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铸铝件铸造应力与在汽车上的应用

发布时间:2020-11-05
铝铸件的密度比铸铁和铸钢小,而比强度则较高。..

铝铸件的密度比铸铁和铸钢小,而比强度则较高。因此在承受同样载荷条件下采用铝铸件,可以减轻结构的重量,故在航空工业及动力机械和运输机械制造中,铝铸件得到广泛的应用。铝合金有良好的表面光泽,在大气及淡水中具有良好的耐腐蚀性,故在民用器皿制造中,具有广泛的用途。纯铝在硝酸及醋酸等氧化性酸类介质中具有良好的耐蚀性,因而铝铸件在化学工业中也有  的用途。纯铝及铝合金有良好的导热性能,放在化工生产中使用的热交换装置,以及动力机械上要求具有良好导热性能的零件,如内燃机的汽缸盖和活塞等,也适于用铝合金来制造。
  铝铸件具有一些其他铸件无法比拟的好处,如美观、质量轻、耐腐蚀等好处,使它广受用户的青睐,特别是在汽车轻量化以来,铸造铝铸件在汽车工业中得到了广泛的应用。
  铸铝件铸造应力包括热应力、相变应力及收缩应力三种。各种应力产生的原因不尽相同。
  1.收缩应力
  铸铝件收缩时受到铸型、型芯的阻碍而产生拉应力所致。这种应力是暂时的,铸铝件开箱是会自动消失。但开箱时间不当,则常常会造成热裂纹,特别是金属型浇注的铝合金往往在这种应力作用下容易产生热裂纹。
  铸铝合金件中的残留应力降低了合金的力学性能,影响铸件的加工精度。铸铝件中的残留应力可通过退火处理消 除。合金因导热性好,冷却过程中无相变,只要铸件结构设计合理,铸铝件的残留应力一般较小。
  2.吸气性
  铝合金易吸收气体,是铸造铝合金的主要特性。液态铝及铝合金的组分与炉料、有机物燃烧产物及铸型等所含水分发生反应而产生的氢气被铝液体吸收所致。
  铝合金熔液温度越高,吸收的氢也越多;在700℃时,每100g铝中氢的溶解度为0.5~0.9,温度升高到850℃时,氢的溶解度增加2~3倍。当含碱金属杂质时,氢在铝液中的溶解度显著增加。
  铸铝件除熔炼时吸气外,在浇入铸型时也会产生吸气,进入铸型内的液态金属随温度下降,气体的溶解度下降,析出多余的气体,有一部分逸不出的气体留在铸件内形成气孔,这就是通常称的“针 孔”。气体有时会与缩孔结合在一起,铝液中析出的气体留在缩孔内。若气泡受热产生的压力很大,则气孔表面光滑,孔的周围有一圈光亮层;若气泡产生的压力小,则孔内表面多皱纹,看上去如“苍蝇脚”,仔细观察又具有缩孔的特征。
  铸铝合金液中含氢量越高,铸件中产生的针 孔也越多。压铸铝件中针 孔不仅降低了铸件的气密性、耐蚀性,还降低了合金的力学性能。要获得无气孔或少气孔的铸铝件,关键在于熔炼条件。若熔炼时添加覆盖剂保护,合金的吸气量大为减少。对铝熔液作精炼处理,可有 效控制铝液中的含氢量。

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