一、原材料成分(直接決定成品性能)
1. 鋁合金屬牌號與合金元素
主合金元素(如 Si、Mg、Cu、Zn 等):
硅(Si):提高流動性,改善鑄造性能,但含量過高會降低塑性(如 ADC12 硅含量約 10-13%,適合復雜鑄件)。
鎂(Mg):增強強度和耐腐蝕性(如 Al-Mg 合金用于航空件)。
銅(Cu):提升強度和耐熱性(如 Al-Cu 合金用于發(fā)動機部件)。
雜質元素(Fe、Zn、Pb 等):
鐵(Fe):超過 0.8% 易形成硬脆相(β-Al5FeSi),降低韌性和抗腐蝕性能。
鋅(Zn):過量會導致熱裂傾向,影響尺寸穩(wěn)定性。
鉛、鎘:污染環(huán)境,且降低力學性能,寧波鋁鑄件廠家需嚴格控制在國標范圍內(如 GB/T 15115)。
2. 原材料狀態(tài)(原生鋁 vs. 再生鋁)
原生鋁:純度高(如 99.7% 純鋁),雜質少,適合高性能鑄件(如航空航天、醫(yī)療器械)。
再生鋁:成本低,但需嚴格控制回收料來源(如混雜廢料可能引入未知元素),通常用于低載荷件(如汽車配件、日用品)。
關鍵影響:再生鋁中若含殘留涂層、油污,熔煉時易產生氣體(H?)和夾渣,導致鑄件氣孔、疏松。
二、熔煉過程控制(影響原材料純凈度)
1. 熔煉溫度與保溫時間
溫度過低:合金元素未充分溶解,導致成分偏析(如 Mg 分布不均),鑄件力學性能不穩(wěn)定。
溫度過高 / 保溫過長:鋁液吸氣量增加(H?溶解度隨溫度升高而上升),冷卻后形成氣孔;合金元素燒損(如 Mg 氧化),降低有效成分含量。
2. 精煉與除氣處理
精煉劑(如六氯乙烷、C2Cl6):去除鋁液中的氧化物夾雜(Al?O?)和熔渣,若處理不徹底,夾渣會成為鑄件裂紋源。
除氣工藝(如吹氬、旋轉噴吹):降低鋁液含氣量,若含氫量>0.15ml/100g Al,鑄件易出現(xiàn)針孔缺陷。
3. 變質處理
硅相變質:對過共晶 Al-Si 合金(如 Si>12%),壓鑄鋁件生產廠家添加鈉鹽(Na)或鍶(Sr)可細化硅顆粒,改善力學性能;若變質不足,粗大硅顆粒會降低韌性。
三、鑄造工藝與模具(影響原材料成型質量)
1. 鑄造方法
砂型鑄造:對原材料流動性要求高(需高 Si 含量),但冷卻速度慢,易產生粗大晶粒,需配合孕育劑(如 Ti-B)細化組織。
金屬型鑄造 / 壓鑄:冷卻速度快,可細化晶粒,但原材料需具備良好充型能力(如 ADC6 適合壓鑄件),且模具溫度會影響凝固順序,導致縮孔或冷隔。
2. 模具設計與溫度
澆冒口設計:若澆道過窄或充型速度過快,鋁液易產生湍流,卷入氣體和氧化皮,形成鑄件缺陷。
模具溫度過低:鋁液快速凝固,表面易產生冷隔、欠鑄;溫度過高則冷卻緩慢,晶粒粗大,力學性能下降。
四、后續(xù)處理(挖掘原材料潛在性能)
1. 熱處理工藝
時效處理:對可熱處理強化合金(如 Al-Cu-Mg 系),時效溫度和時間需匹配原材料成分,否則可能無法析出強化相(如 θ 相 CuAl?),導致強度不足。
固溶處理:若保溫時間不足,合金元素未充分溶入基體鑄造鋁鑄件,時效后強化效果差。
2. 表面處理
原材料雜質過高(如 Fe>1.2%):陽極氧化時易出現(xiàn)黑斑,鍍層結合力差;含 Cu 量高的合金(如 2017 系)耐腐蝕性能弱,需額外鍍層保護。