Gegoten aluminiumlegering: Kenmerken, eigenschappen en meer

Heb je je ooit afgevraagd wat de motoronderdelen van je auto zo duurzaam en efficiënt maakt? Dit artikel onthult de geheimen achter het gieten van aluminiumlegeringen, de onbezongen kampioenen van de autotechniek. Leer hoe deze legeringen, met hun unieke eigenschappen en classificaties, de toekomst van voertuigfabricage en prestaties vormgeven. Maak je klaar om de fascinerende wereld van aluminiumlegeringen te verkennen!

Inhoudsopgave

Aluminiumlegeringen die direct kunnen worden verkregen delen door middel van metaal gietprocessen, aluminiumlegeringen gietstukken. Het gehalte aan legeringselementen in dergelijke legeringen is over het algemeen hoger dan in de overeenkomstige smeedaluminiumlegeringen.

Gietaluminiumlegeringen hebben hetzelfde legeringssysteem als smeedaluminiumlegeringen, met dezelfde versterkingsmechanismen (behalve spanningsuitharding). Hun belangrijkste verschil ligt in: het maximale gehalte van het legeringselement silicium in gietaluminiumlegeringen is hoger dan dat in de meeste legeringen van gesmeed aluminium.

Naast het bevatten van versterkende elementen, moeten gietaluminiumlegeringen ook een voldoende hoeveelheid eutectische elementen bevatten (meestal silicium) om de legering een aanzienlijke vloeibaarheid te geven, wat het opvullen van krimpspleten tijdens het gieten vergemakkelijkt. Aluminium gietlegeringen worden veel gebruikt in auto's, zoals cilinderkoppen, inlaatspruitstukken, zuigers, naven en stuurbekrachtigingshuizen.

I. Classificatie en codes van legeringen

(1) Classificatie van de legering

Onderverdeeld in vier categorieën op basis van de belangrijkste andere elementen dan aluminium in de samenstelling: silicium, koper, magnesium en zink.

1. Aluminium-siliciumlegering

Ook bekend als "silumin" of "silicium-aluminium". Het heeft goede gietprestaties en slijtvastheid, een kleine thermische uitzettingscoëfficiënt en is de meest gevarieerde en meest gebruikte legering in het gieten van aluminiumlegeringen, met 10% tot 25% silicium.

Silicium-aluminiumlegeringen, soms met toevoeging van 0,2% tot 0,6% magnesium, worden veel gebruikt in structurele onderdelen, zoals schelpen, cilinderlichamen, dozen en frames. Soms kan de toevoeging van een geschikte hoeveelheid koper en magnesium de mechanische eigenschappen en hittebestendigheid van de legering verbeteren. Dit type legering wordt veel gebruikt bij de productie van onderdelen zoals zuigers.

2. Aluminium-koperlegering

Legeringen met 4,5% tot 5,3% koper hebben het beste versterkende effect, en de juiste toevoeging van mangaan en titanium kan de kamertemperatuur, sterkte bij hoge temperatuur en gietprestaties aanzienlijk verbeteren. Voornamelijk gebruikt voor het maken van zandgietstukken die grote dynamische en statische ladingen dragen en ongecompliceerde vormen hebben.

3. Aluminium-magnesiumlegering

De gietaluminiumlegering met de kleinste dichtheid (2,55g/cm³) en de hoogste sterkte (ongeveer 355MPa) bevat 12% magnesium voor het beste versterkende effect. De legering heeft een goede corrosiebestendigheid in de atmosfeer en zeewater, goede uitgebreide mechanische eigenschappen en bewerkbaarheid bij kamertemperatuur en kan worden gebruikt voor onderdelen zoals radarvoeten, vliegtuigmotoren, propellers, landingsgestellen en decoratieve materialen.

4. Aluminium-zinklegering

Om de prestaties te verbeteren worden vaak silicium- en magnesiumelementen toegevoegd, meestal "zink-silumin" genoemd. Onder gietomstandigheden heeft de legering een afschrikeffect, dat wil zeggen "zelfdovend". Het kan zonder warmtebehandeling worden gebruikt en de gietstukken hebben een hogere sterkte na modificatie-warmtebehandeling. Na een stabilisatiebehandeling zijn de afmetingen stabiel en worden ze vaak gebruikt voor het maken van modellen, sjablonen en apparatuursteunen.

