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                          Company News公司新聞

                          2021-4-25金屬壓鑄加工材料作用分析

                          壓鑄是近代金屬壓力加工工藝中發展較快的一種高效率、少無切削的金屬成形精密鑄造方法,它已廣泛應用在國民經濟的各行各業中;也因行業的不同需求,對壓鑄成型的金屬材料也有不同的要求與選擇。
                            在選擇壓鑄材料時,應當根據產品的作用性能、工藝性能、生產條件、經濟性以及壓鑄材料的特點等各種因素,合理選擇正確的壓鑄材料。
                            常用的壓鑄材料包括鋁合金、鋅合金和鎂合金等。
                            鋁合金是目前應用最多的壓鑄材料,廣泛應用于汽車工業、摩托車工業、航空航天等。鋁合金的特點如下:
                            1)鋁合金的密度較小,僅為鐵、銅、鋅的1/3左右,比強度和比剛度高是其突出優點。
                            2)鋁合金具有良好的導電、導熱性能。
                            3)鋁合金抗氧化腐蝕性能好。在空氣中,鋁的表面容易生成一層致密的三氧化二硫氧化膜,能阻止進一步被氧化。
                            4)鋁合金具有良好的壓鑄性能。鋁合金壓鑄工藝簡單,成形及切削加工性能良好,具有較高的力學性能及耐蝕性,是代替鋼鐵鑄件最具潛力的合金。
                            5)鋁合金的高溫力學性能很好,在低溫下工作時同樣保持良好的力學性能。
                            6)鋁合金的缺點是容易在最后凝固處產生大的集中縮孔。此外,鋁合金與鐵有很強的親和力,易粘模,應在冷室壓鑄機上壓。
                            鎂合金,鎂合金的特點如下:
                            1)鎂合金被稱為“21世紀的綠色工程材料”,其密度為鋁合金的2/3、鋼鐵的1/4,但比強度和比剛度均優于鋁合金和鋼鐵,遠遠高于工程塑料,是一種優良、輕質的結構材料。
                            2)鎂合金具有良好的能量吸收及振動吸收特性,用于產品外殼可以減少噪聲傳遞,用于運動零部件可吸收振動,延長零件使用壽命。
                            3)具有良好的電磁屏蔽性,可以提供電子產品的防電磁輻射性。
                            4)剛性好,耐沖擊。
                            5)延展性好,易成形,可使產品設計具有靈活性,提升產品檔次。
                            6)鎂合金熔點低,使得低溫變形小,尺寸精度高,有利于一次開模成形;與鐵的親和力小,對模具的粘附現象小,有利于提高生產率和模具壽命;而且鎂合金良好的流動性能有利于復雜件和細小件的生產。
                            7)機械加工性能最好,所需切削力小、切削效果好、刀具使用壽命長。
                            8)散熱性好,僅次于鋁合金。
                            9)尺寸穩定性好,環境溫度和時間變化對尺寸的影響小。
                            10)可100%再生。
                            11)鎂合金在空氣中易氧化,鎂合金壓鑄件成形后必須經過表面處理,提高耐蝕性,改善零件表面質量。常用的表面處理方法包括電鍍、噴涂、陽極氧化等。同理鎂合金有高溫脆性大、熱裂傾向大的缺點。
                            鋅合金也比較常見,鋅合金的特點如下:
                            1)鋅合金具有優良的鑄造性能、力學性能、韌性,在傳統的機械件、五金件、鎖具、玩具等行業應用很廣。
                            2)鋅合金具有優良的電和熱傳導性能、良好的振動阻尼特性、良好的電磁屏蔽性能’在電子、電信、家電產品上應用不斷增長。
                            3)鋅合金是一種通用、可靠、低成本的材料,易于壓鑄生產。鋅合金具有良好的壓鑄性能,因此更容易壓鑄形狀復雜、薄壁、尺寸精度高的產品。由于鋅合金的薄壁鑄造性能,可實現產品輕量化和降低成本的要求。
                            4)與鋁合金和鎂合金相比,鋅合金具有較高的抗拉強度、屈服強度、沖擊韌度和硬度、較好的伸長率。
