鑄造鋁合金如何成型

1. 鋁合金的鑄造工藝有哪些

砂型鑄造
精密鑄造
目前的消失模的越來越來

2. 鋁合金鑄造工藝

一、鑄造概論
鋁合金鑄造的種類如下：
由於鋁合金各組元不同，從而表現出合金的物理、化學性能均有所不同，結晶過程也不盡相同。故必須針對鋁合金特性，合理選擇鑄造方法，才能防止或在許可范圍內減少鑄造缺陷的產生，從而優化鑄件。
1、鋁合金鑄造工藝性能
鋁合金鑄造工藝性能，通常理解為在充滿鑄型、結晶和冷卻過程中表現最為突出的那些性能的綜合。流動性、收縮性、氣密性、鑄造應力、吸氣性。鋁合金這些特性取決於合金的成分，但也與鑄造因素、合金加熱溫度、鑄型的復雜程度、澆冒口系統、澆口形狀等有關。
(1) 流動性
流動性是指合金液體充填鑄型的能力。流動性的大小決定合金能否鑄造復雜的鑄件。在鋁合金中共晶合金的流動性最好。
影響流動性的因素很多，主要是成分、溫度以及合金液體中存在金屬氧化物、金屬化合物及其他污染物的固相顆粒，但外在的根本因素為澆注溫度及澆注壓力（俗稱澆注壓頭）的高低。
(2) 收縮性
收縮性是鑄造鋁合金的主要特徵之一。一般講，合金從液體澆注到凝固，直至冷到室溫，共分為三個階段，分別為液態收縮、凝固收縮和固態收縮。合金的收縮性對鑄件質量有決定性的影響，它影響著鑄件的縮孔大小、應力的產生、裂紋的形成及尺寸的變化。通常鑄件收縮又分為體收縮和線收縮，在實際生產中一般應用線收縮來衡量合金的收縮性。
鋁合金收縮大小，通常以百分數來表示，稱為收縮率。
①體收縮
體收縮包括液體收縮與凝固收縮。
鑄造合金液從澆注到凝固，在最後凝固的地方會出現宏觀或顯微收縮，這種因收縮引起的宏觀縮孔肉眼可見，並分為集中縮孔和分散性縮孔。集中縮孔的孔徑大而集中，並分布在鑄件頂部或截面厚大的熱節處。分散性縮孔形貌分散而細小，大部分分布在鑄件軸心和熱節部位。顯微縮孔肉眼難以看到，顯微縮孔大部分分布在晶界下或樹枝晶的枝晶間。
縮孔和疏鬆是鑄件的主要缺陷之一，產生的原因是液態收縮大於固態收縮。生產中發現，鑄造鋁合金凝固范圍越小，越易形成集中縮孔，凝固范圍越寬，越易形成分散性縮孔，因此，在設計中必須使鑄造鋁合金符合順序凝固原則，即鑄件在液態到凝固期間的體收縮應得到合金液的補充，是縮孔和疏鬆集中在鑄件外部冒口中。對易產生分散疏鬆的鋁合金鑄件，冒口設置數量比集中縮孔要多，並在易產生疏鬆處設置冷鐵，加大局部冷卻速度，使其同時或快速凝固。
②線收縮
線收縮大小將直接影響鑄件的質量。線收縮越大，鋁鑄件產生裂紋與應力的趨向也越大；冷卻後鑄件尺寸及形狀變化也越大。
對於不同的鑄造鋁合金有不同的鑄造收縮率，即使同一合金，鑄件不同，收縮率也不同，在同一鑄件上，其長、寬、高的收縮率也不同。應根據具體情況而定。
(3) 熱裂性
鋁鑄件熱裂紋的產生，主要是由於鑄件收縮應力超過了金屬晶粒間的結合力，大多沿晶界產生從裂紋斷口觀察可見裂紋處金屬往往被氧化，失去金屬光澤。裂紋沿晶界延伸，形狀呈鋸齒形，表面較寬，內部較窄，有的則穿透整個鑄件的端面。
不同鋁合金鑄件產生裂紋的傾向也不同，這是因為鑄鋁合金凝固過程中開始形成完整的結晶框架的溫度與凝固溫度之差越大，合金收縮率就越大，產生熱裂紋傾向也越大，即使同一種合金也因鑄型的阻力、鑄件的結構、澆注工藝等因素產生熱裂紋傾向也不同。生產中常採用退讓性鑄型，或改進鑄鋁合金的澆注系統等措施，使鋁鑄件避免產生裂紋。通常採用熱裂環法檢測鋁鑄件熱裂紋。
(4) 氣密性
鑄鋁合金氣密性是指腔體型鋁鑄件在高壓氣體或液體的作用下不滲漏程度，氣密性實際上表徵了鑄件內部組織緻密與純凈的程度。
鑄鋁合金的氣密性與合金的性質有關，合金凝固范圍越小，產生疏鬆傾向也越小，同時產生析出性氣孔越小，則合金的氣密性就越高。同一種鑄鋁合金的氣密性好壞，還與鑄造工藝有關，如降低鑄鋁合金澆注溫度、放置冷鐵以加快冷卻速度以及在壓力下凝固結晶等，均可使鋁鑄件的氣密性提高。也可用浸滲法堵塞泄露空隙來提高鑄件的氣密性。
(5) 鑄造應力
鑄造應力包括熱應力、相變應力及收縮應力三種。各種應力產生的原因不盡相同。
①熱應力
熱應力是由於鑄件不同的幾何形狀相交處斷面厚薄不均，冷卻不一致引起的。在薄壁處形成壓應力，導致在鑄件中殘留應力。
②相變應力
相變應力是由於某些鑄鋁合金在凝固後冷卻過程中產生相變，隨之帶來體積尺寸變化。主要是鋁鑄件壁厚不均，不同部位在不同時間內發生相變所致。
③收縮應力