(2) Legeringscodes

Legeringscodes bestaan uit de Chinese pinyinletters "ZL" die staan voor gegoten aluminium, gevolgd door drie Arabische cijfers.

Het eerste cijfer na "ZL" geeft de legeringsserie aan, waarbij 1, 2, 3 en 4 respectievelijk staan voor aluminium-silicium, aluminium-koper, aluminium-magnesium en aluminium-zink legeringsseries.

Het tweede en derde cijfer na "ZL" geven het volgnummer van de legering aan.

Hoogwaardige legeringen worden aangeduid met een "A" achter hun code.

LegeringstypesAl-Si systeem Al-Cu-systeemAl-Mg systeem Al-Zn systeem
LegeringsaanduidingenZL1XXZL2XXZL3XXZL4XX

II. Gietmethodes voor legeringen en modificatiebehandelingscodes

CodeTitelCodeTitel
SZandgietenKSchelpgieten
JSpuitgietenYSpuitgieten onder druk
RInvesteringsgietenBWarmtebehandeling

III. Kenmerken, soorten en warmtebehandelingsstatus van de drievoudige legering

Om hoogwaardige precisiegietstukken met verschillende vormen en specificaties te verkrijgen, hebben de aluminiumlegeringen die voor het gieten worden gebruikt over het algemeen de volgende eigenschappen.

1. Goede vloeibaarheid voor het vullen van smalle groeven en spleten

2. Lager smeltpunt dan algemene metalen, maar kan voldoen aan de eisen van de meeste situaties

3. Goede thermische geleidbaarheid, de warmte van gesmolten aluminium kan snel worden overgedragen naar de mal, wat resulteert in een kortere gietcyclus

4. Waterstof en andere schadelijke gassen in de smelt kunnen effectief onder controle worden gehouden door behandeling

5. Bij het gieten van aluminiumlegeringen is er geen neiging tot warm broos worden en scheuren.

6. Goede chemische stabiliteit, sterke weerstand tegen corrosie

7. Gietstukken zijn niet gevoelig voor oppervlaktedefecten, hebben een goede oppervlaktegladheid en -glans en kunnen gemakkelijk een oppervlaktebehandeling ondergaan.

8. De verwerkbaarheid van gegoten aluminiumlegeringen is goed, ze kunnen worden gegoten met behulp van sterven gieten, permanente mal, groen zand en droog zand mallen, verloren schuim gieten mallen, en kan ook worden gevormd met behulp van vacuüm gieten, lage druk en hoge druk gieten, squeeze gieten, semi-massief gieten, centrifugaal gieten, enz., om verschillende afgietsels van verschillende toepassingen, variëteiten, specificaties en prestaties te produceren.

Warmtebehandeling ToestandscodeWarmtebehandelingscondities CategorieënKenmerken
FGegoten toestand--
T1Kunstmatige verouderingVoor natte zandmallen, metaalmallen en vooral spuitgietstukken zijn gedeeltelijke effecten van vaste oplossing waarneembaar vanwege de snelle afkoelsnelheid. Een verouderingsbehandeling kan sterkte en hardheiden de bewerkbaarheid verbeteren.
T2GloeienElimineer de spanning die ontstaat tijdens het gietproces om de maatvastheid te verbeteren en de plasticiteit van de legering te verhogen.
T4Oploswarmtebehandeling met natuurlijke verouderingDoor oplossingversterking toe te passen door verhitting, isolatie en snelle afkoeling kunnen we de mechanische eigenschappen van legeringen verbeteren, met name de vervormbaarheid van de legering en de corrosieweerstand bij kamertemperatuur.
T5Oploswarmtebehandeling met gedeeltelijke kunstmatige verouderingNa de oplossingsbehandeling wordt een onvolledig kunstmatig verouderingsproces uitgevoerd bij lagere temperaturen of gedurende een kortere periode. Het doel is om de sterkte en hardheid van de legering verder te verbeteren.
T6Oploswarmtebehandeling met volledige kunstmatige verouderingDe hoogste treksterkte kan worden bereikt, maar dit gaat ten koste van de vervormbaarheid. Veroudering wordt uitgevoerd bij verhoogde temperaturen of gedurende een langere periode.
T7Oploswarmtebehandeling met stabilisatiebehandelingVerbetering van de structurele en dimensionale stabiliteit van gietstukken, evenals de corrosieweerstand van de legering. Voornamelijk gebruikt voor componenten die bij hoge temperaturen werken, kan de temperatuur van de stabilisatiebehandeling de werktemperatuur van het gietstuk benaderen.
T8Oploswarmtebehandeling met onthardingsbehandelingNa de oplossingsbehandeling worden gietstukken met een hoge plasticiteit en uitstekende dimensionale stabiliteit verkregen door gebruik te maken van temperaturen boven de stabilisatiebehandeling.
T9Koud- en warmcyclusbehandelingVolledig elimineren inwendige spanning in gietstukken en stabiliseren afmetingen. Gebruikt voor gietstukken met hoge precisie.

