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 铝合金压铸件中气孔缺陷及压铸技术新发展

摘要：压铸铝合金有良好的使用性能和工艺性能，因此铝合金的压铸发展迅速，在各个工业部门中得到广泛的应用，用量远远高于其他有色合金，在压铸生产中占有极其重要的地位。铝合金压铸生产的工件常因气孔存在而导致报废。产生气孔的原因很多，在解决这一产品质量问题时常常无从下手，如何快速、正确地采取措施减少因气孔而造成的度品率，这是各铝合金压铸厂所关注的问题。

关键词：压铸铝合金；性能；气孔缺陷；精炼处理

1、压铸铝合金的性能及分类

长期以来,在我国由于压铸件本身中总是存在气孔的缺陷,所以它们经常地只是局限于一些装饰零件,受载荷不大的零件制造,故压铸铝合金的牌号发展一直停留在几个型号上。但是,随着生产的发展,压铸技术的掌握,人们在扩大压铸件的应用范围方面提出了更多的要求,如在自行车减轻自重的结构改进中,很重要的措施之一就是用铝合金代替钢材制作自行车的零件。

压铸铝合金除了应满足所制零件的工作性能要求外,为了能顺利地进行压力铸造,它还应具有如下的性能:

（1）在过热度不高,甚至处于固、液相线温度范围内时,它应有较好的塑性体流变性能,即在压力作用下,貌似粘稠的铝合金液仍具有优良的流动性,便于填充复杂的型腔,保证良好的压铸件表面质量,减少铸件内的收缩孔洞。同时改善压铸型的工作状况,提高其工作寿命；

（2）线收缩率小,并且有一定的高温强度,以免铸件产生裂纹和变形,提高铸件尺寸精度；

（3）结晶温度范围小，可以减少铸件中收缩孔洞产生的可能性；

（4）具有一定的高温固态强度，防止模具开模时推出铸件产生变形或破裂；

（5）在常温下应具有一定的强度，以尽可能提高压铸件的机械强度和表面硬度；

（6）与压铸型不发生化学反应,亲和力小,防止粘型和铸件、铸型相互合金化；

（7）在高温熔融状态下不易吸气、氧化,以便能满足压铸时需长期保温的要求。

    压铸铝合金有良好的使用性能和工艺性能，因此铝合金的压铸发展迅速，在各个工业部门中得到广泛的应用，用量远远高于其他有色合金，在压铸生产中占有极其重要的地位。按所含基本元素可将铸造铝合金分为Al-Si合金、Al-Cu合金、Al-Mg合金、Al-Zn合金。

1.1 Al-Si合金

    由于共晶Al-Si合金具有结晶温度间隔小、合金中硅相有很大的凝固潜热和较大的比热容、其线收缩系数也比较小的特点，因此其铸造性能一般要比其他铝合金的好，其充型性能也好，热裂、缩松倾向比较小。Al-Si共晶体中所含的脆性相(硅相)数量最少，质量分数仅为lO％左右，因而其塑性比其他铝合金好，组织中仅存的脆性相还可通过变质处理降低其脆性。实验表明Al-Si共晶体在其凝固点附近温度仍保持良好的塑性，这是其他铝合金所没有的。

铸造合金组织中常要有相当数量的共晶体，以保证其良好的铸造性能；共晶体数量的增加又会使合金变脆而降低力学性能，两者之间存在一定的矛盾。但是由于Al-Si共晶体有良好的塑性，能较好地兼顾力学性能和铸造性能两方面的要求，所以Al-Si合金是目前应用最为广泛的压铸铝合金。

我国压铸铝合金品种中，绝大多数以Al-Si合金为主，这类合金存在强度较低、切削性能不够好、螺纹加工困难等现象，所以近年来我国正在开发高强度合金。

1.2Al-Zn合金

Al-Zn合金合金压铸件经自然时效后，可获得较高的力学性能。当其锌质量分数大于10％时，强度显著提高。此合金的缺点是耐腐蚀性差，有应力腐蚀的倾向，压铸时易热裂。常用的Y40l合金流动性好，易充满型腔，缺点是形成气孔的倾向性大，硅、铁含量较少时，易热裂。

1.3Al-Mg合金

Al-Mg合金的性能特点是：室温力学性能好；抗蚀性强；铸造性能比较差；力学性能的波动和壁厚效应都比较大；长期使用时，有因时效作用而使合金的塑性下降，甚至压铸件出现开裂的现象；压铸件产生应力腐蚀裂纹的倾向也较大等。Al—Mg合金的缺点部分抵消了它的优点，使其在应用方面受到一定的影响。

1.4特殊性能的压铸铝合金

国内外研制的特殊性能的压铸铝合金有：

装饰型Al—Mn合金：适用于阳极氧化处理和着色处理，伸长率高，还具有相当的耐蚀性。但其强度不高，收缩率大，易粘模。

热处理型Al一Si—Cu合金：可进行淬火后不完全人工时效和淬火后完全人工时效至最大硬度。

此外还有表面处理和热处理复合型的Al一Mn—zn合金、耐磨型过共晶Al—Si合金和防爆防振型Al—zn合金等。另外还有压铸铝合金复合材料，目前尚未普遍生产与应用。