鋁鑄件收縮時受到鑄型、型芯的阻礙而產生拉應力所致。這種應力是暫時的，鋁鑄件開箱是會自動消失。但開箱時間不當，則常常會造成熱裂紋，特別是金屬型澆注的鋁合金往往在這種應力作用下容易產生熱裂紋。
鑄鋁合金件中的殘留應力降低了合金的力學性能，影響鑄件的加工精度。鋁鑄件中的殘留應力可通過退火處理消除。合金因導熱性好，冷卻過程中無相變，只要鑄件結構設計合理，鋁鑄件的殘留應力一般較小。
(6) 吸氣性
鋁合金易吸收氣體，是鑄造鋁合金的主要特性。液態鋁及鋁合金的組分與爐料、有機物燃燒產物及鑄型等所含水分發生反應而產生的氫氣被鋁液體吸收所致。
鋁合金熔液溫度越高，吸收的氫也越多；在700℃時，每100g鋁中氫的溶解度為0.5～0.9，溫度升高到850℃時，氫的溶解度增加2～3倍。當含鹼金屬雜質時，氫在鋁液中的溶解度顯著增加。
鑄鋁合金除熔煉時吸氣外，在澆入鑄型時也會產生吸氣，進入鑄型內的液態金屬隨溫度下降，氣體的溶解度下降，析出多餘的氣體，有一部分逸不出的氣體留在鑄件內形成氣孔，這就是通常稱的「針孔」。氣體有時會與縮孔結合在一起，鋁液中析出的氣體留在縮孔內。若氣泡受熱產生的壓力很大，則氣孔表面光滑，孔的周圍有一圈光亮層；若氣泡產生的壓力小，則孔內表面多皺紋，看上去如「蒼蠅腳」，仔細觀察又具有縮孔的特徵。
鑄鋁合金液中含氫量越高，鑄件中產生的針孔也越多。鋁鑄件中針孔不僅降低了鑄件的氣密性、耐蝕性，還降低了合金的力學性能。要獲得無氣孔或少氣孔的鋁鑄件，關鍵在於熔煉條件。若熔煉時添加覆蓋劑保護，合金的吸氣量大為減少。對鋁熔液作精煉處理，可有效控制鋁液中的含氫量。
二、砂型鑄造
採用砂粒、粘土及其他輔助材料製成鑄型的鑄造方法稱為砂型鑄造。砂型的材料統稱為造型材料。有色金屬應用的砂型由砂子、粘土或其他粘結劑和水配製而成。
鋁鑄件成型過程是金屬與鑄型相互作用的過程。鋁合金液注入鑄型後將熱量傳遞給鑄型，砂模鑄型受到液體金屬的熱作用、機械作用、化學作用。因此要獲得優質的鑄件除嚴格掌握熔煉工藝外，還必須正確設計型（芯）砂的配比、造型及澆注等工藝。
三、金屬型鑄造
1、簡介及工藝流程
金屬型鑄造又稱硬模鑄造或永久型鑄造，是將熔煉好的鋁合金澆入金屬型中獲得鑄件的方法，鋁合金金屬型鑄造大多採用金屬型芯，也可採用砂芯或殼芯等方法，與壓力鑄造相比，鋁合金金屬型使用壽命長。
2、鑄造優點
(1) 優點
金屬型冷卻速度較快，鑄件組織較緻密，可進行熱處理強化，力學性能比砂型鑄造高15%左右。
金屬型鑄造，鑄件質量穩定，表面粗糙度優於砂型鑄造，廢品率低。
勞動條件好，生產率高，工人易於掌握。
(2) 缺點
金屬型導熱系數大，充型能力差。
金屬型本身無透氣性。必須採取相應措施才能有效排氣。
金屬型無退讓性，易在凝固時產生裂紋和變形。
3、金屬型鑄件常見缺陷及預防
(1) 針孔
預防產生針孔的措施：
嚴禁使用被污染的鑄造鋁合金材料、沾有有機化合物及被嚴重氧化腐蝕的材料。
控制熔煉工藝，加強除氣精煉。
控制金屬型塗料厚度，過厚易產生針孔。
模具溫度不宜太高，對鑄件厚壁部位採用激冷措施，如鑲銅塊或澆水等。
採用砂型時嚴格控制水分，盡量用干芯。
(2) 氣孔
預防氣孔產生的措施：
修改不合理的澆冒口系統，使液流平穩，避免氣體捲入。
模具與型芯應預先預熱，後上塗料，結束後必須要烘透方可使用。
設計模具與型芯應考慮足夠的排氣措施。
(3)氧化夾渣
預防氧化夾渣的措施：
嚴格控制熔煉工藝，快速熔煉，減少氧化，除渣徹底。Al－Mg合金必須在覆蓋劑下熔煉。
熔爐、工具要清潔，不得有氧化物，並應預熱，塗料塗後應烘乾使用。
設計的澆注系統必須有穩流、緩沖、撇渣能力。
採用傾斜澆注系統，使液流穩定，不產生二次氧化。
選用的塗料粘附力要強，澆注過程中不產生剝落而進入鑄件中形成夾渣。
(4) 熱裂
預防產生熱裂的措施：
實際澆注系統時應避免局部過熱，減少內應力。
模具及型芯斜度必須保證在2°以上，澆冒口一經凝固即可抽芯開模，必要時可用砂芯代替金屬型芯。
控制塗料厚度，使鑄件各部分冷卻速度一致。
根據鑄件厚薄情況選擇適當的模溫。
細化合金組織，提高熱裂能力。
改進鑄件結構，消除尖角及壁厚突變，減少熱裂傾向。
(5) 疏鬆
預防產生疏鬆的措施：
合理冒口設置，保證其凝固，且有補縮能力。
適當調低金屬型模具工作溫度。
控制塗層厚度，厚壁處減薄。
調整金屬型各部位冷卻速度，使鑄件厚壁處有較大的激冷能力。
適當降低金屬澆注溫度。