IV. Soorten gegoten aluminiumlegering

ZL101

ZL101 staat bekend om zijn eenvoudige samenstelling, gemakkelijke smelt- en gietprocessen, goede gietprestaties, goede luchtdichtheid en relatief goede las- en snijprestaties, maar de mechanische eigenschappen zijn niet hoog.

Het is geschikt voor het gieten van verschillende onderdelen met dunne wanden en grote oppervlakken, complexe vormenen lage sterktevereisten, zoals pomphuizen, versnellingsbakken, instrumentenschalen (frames) en onderdelen van huishoudelijke apparaten. Het wordt voornamelijk geproduceerd door zandgieten en metaalgieten.

Zl101A

De toevoeging van een kleine hoeveelheid Ti aan ZL101 verfijnt de korrel en versterkt de structuur van de legering, wat resulteert in uitgebreide eigenschappen die hoger zijn dan die van ZL101 en ZL102 en een goede corrosieweerstand.

Het kan worden gebruikt als hoogwaardige gietstukken voor algemene dragende structurele componenten in de machinebouw, evenals verschillende structurele componenten op motorfietsen, auto's, huishoudelijke apparaten en instrumentenproducten. Het wordt momenteel alleen na ZL102 gebruikt. Zandgieten en metaalgieten worden vaak gebruikt voor de productie.

Zl102

De belangrijkste eigenschap van deze legering is een goede vloeibaarheid, met andere eigenschappen die vergelijkbaar zijn met ZL101, maar met een betere luchtdichtheid dan ZL101.

Het kan worden gebruikt voor het gieten van diverse complex-gevormde dunwandige spuitgietstukken en dunwandige metaal- of zandgietstukken met lage sterkte, groot oppervlak en complex-gevormde metaal- of zandgietstukken. Of het nu gaat om spuitgietwerk of metaal-/zandgietwerk, het is de meest gebruikte aluminiumlegering in civiele producten.

Zl104

Door het grote aantal werkende kristallen en de toevoeging van Mn, die de schadelijke effecten van Fe gemengd in het materiaal tegengaat, heeft deze legering goede gietprestaties, uitstekende luchtdichtheid, corrosiebestendigheid en relatief goede las- en snijprestaties.

De hittebestendigheid is echter slecht.

Het is geschikt voor de productie van complex gevormde, grote dynamische structurele onderdelen met grote belastingen, zoals behuizingen van turboladers, cilinderkoppen, cilindervoeringen en andere onderdelen. Het wordt voornamelijk geproduceerd door spuitgieten, maar zandgieten en metaalgieten worden ook vaak gebruikt.

Zl105, ZL105A

Door de toevoeging van Cu en een verlaging van het Si gehalte zijn de giet- en lasprestaties van deze legering slechter dan ZL104, maar de sterkte bij kamertemperatuur en hoge temperatuur en de snijprestaties zijn beter dan ZL104, met een iets lagere plasticiteit en een slechtere corrosiebestendigheid.

Het is geschikt voor gebruik als complex gevormde, grote en zwaar belaste dynamische structurele onderdelen zoals turbobehuizingen, cilinderkoppen, cilindervoeringen en andere onderdelen.

