Hợp kim nhôm đúc

Giới thiệu

Quá trình đúc trực tiếp tạo ra hợp kim nhôm được sử dụng trong các bộ phận cần thiết. Cần có khả năng đúc lý tưởng: khả năng chảy tốt, xu hướng co ngót thấp hơn, nứt nóng và nứt nguội, độ phân tách và hấp thụ khí thấp hơn. Hàm lượng nguyên tố của hợp kim nhôm đúc thường cao hơn so với hợp kim nhôm biến dạng tương ứng và hầu hết các hợp kim đều có thành phần gần như eutectic.

Từ năm 1905 đến năm 1925, các nước châu Âu và châu Mỹ đã tiến hành nghiên cứu hợp kim nhôm công nghiệp dựa trên việc nghiên cứu sơ đồ pha của hợp kim nhôm. Hợp kim nhôm-niken ban đầu được nghiên cứu nhưng khả năng đúc của chúng kém nên niken không trở thành nguyên tố gia cố chính. Sau đó, các nghiên cứu đã được thực hiện để thêm đồng, magiê, mangan, silicon và các nguyên tố khác vào nhôm và đạt được những đặc tính tương đối lý tưởng. Do đó, một số hợp kim đúc nhôm nhị phân và đa thành phần đã được phát triển, trong đó có hợp kim nhôm-silic nổi tiếng được sử dụng vào khoảng năm 1920. Dành cho ngành công nghiệp. [1]

Ứng dụng

Hợp kim nhôm đúc có hiệu suất đúc tốt và có thể được gia công thành các bộ phận có hình dạng phức tạp; họ không yêu cầu nhiều thiết bị bổ sung; Chúng có ưu điểm là tiết kiệm kim loại, giảm chi phí, rút ​​ngắn thời gian làm việc và được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng không và công nghiệp dân dụng. Được sử dụng để sản xuất dầm, cánh tuabin, thân bơm, giá treo, trục bánh xe, môi hút gió và vỏ động cơ, v.v. Nó cũng được sử dụng để sản xuất đầu xi lanh, bánh răng và pít-tông ô tô, vỏ dụng cụ và vỏ bơm máy nén và các bộ phận khác.

phân loại

Hợp kim đúc nhôm hiện đại có thể được chia thành 4 loạt theo các thành phần chính được thêm vào, đó là: loạt nhôm-silicon, loạt nhôm-đồng, loạt nhôm-magiê và loạt nhôm-kẽm. Đối với bốn dòng sản phẩm này, mỗi quốc gia đều có nhãn hiệu hợp kim và loại hợp kim tương ứng. Trung Quốc áp dụng phương pháp đánh dấu chữ số ZL+3. Chữ số đầu tiên tượng trưng cho hệ hợp kim, trong đó: 1 tượng trưng cho hệ hợp kim nhôm-silicon, 2 tượng trưng cho hệ hợp kim nhôm-đồng, 3 tượng trưng cho hệ hợp kim nhôm-magie, 4 tượng trưng cho hệ hợp kim nhôm-kẽm và chữ số thứ hai tượng trưng cho hệ hợp kim nhôm-kẽm. đại diện cho hệ thống hợp kim nhôm-silicon. Ba chữ số đại diện cho số sê-ri của hợp kim. Bảng này cho thấy một số hợp kim đúc nhôm điển hình ở Trung Quốc. Theo đặc điểm sử dụng của hợp kim, chúng có thể được chia thành: hợp kim nhôm đúc chịu nhiệt, hợp kim nhôm đúc kín, hợp kim nhôm đúc chống ăn mòn và hợp kim nhôm đúc có thể hàn.

Công nghệ tinh luyện hợp kim nhôm

Tinh chế hợp kim nhôm chủ yếu liên quan đến việc loại bỏ khí và tạp chất phi kim loại khỏi chất lỏng hợp kim. Khí trong hợp kim nhôm chủ yếu là hydro (hơn 85%) và các tạp chất chủ yếu là oxit nhôm. Do độ hòa tan bão hòa của hydro trong hợp kim nhôm lỏng và rắn khác nhau gần hai mươi lần nên quá trình hóa rắn của hợp kim nhôm rất dễ tạo ra hydro, dẫn đến lỗ kim trong vật đúc. Các tạp chất và khí tương tác với nhau. Trong nhôm nguyên chất công nghiệp, nếu hàm lượng hydro trên 100g hợp kim nhôm lỏng lớn hơn 0,1ml thì sẽ xuất hiện các lỗ rỗng, trong khi ở nhôm có độ tinh khiết cao, cứ 100g hợp kim nhôm lỏng lại chứa hydro . Khi thể tích đạt 0,4ml, lỗ chân lông sẽ xuất hiện. Có thể thấy rằng quá trình khử khí đòi hỏi phải loại bỏ xỉ và loại bỏ xỉ là cơ sở của quá trình khử khí.

Các chất tinh chế thường được sử dụng cho hợp kim nhôm là muối hexachloroethane hoặc clo. Chất tinh chế này có tác dụng khử khí và loại bỏ xỉ rất tốt, nhưng không có lợi cho việc bảo vệ môi trường và đang dần được thay thế bằng các chất tinh chế không độc hại. Các nhà nghiên cứu trong và ngoài nước đã phát triển hai loại phương pháp tinh chế hiệu quả là phương pháp cánh quạt quay (phương pháp RID) và phương pháp phun từ thông (phương pháp FI). Trong phương pháp cánh quạt quay (phương pháp RID), khí trơ được đưa vào chất lỏng hợp kim và các bong bóng lớn bị vỡ thành các bong bóng nhỏ có đường kính khoảng 0,5mm do sự quay của bánh công tác và phân bố đều trong chất lỏng hợp kim Có thể cải thiện tốc độ loại bỏ. hiệu ứng khí; Phương pháp tiêm chất trợ dung (phương pháp FI) bao gồm việc sử dụng chất trợ dung dạng bột