3. 鋁合金成型方法有哪些

沖壓成型、鑄造成型、熱軋成型等。

4. 有多少種鑄造方法在鋁合金鑄造的處理

基本上沒有什麼不同，只不過鑄造鋁合金由於是鑄造結晶的，化學成分有偏析，有應力而已，加熱時要緩慢加熱。熱處理工藝基本上都是均勻化退火、去應力退火、固溶處理+實效，當然由於牌號不同、尺寸不同、形狀不同具體的熱處理工藝參數會不同而已。

5. 什麼叫鑄造鋁合金

成分接近於共晶合金，合金元素的含量遠大於極限溶解度，流動性好具有良好的鑄造性能的鋁合金。也就是這種鋁合金可以直接鑄造成各種形狀復雜的部件，但不適於壓力加工。
它的牌號主要有
鋁硅系ZL101/ZL102/ZL103/ZL104/ZL105/ZL106/ZL107/ZL108/ZL109/ZL1010/ZL1011
鋁銅系
ZL201/ZL202/ZL203
鋁鎂系
ZL301/ZL302
鋁鋅系
ZL401/ZL402

6. 帶有加強筋的鋁合金件一般怎麼成型

有兩種方法做。
1）如果數量不多，譬如只是需要幾件來做樣板，這時可以選擇機加工的方法做。這樣在短時間內可以完成，且費用不會太高。
2）如果數量多，譬如幾萬，幾十萬，最好的方法是使用模具成型（Die-casting）。