ZL105A vermindert het gehalte aan het onzuiverheidselement Fe in ZL105 en verhoogt de sterkte van de legering, wat resulteert in betere mechanische eigenschappen dan ZL105. Gietstukken van hoge kwaliteit worden vaak gebruikt voor de productie.

ZL106

De toevoeging van een kleine hoeveelheid Ti en Mn, evenals een verhoging van het Si gehalte, verbetert de gietprestaties en prestaties bij hoge temperaturen van deze legering, waardoor het beter is dan ZL105 op het gebied van luchtdichtheid en corrosiebestendigheid.

Het kan worden gebruikt als structurele onderdelen voor algemene belastingen en onderdelen die een goede luchtdichtheid vereisen en bij hogere temperaturen werken. Zandgieten en metaalgieten worden voornamelijk gebruikt voor productie.

ZL107

ZL107 heeft uitstekende giet- en luchtdichtheidsprestaties, goede mechanische eigenschappen, gemiddelde las- en snijprestaties en een iets mindere corrosieweerstand.

Het is geschikt voor de productie van structurele onderdelen die bestand zijn tegen algemene dynamische of statische belastingen en onderdelen die luchtdicht moeten zijn. Zandgieten wordt vaak gebruikt voor productie.

ZL108

Door het hoge Si gehalte en de toevoeging van Mg, Cu en Mn heeft ZL108 uitstekende gietprestaties, een kleine thermische uitzettingscoëfficiënt, goede slijtvastheid, hoge sterkte en goede hittebestendigheid. Het heeft echter een iets lagere corrosiebestendigheid.

Het is geschikt voor de productie van zuigers voor interne verbrandingsmotoren en andere onderdelen die slijtvastheid vereisen, evenals onderdelen die stabiele afmetingen en volume vereisen. Het wordt voornamelijk geproduceerd door spuitgieten en metaalgieten, maar zandgieten kan ook.

ZL109

Dit is een complexe legering van Al-Si-Cu-Mg-Ni, met een verhoogd Si gehalte en de toevoeging van Ni voor uitstekende giet- en luchtdichtheidsprestaties, evenals hoge-temperatuursterkte, verbeterde slijtvastheid en corrosiebestendigheid. De lineaire uitzettingscoëfficiënt en dichtheid zijn ook aanzienlijk verlaagd.

Het is geschikt voor de productie van zuigers voor verbrandingsmotoren en onderdelen die slijtvastheid en stabiele afmetingen en volume vereisen. Voor de productie wordt voornamelijk gebruik gemaakt van metaalgieten en zandgieten.

ZL111

ZL111 is een complexe legering met toevoeging van Mn en Ti, die uitstekende gietprestaties, goede corrosiebestendigheid, luchtdichtheid en hoge sterkte levert. De las- en snijprestaties zijn gemiddeld.

Het is geschikt voor het gieten van complex gevormde, zwaar belaste dynamische structurele onderdelen (zoals onderdelen van vliegtuigmotoren, waterpompen, oliepompen, waaiers enz.) en onderdelen die goed luchtdicht moeten zijn en bij hogere temperaturen moeten werken. Metaalgieten en zandgieten worden voornamelijk gebruikt voor productie, maar spuitgieten kan ook.

ZL114A

ZL114A is een complexe legering met toevoeging van Mn en Ti, die uitstekende gietprestaties, goede corrosiebestendigheid, luchtdichtheid en hoge sterkte levert. De las- en snijprestaties zijn gemiddeld.

Het is geschikt voor het gieten van complex gevormde, zwaar belaste dynamische structurele onderdelen (zoals onderdelen van vliegtuigmotoren, waterpompen, oliepompen, waaiers enz.) en onderdelen die goed luchtdicht moeten zijn en bij hogere temperaturen moeten werken. Metaalgieten en zandgieten worden voornamelijk gebruikt voor productie, maar spuitgieten kan ook.

ZL115

ZL115 heeft goede gietprestaties en hoge mechanische eigenschappen, en wordt voornamelijk gebruikt als zware constructiedelen en andere onderdelen zoals klephuizen en waaiers. Zandgieten en metaalgieten worden voornamelijk gebruikt voor productie.