                            5)鋅合金壓鑄件表面非常光滑,可不作表面處理直接使用,同時也比較容易進行各種表面處理,如拋光、電鍍、噴涂等,以獲得更佳的表面質量。
                            6)鋅合金熔點低,在385℃熔化,相比于鋁合金和鎂合金,鋅合金最容易壓鑄成形。
                            7)耐蝕性差。當鋅合金成分中雜質元素鉛、鎘、錫超過標準時,將會逐漸老化而發生變形,表現為體積脹大、力學性能(特別是塑性)顯著下降,時間長了就會破裂。
                            8)時效性。使用時間過長,鋅合金壓鑄件的形狀和尺寸會稍有變化。
                            9)鋅合金不宜在高溫和低溫的工作環境下使用。鋅合金在常溫下具有良好的力學性能,但在高溫下抗拉強度和低溫下沖擊性能都顯著下降。鋅合金容易老化,這是鋅合金的應用范圍受到限制的主要原因。鋅合金的工作溫度范圍較窄,溫度低于一10℃時,其沖擊韌度急劇降低,溫度升高時,力學性能下降,且易發生蠕變,因此,受力零件的溫度一般不超過lOOC。嚴格控制鋅合金原材料的純度和熔煉藝藝過程,在鋅合金中添加少量的Mg和適量的Cu,可以減輕或消除老化現象及改善切削加工性能。
                            綜上的壓鑄材料特點分析,結合富華金屬壓鑄廠前面分析的文章“鋁合金壓鑄件原料的要求”,分析得出好的成型壓鑄件對于所要加工的材料有一定要求,而且每種不同的金屬加工材料,它們之間的成分肯定不一樣,可以參考文章“鋅合金壓鑄件的成分”。
                            那么上述三種壓鑄加工材料的各自成分雖然不同,但是成分中的各種元素在壓鑄加工過程中所取到的作用都是與各種金屬元素有關,下面我們再具體分析下,壓鑄加工材料中各種金屬元素的作用。
                            【1】.硅(Si)硅是大多數壓鑄鋁合金的主要元素,它能改善合金的鑄造性能,一般含量在7%-11%。硅作用:
                            1、提高合金的高溫流動性
                            2、減少收縮率
                            3、減少熱裂傾向
                            4、提高耐磨性
                            但含硅量超過12%時,硅與鋁形成過共晶體,而銅、鐵等雜質又多時,即出現游離硅的硬質點,使切削加工困難,高硅鋁合金對鑄件坩堝的熔蝕作用嚴重。
                            【2】.銅(Cu)
                            合金中銅含量通常在2.5%~5%,增加含銅量,能提高合金的流動性,抗拉強度和硬度,但降低了抗蝕性和塑性,熱裂傾向增大。
                            【3】.鎂(Mg)
                            在高硅鋁合金中加入少量(約0.2~0.3%)的鎂,可提高強度和屈服極限,提高合金的切削加工性。
                            含鎂量過高,鑄造性能變差,在高溫下的強度和塑性都低,冷卻時收縮大,故易產生熱裂和形成疏松。
                            【4】.鋅(Zn)
                            鋅在鋁鋅系鋁合金中能提高流動性,提高鑄造性能,提高抗拉強度,但熱裂傾向增大,抗蝕性降低,一般要小于1.2%。
                            【5】.鐵(Fe)
                            由于鋁合金對模具的粘附作用十分強烈,當鐵含量在0.6%以下時尤為強烈。當超過0.6%后,粘?,F象便大為減輕,故含鐵量一般應控制在0.6~1%范圍內對壓鑄是有好處的。
                            含鐵量太高時,鐵以FeAl3、Fe2Al7和Al-Si-Fe的片狀或針狀組織存在于合金中,降低機械性能,這種組織還會使合金的流動性減低,熱裂性增大,抗蝕性能降低。
                            【6】.錳(Mn)
                            錳在鋁合金中能減少鐵的有害影響,能使鋁合金中由鐵形成的片狀或針狀組織變為細密的晶體組織,故一般鋁合金允許有0.5%以下的錳存在。含錳量過高時,會引起偏析,錳含量一般控制在0.6%以下。
                            【7】.鎳(Ni)
                            鎳在鋁合金中能提高合金的強度和硬度,降低耐蝕性。鎳與鐵的作用一樣,能減少合金對模具的熔蝕,同時又能中和鐵的有害影響,提高合金的焊接性能。當鎳含量在1~1.5%時,鑄件經拋光能獲得光潔的表面。由于鎳的來源缺乏,應盡量少采用含鎳的鋁合金。
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