    近年来,汽车上车门组合的铰链和支架、底盘上的发动机悬挂架、十字结构、前端架、减震机构等重要结构件都已采用铝合金压铸成形。对于车体零部件要求具有很高吸收冲击功的抗冲击性能和减震性能,还要具有可焊性和耐应力腐蚀能力。SILAFONT-36高韧性压铸铝合金已被用于高应力、高负荷结构件设计中。SILAFONT-36合金属于低Fe高Mn含Sr的AlSi9Mg合金。控制SILAFONT-36合金中的含Mg量可获得不同的力学性能。如含0.32%~0.40%Mg时,用于要求伸长率的同时还要求压缩强度的零部件;含0.24%~0.30%Mg的合金适合于承受冲击的重负荷应力的零部件;含0.18%~0.24%Mg的合金用于要求高韧性和抗冲击性的零部件;含0.13%~0.19%Mg时,用于要求伸长率高的零部件。为了获得稳定的力学性能,含Mg量的变化控制在0.07%范围内。在AlSi8.5Cu3.5(YL112)基础

    上用稀土元素合金化,开发Al-Si-Cu-RE压铸合金,该合金具有良好的流动性、耐磨性、气密性和机加工性能,可用于汽车变速箱、发动机壳体、气阀、轮毅及电子产品和航空器件。铝合金压铸件向结构复杂、薄壁和高性能、高精度以及集成化方向发展。作

    为结构复杂和薄壁的例子,如采用AlSi8Cu3(Fe)合金制造大型客机上的化学供氧装置支座,其较小壁厚1mm,较小铸孔直径0.8mm;采用AlSi13合金制造电气控制装置的散热器,以较小壁厚保证较大的散热面积。作为高性能和高精度的例子,如采用Al-Si10MgMn合金制造轿车前轴的整体托架,该托架是连接和固定轿车前轴的所有重要部件,在力学性能和尺寸精度上都有很严格的要求。采用AlSi10Mg(Fe)合金压铸医疗器械中保育箱加热元件的定子,其特点是压铸件上加热螺旋体没有沿圆周增设任何附加支架而整体铸出,甚至连加热元件接线部位也清晰可见。采用低Fe的铝合金材料获得高断裂韧性的压铸件,应用于汽车油槽、支架、后桥等。作为集成化的例子,如采用AlMg5Si2Mn合金制造的轿车门组合结构件,由10个压铸件组焊而成;集机座、吹风机和热交换器于一体的轿车立式加热和热交换器用吹风机零件,机座和吹风机采用AlSi10Mg(Fe)合金,热交换器采用AlSi12(Cu)合金。该铸件结构复杂,发挥了压铸铝合金的导热性、耐热性和成形性好的特点。

    为满足现代工业发展的要求和增强在世界压铸市场的竞争力,须大力研究、开发压铸技术,尽快赶上世界先进水平。随现代压铸技术迅速发展,压铸件趋于大型化或微型化、复杂化、薄壁化、集成化的方向发展,压铸合金的研究开发也须使其性能趋于多元化,以适应不断扩大的压铸件功能和应用领域的需求。


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