ZL116

ZL116 is een complexe legering van Al-Cu-Mg waarbij Zn en Sb uit ZL115 zijn verwijderd en sporenelementen Ti en Be zijn toegevoegd. De korrel van de legering is verfijnd en de schadelijke effecten van Fe-onzuiverheden zijn verminderd. Dit zorgt voor goede prestaties bij het gieten, luchtdichtheid en hoge mechanische eigenschappen.

Het is geschikt voor het gieten van dynamische structurele onderdelen die bestand zijn tegen grote belastingen, zoals onderdelen van vliegtuigen en raketten, en verschillende onderdelen met goede uitgebreide eigenschappen in civiele producten. Zandgieten en metaalgieten worden voornamelijk gebruikt voor de productie.

ZL117

ZL117 is een complexe legering van Al-Cu-Mg met een hypereutectische structuur en een hoog Si gehalte van 19-22%, met toevoeging van sporenelement Mn en zeldzaam aardelement RE. Het heeft uitstekende gietprestaties, een goede sterkte bij kamertemperatuur en hoge temperatuur, een lage thermische uitzettingscoëfficiënt en is een slijtvast materiaal van hoog niveau dat bestaat uit veel harde primaire Si deeltjes verdeeld over een zachte matrix.

Het is geschikt voor het gieten van zuigers voor verbrandingsmotoren, remblokken en andere slijtvaste onderdelen met stabiele afmetingen en volume, evenals structurele componenten met hoge sterkte. Metaalgieten wordt voornamelijk gebruikt voor productie, maar zandgieten kan ook.

Daarnaast heeft de Aviation Industry Corporation of China ook drie aluminium-siliciumlegeringen ontwikkeld (ZL112Y, ZL113Y en ZL117Y). ZL112Y en ZL113Y zijn Al-Si-Cu spuitgietlegeringen, beide met goede gietprestaties, luchtdichtheid en hoge mechanische eigenschappen, geschikt voor het gieten van onderdelen die hoge sterkte en werktemperaturen en goede luchtdichtheid vereisen, evenals andere slijtvaste onderdelen zoals zuigers met stabiele afmetingen, volume en goede prestaties op het gebied van warmteoverdracht.

Voor de productie wordt voornamelijk spuitgieten gebruikt, maar ook zandgieten en metaalgieten zijn mogelijk. In tegenstelling tot ZL108 is het Si gehalte verlaagd en het Cu gehalte, dat de vaste oplossing versterkt en precipitatieharding bevordert, verhoogd, wat resulteert in betere prestaties bij kamertemperatuur en hoge temperatuur dan ZL108.

ZL201

ZL201 heeft goede mechanische eigenschappen bij kamertemperatuur en hoge temperatuur, een matige plasticiteit, gemiddelde las- en snijprestaties, een slechte vloeibaarheid met neiging tot warmscheuren en een slechte corrosieweerstand.

Het is geschikt voor het gieten van structurele onderdelen die bij relatief hoge temperaturen werken (200-300℃) of onderdelen die grote dynamische of statische lasten dragen bij kamertemperatuur, en onderdelen die bij lage temperaturen werken (-70℃). Zandgieten wordt voornamelijk gebruikt voor productie.

ZL201A

ZL201A vermindert sterk het gehalte aan onzuiverheden Fe en Si in vergelijking met ZL201, wat resulteert in hogere mechanische eigenschappen bij kamertemperatuur en hoge temperatuur. Het heeft goede snij- en lasprestaties, maar slechte gietprestaties.

Het kan worden gebruikt voor onderdelen die bij 300℃ werken of grote dynamische of statische belastingen bij kamertemperatuur dragen. Zandgieten wordt voornamelijk gebruikt voor productie.

ZL202

ZL202 heeft relatief goede gietprestaties en sterkte bij hoge temperaturen, hardheid en slijtvastheid, maar een slechte weerstand tegen corrosie.

Het is geschikt voor het gieten van onderdelen die werken bij een temperatuur van 250℃ en kleine belastingen dragen, zoals cilinderkoppen. Zandgieten en metaalgieten worden voornamelijk gebruikt voor productie.

