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1、铸造铝合金基础知识培训XXX2011-12-101铝是自然界中分布最广的金属元素，地壳中铝的含量约为7.5%（质量分数），仅次于氧和硅。铸造铝合金是在纯铝的基础上加入其他金属或者非金属元素，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。1 铝合金特性及应用2正是因为铝合金具有密度小、抗腐蚀性好、比强度高等一系列优良特性，广泛地应用于航空、航天、汽车、机械等行业，尤其在汽车工业中，为了降低油耗，提高能源利用率,产品设计越来越考虑到轻量化，用铝合金铸件代替钢、铁铸件，将是长期的发展趋势。32.1 合金代号铸造铝合金代号由字母“Z”、“L”（它们分别是“铸”、“
2、铝”的汉语拼音第一个字母）及其后的三个阿拉伯数字组成。ZL后面第一个数字表示合金系列，其中1、2、3、4分别表示铝硅、铝铜、铝镁、铝锌系列合金，ZL后面第二、第三两个数字表示顺序号。优质合金在数字后面附加字母“A”。2 铸造铝合金的一般规定42.2 合金铸造方法、变质处理代号S砂型铸造J金属型铸造R熔模铸造K壳型铸造B变质处理53.3 合金状态代号F铸态T1人工时效T2退火T4固溶处理加自然时效T5固溶处理加不完全人工时效T6固溶处理加完全人工时效T7固溶处理加稳定化处理T8固溶处理加软化处理6Al-Si系合金：该系合金一般Si的质量分数为4%22%，Al-Si系合金具有优良的铸造性能，如流动
3、性好、气密性好，收缩率小和热裂倾向小等，经过变质以及热处理之后，具有良好的力学性能、物理性能、耐腐蚀性能和中等的机加工性能，是铸造铝合金中品种最多，用途最广的一类合金。3 铸造铝合金的分类7Al-Cu系合金：该系合金中Cu的质量分数为3%11%，加入其他元素使室温和高温力学性能大幅度提高，如ZL205A合金T6状态下标准性能b为490MPa，是目前世界上强度最高的铸造铝合金之一，ZL206、ZL207和ZL208合金具有很高的耐热性能。8ZL207合金中添加了混合稀土，提高了合金的高温强度和热稳定性，可用于350 400下工作的零件，缺点是室温力学性能较差，特别是延伸率很低。Al-Cu系合金具
4、有良好的切削加工和焊接性能，但铸造性能和耐腐蚀性能较差。这类合金在航空产品上应用较广泛，主要用作承受大载荷的结构件和耐热零件。9Al-Mg系合金：该系合金中Mg的质量分数为4%11%，其密度小，力学性能较高，具有优异的耐腐蚀性能，良好的切削加工性能，加工表面光亮美观。该类合金熔炼和铸造工艺较复杂，除用作耐蚀合金外，也用作装饰合金。10Al-Zn系合金：Zn在Al中的溶解度大，当Al中加入Zn的质量分数大于10%时，能显著提高合金的强度，该类合金自然时效倾向大，不需要热处理就能得到较高的强度。这类合金的缺点是耐腐蚀性能差，密度大，铸造时容易产生热裂，主要用做压铸仪表壳体类零件。114 铸造铝合金
5、成分及性能1213141516175 国内外铸造铝合金牌号对照表 418续 表 419类别中国前苏联美国英国法国原联邦德国日本 JISISOGBYBHBOCTASTM UNSANSI AASAEBSBS/LNFAIRLADIN铝 铜 合 金ZL201HZL-201A9A-U5GT-U5GTG-AlCu4TiMg(3.1371.61)AlCu5MgTi HZL-202高纯A9ZL202ZL1A12A03600 A360.0309A-U8SAl-Cu8SiZL203ZL2HZL-203A7A02950295.0 B295.0382L91 2L92A-U5GTG-AlCu4Ti(3.1841.61)
6、ACIAAl-Cu4MgTi续 表 420类别中国前苏联美国英国法国原联邦德国日本 JISISOGBYBHBOCTASTM UNSANSI AASAEBSBS/LNFAIRLADIN铝镁合金ZL301ZL5HZL-301A8A05200 A05202520.0 520.2324 320LM10 LM54L53G-AlMg10(3.3561.01)AC7BZL302ZL6A22A05140 A05141514.0 514.1L74A-G6 A-G3TAC7AAl-Mg6 Al-Mg3HZL-303A13铝锌 合金ZL401ZL15HZL401AP1ZL402A24A07120 A07122712
7、2.2A-Z5GAl-Zn5MgHZL-505A11续 表 4216.1 金属型铸造金属型铸造又称硬模铸造，它是将液体金属浇入金属铸型，以获得铸件的一种铸造方法。铸型是用金属制成，可以反复使用多次。金属型铸造目前所能生产的铸件，在重量和形状方面还有一定的限制，只能是形状比较简单的铸件；铸件的重量不可太大；壁厚也有限制，较小的铸件壁厚无法铸出。6 我公司铝合金铸造方法2223优点：（1）金属型生产的铸件，其机械性能比砂型铸件高。同样合金，其抗拉强度平均可提高约25，屈服强度平均提高约20，其抗蚀性能和硬度亦显著提高；（2）铸件的精度和表面光洁度比砂型铸件高，而且质量和尺寸稳定;（3）铸件的工艺出
8、品率高，液体金属耗量减少，一般可节约1530；（4）不用砂或者少用砂，一般可节约造型材料80100；（5）金属型铸造的生产效率高；使铸件产生缺陷的原因减少；工序简单，易实现机械化和自动化。24缺点：(1)金属型不透气，而且无退让性，易造成铸件浇不足、开裂或铸铁件白口等缺陷;(2)金属型铸造时，铸型的工作温度、合金的浇注温度和浇注速度，铸件在铸型中停留的时间，以及所用的涂料等，对铸件的质量的影响甚为敏感，需要严格控制。256.2 熔模铸造模铸造又称失蜡铸造，通常是指在易熔材料制成模样，在模样表面包覆若干层耐火材料制成型壳，再将模样熔化排出型壳，从而获得无分型面的铸型，经高温焙烧后即可填砂浇注的铸造方案。熔模铸造示意图26优点：（1）可制作大型、薄壁、复杂铸件。（2）铸件表面质量优异。（3）可为结构复杂、薄壁的部件提供整体成形技术。（4）可显著提高材料利用率。（5）可大大缩短产品研制生产周期。缺点：熔模铸造的缺点是工序繁杂，生产周期长，原辅材料费用比砂型铸造高，生产成本较高，工艺出品率低。27