7. 鑄造鋁合金和變形鋁合金一樣嗎為什麼有的文獻上也說變形鋁合金也採用鑄造工藝鋁合金的半連續凝固成形

鑄造鋁合金與變形鋁不一樣

8. 鋁合金鑄件怎麼做出來的

鋁合金鑄抄造一般都是用金屬型鑄造襲，根據零件的不同會有數量不等的砂芯，結構簡單的可以不需要砂芯。
鋁合金鑄造分為重力鑄造 低壓鑄造 壓鑄（高壓）。有砂芯的一般為重力鑄造和低壓鑄造，高壓壓鑄不允許有砂芯存在。
注塑不適合於鋁合金鑄造，一般用於塑料件。
表面處理方法噴丸處理
模具價格看什麼模具廠，幾萬到幾十萬都有可能，要根據你選擇的模具材料來定。成品的成本主要來自材料的價格以及模具分攤，也就是零件重量X價格+模具費用/？萬件，一般其他成本相對較低，向工人工資支出、管理費用、利潤等一般控制在20-30%左右。

希望對你的問題有所幫助。

9. 變形鋁合金和鑄造鋁合金是怎樣區分的

從兩者的不同點進行區分。變形鋁合金和鑄造鋁合金有3點不同：

一、兩者的特點不同：

1、變形鋁合金的特點：組織緻密，成分性能均勻具有強度高、塑性好、比強度大、批質量穩定等特點，是優秀的輕型材料。

2、鑄造鋁合金的特點：具有低密度， 比強度較高，抗蝕性和鑄造工藝性好， 受零件結構設計限制小等特點。

二、兩者的用途不同：

1、變形鋁合金的用途：在航空、航天產品用料中佔主要地位。如:飛機蒙皮、主梁、框架、析條、翼肋、起落架零件、導管、鉚釘及發動機葉片、葉輪、壓氣機盤、機匣、按裝邊、螺旋槳葉、作動筒零件等。變形鋁合金還)廣泛用於造船及建築工業。

2、鑄造鋁合金的用途：在航空工業和民用工業得到廣泛應用。用於製造梁、 燃汽輪葉片、泵體、掛架、輪轂、進氣 唇口和發動機的機匣等。還用於製造 汽車的氣缸蓋、變速箱和活塞，儀器儀 表的殼體和增壓器泵體等零件。

三、兩者的分類不同：

1、變形鋁合金的分類：按照其性能和使用特點可分為：防銹鋁合金、硬鋁合金、超硬鋁合金、鍛鋁合金和特殊鋁合金。按照對熱處理的敏感性可分為：可熱處理強化鋁合金和不能熱處理強化鋁合金兩大類。

2、鑄造鋁合金的分類：包括鋁硅系、鋁銅系、鋁鎂系及鋁鋅系。

10. 鑄造的鋁合金是怎樣的

鑄造鋁合金（ZL）按成分中鋁以外的主要元素硅、銅、鎂、鋅分為四類，代號編碼分別為100、200、300、400。為了獲得各種形狀與規格的優質精密鑄件，用於鑄造的鋁合金一般具有以下特性。。有填充狹槽窄縫部分的良好流動性。有比一般金屬低的熔點，但能滿足極大部分情況的要求。導熱性能好，熔融鋁的熱量能快速向鑄模傳遞，鑄造周期較短。熔體中的氫氣和其他有害氣體可通過處理得到有效的控制。鋁合金鑄造時，沒有熱脆開裂和撕裂的傾向）。化學穩定性好，抗蝕性能強。不易產生表面缺陷，鑄件表面有良好的表面光潔度和光澤。

而且易於進行表面處理。鑄造鋁合金的加工性能好，可用壓模、硬模、熔模石膏型鑄造模進行鑄造生產，也可用真空鑄造、低壓和高壓鑄造、擠壓鑄造、半固態鑄造、離心鑄造等方法成形，生產不同用途、不同品種規格、不同性能的各種鑄件。鑄造鋁合金在轎車上是得到了廣泛應用，如發動機的缸蓋、進氣歧管、活塞、輪轂、轉向助力器殼體等。鑄造鋁合金具有良好的鑄造性能，可以製成形狀復雜的零件；不需要龐大的附加設備；具有節約金屬、降低成本、減少工時等優點，在航空工業和民用工業得到廣泛應用。用於製造梁、燃汽輪葉片、泵體、掛架、輪轂、進氣唇口和發動機的機匣等。還用於製造汽車的氣缸蓋、變速箱和活塞，儀器儀表的殼體和增壓器泵體等零件。