ZL203

ZL203 heeft een lager Si gehalte wat resulteert in een iets slechtere vloeibaarheid, een grotere neiging tot warmscheuren en een slechtere weerstand tegen corrosie. Het heeft echter goede prestaties op het gebied van sterkte, lassen en snijden bij hoge temperaturen.

Het is geschikt voor het gieten van onderdelen die werken bij een temperatuur onder 250℃ en kleine belastingen dragen of onderdelen die grote belastingen dragen bij kamertemperatuur, zoals instrumentonderdelen en carterhuizen. Zandgieten en lagedrukgieten worden voornamelijk gebruikt voor productie.

ZL204A

ZL204A is een hoogzuivere, met hoge weerstand gegoten Al-Cu legering, met goede plasticiteit en las- en snijprestaties, maar slechte gietprestaties.

Het is geschikt voor het gieten van structurele onderdelen die grote lasten dragen, zoals steunvoeten en steunarmen. Zandgieten en lagedrukgieten worden voornamelijk gebruikt voor productie.

ZL205A

ZL205A is momenteel de sterkste aluminiumlegering ter wereld. Het heeft een goede plasticiteit en corrosiebestendigheid, uitstekende snij- en lasprestaties, maar slechte gietprestaties.

Het is geschikt voor het gieten van structurele onderdelen die grote lasten dragen en sommige onderdelen met lage luchtdichtheidseisen. Zandgieten, lagedrukgieten en metaalgieten kunnen worden gebruikt.

ZL207

ZL207 heeft een zeer hoge sterkte bij hoge temperatuur met gemiddelde gietprestaties, las- en snijprestaties en een lage kamertemperatuursterkte.

Het is geschikt voor het gieten van diverse structurele componenten die werken onder 400℃, zoals klephuizen in vliegtuigmotoren en sommige hittebestendige componenten in de petroleumindustrie. Zandgieten en lagedrukgieten worden voornamelijk gebruikt voor de productie.

ZL209

ZL209 heeft een hogere treksterkte, vloeipunt en sterkte bij hoge temperatuur dan ZL201A met goede las- en snijprestaties, maar slechte gietprestaties en rek.

Het is geschikt voor het gieten van verschillende slijtvaste onderdelen die bij hogere temperaturen werken, zoals onderdelen van verbrandingsmotoren. Zandgieten wordt voornamelijk gebruikt voor productie.

ZL301

ZL301 is de meest corrosiebestendige aluminiumlegering die momenteel beschikbaar is met goede snijprestaties, relatief goede lasprestaties, hoge sterkte, goede anodiseerprestaties, maar complexe gietprocesOmslachtige bediening en gemakkelijk te produceren defecten zoals losheid en warmscheuren.

Het is geschikt voor het gieten van diverse onderdelen met grote belastingen in corrosieve media zoals zeewater dat werkt bij een temperatuur van 150℃, zoals diverse onderdelen in zeeschepen, pomphuizen, waaiers, frames in de petroleumindustrie. Zandgieten wordt voornamelijk gebruikt voor productie.

ZL303

ZL303 heeft een betere sterkte bij hoge temperatuur dan ZL301, een goede corrosieweerstand (iets slechter dan ZL301), uitstekende prestaties bij het snijden, goede lasprestaties, betere gietprestaties dan ZL301, kan niet warmtebehandeld worden, wat resulteert in veel lagere mechanische eigenschappen dan ZL301.

Het is geschikt voor het gieten van onderdelen zoals vliegtuigmotoren, raketten, interne verbrandingsmotoren, chemische pompen, oliepompen, behuizingen van petrochemische gaspompen, rotors, bladen die gemiddelde belastingen dragen in corrosieve media zoals zeewater, chemische industrie en gas. Drukgieten en zandgieten worden voornamelijk gebruikt.

ZL305

ZL305 heeft betere gietprestaties en stabieler weefsel na natuurlijke veroudering dan ZL301 en ZL303 door de toevoeging van Zn en de verlaging van het Mg-gehalte. De neiging tot loslaten en warmscheuren is klein door de toevoeging van de sporenelementen Ti en Be, wat resulteert in goede uitgebreide eigenschappen en een sterke weerstand tegen spanningscorrosie.

De mechanische eigenschappen bij hoge temperaturen zijn echter slecht. Het is geschikt voor het gieten van onderdelen die grote lasten dragen en werken in corrosieve media zoals zeewater, chemicaliën en gas onder de 100℃, zoals vliegtuigen, verbrandingsmotoren, chemische pompen, oliepompen, behuizingen van petrochemische gaspompen, rotoren, bladen. Zandgieten wordt voornamelijk gebruikt voor productie.

ZL401

ZL401 heeft uitstekende gietprestaties, een kleine neiging tot krimp en warmscheuren, hoge mechanische eigenschappen, goede las- en snijprestaties, maar een hoog soortelijk gewicht, lage plasticiteit en slechte corrosiebestendigheid.

Het wordt voornamelijk gebruikt voor drukgieten en het gieten van mallen, sjablonen en structurele onderdelen op vliegtuigen, interne verbrandingsmotoren, voertuigen en andere producten die werken bij temperaturen die niet hoger zijn dan 200℃ en die gemiddelde belastingen dragen. Drukgieten, zandgieten en metaalgieten kunnen worden gebruikt.

5. Chemische samenstelling van Aluminiumlegeringen voor spuitgieten

 Gelegeerde serieLandLegeringWB/%Standaard Specificaties 
SiCuMgFeAl
AI-Si serieChinaYL10210.0-13.0<0.6<0.05<1.2ToelageGB/T15115-94
JapanADC111.0-13.0<1.0<0.30<1.2JISH5302-82
Amerika41311.0-13.0<1.0<0.35<2.0ASTMB85-82
RuslandAJ1210.0-13.0<0.6<0.10<1.5TOCT2685-82
DuitslandAlSil211.0-13.5<0.10<0.05<1.0DIN1725
AI-Si-Mg serieChinaYL1048.0-10.5<0.300.17-0.30<1.0ToelageGB/T15115-94
JapanADC39.0-10.0<0.600.40-0.60<1.3JISH5302-82
Amerika3609.0-10.0<0.600.40-0.60<2.0ASTMB85-82
RuslandAJl48.0-10.5<0.100.17-0.30<1.0TOCT2685-82
DuitslandAlSil0Mg9.0-11.0<0.100.20-0.50<1.0DIN1725
AI-Si-CuseriesChinaYL1127.5-9.53.0-4.0<0.30<1.2ToelageGB/T15115-94
YL1139.6-12.01.5-3.5<0.30<1.2
JapanADC107.5-9.52.0-4.0<0.30<1.3JISH5302-82
ADC129.6-12.01.5-3.5<0.30<1.3
Amerika3807.5-9.53.0-4.0<0.10<1.3ASTMB85-82
3839.5-11.52.0-3.0<0.10<1.3
RuslandAJl64.5-6.02.0-3.0<0.10<1.5TOCT2685-82
DuitslandAlSi8Cu37.5-9.52.0-3.5<0.30<1.3DIN1725
AI-Mg serieChinaYL3020.80-1.30<0.104.5-5.5<1.2ToelageGB/T15115-94
JapanADC5<0.30<0.204.0-8.5<1.8JISH5302-82
Amerika518<0.35<0.257.5-8.5<1.8ASTMB85-82
RuslandAlMg9<0.50<0.057.0-10.0<1.0DIN1725

6. Mechanische eigenschappen van aluminium-silicium serie gietlegeringen Tabel

(GB/T 1173-2013)

LegeringLegeringscodeGietmethodeLegeringstoestandTreksterkte Rm/MPaRekverhouding A/%Brinellhardheid HBW.
ZAlSi7MgZLl01S、R、J、KF155250
S、R、J、KT2135245
JBT4185450
S、R、KT4175450
J, JBT5205260
S、R、KT5195260
SB, RB, KBT5195260
SB, RB, KBT6225170
SB, RB, KBT7195260
SB, RB, KBT8155355
ZAlSi7MgAZL101AS、R、KT4195560
J, JBT4225560
S、R、KT5235470
SB, RB, KBT5235470
JB、JT52654 
SB, RB, KBT6275280
JB、JT6295380
ZAlSi12ZL102SB, JB, RB, KBF145450
JF155250
SB, JB, RB, KBT2135450
JT2145350
ZAlSi9MgZL104S、R、J、KF150250
JT1200 65
SB, RB, KBT1230270
J, JBT6240270
ZAlSi5Cu1MgZL105S、J、R、KT1155 65
S、R、KT5215170
JT5235 70
S、R、KT6225 70
S、J、R、KT7175165
ZAlSi5Cu1MgAZL105ASB、R、KT5275180
J, JBT5295280

7. Andere Series 'gegoten aluminiumlegering mechanische eigenschappen tabel

(GB/T 1173-2013)

Type legeringLegeringLegeringscodeGietmethodeStaat van legeringTreksterkte Rm/MPaRekverhouding A/%Brinell-hardheid HBW.
Al-Cu legeringZAlCu5MgZL201S、J 、R、KT4295870
S、J 、R、KT5335490
ST7315280
ZAlCu5MgAZL201AS、J 、R、KT53908100
ZAlCul0ZL202S、JF104-50
S、JT6163-100
ZAlCu4ZL203S、R、KT4195660
JT4205660
S、R、KT5215370
JT5225370
ZAlCu5MnCdAZL204AST54404100
ZAlCu5MnCdVAZL205AST54407100
ST64703120
ST74602110
ZAlR5Cu3Si2ZL207ST1165-75
JT1175-75
Al-Mg LegeringZAlMgl0ZL301S、J、RT4280960
ZAlMg5SiZL303S、J 、R、KF143155
ZAlMg8ZnlZL305ST4290890
Al-Zn legeringZAlZn11Si7ZL401S、R、KT1195280
JT1245 90
ZAlZn6MgZL402JT1235470
ST1220465

V. Analyse van defecten

1. Insluiting van oxidatieslakken

Kenmerken van defecten:

Oxidatieslakinsluitsels komen meestal voor op het bovenoppervlak van de gietstukken, op de hoeken waar de mal niet geventileerd wordt. De breuk is meestal grijswit of geel en wordt gevonden door röntgeninspectie of tijdens machinale bewerking. Ze kan ook worden gevonden tijdens het wassen met alkali, zuur of anodisatie.

Oorzaken:

  • Ovenmaterialen zijn niet schoon, overmatig gebruik van gerecyclede materialen
  • Slecht ontwerp van het gietsysteem
  • Slak in de vloeistof van de legering wordt niet volledig verwijderd
  • Verkeerd gietproces, wat leidt tot slakinsluiting
  • Onvoldoende standtijd na raffinage- en modificatiebehandeling

2. Poriën en bellen

Kenmerken van defecten:

De poriën in de gietwand zijn meestal rond of ovaal, met een glad oppervlak, meestal glanzend oxidehuid, soms gelig zoals olie. Oppervlakteporiën en bellen kunnen gevonden worden door zandstralen, en interne poriën en bellen kunnen gevonden worden door röntgenstralen of machinale bewerking, en verschijnen zwart op de röntgenfilm.

Oorzaken:

  • Instabiel gieten van legering, insluiting van gas
  • Organische onzuiverheden gemengd in het vormzand (zoals kolenstof, graswortels, paardenmest, enz.)
  • Slechte ventilatie in de schimmel en de kern
  • Krimpgaatjes op het oppervlak van koud ijzer
  • Slecht ontwerp van het gietsysteem

3. Krimp porositeit

Kenmerken van defecten:

Krimp porositeit in aluminium gietstukken komt over het algemeen voor in de buurt van de binnenste poort, aan de wortel van de stijgbuis waar de sectie het dikst is, op de kruising van dikke en dunne wanden en in gebieden met grote, dunne wanden. Het breukvlak ziet er grijs of lichtgeel uit in ongegoten toestand en verandert in lichtgrijs, lichtgeel of grijszwart na een warmtebehandeling. Op röntgenfilms verschijnt het als een wolkachtige vorm en ernstige krimpporeusheid kan worden gedetecteerd met methoden zoals röntgenfoto's en fluorescerend breukonderzoek met een lage vergrotingsfactor.

Oorzaken:

  • Slechte voeding voor stijger
  • Hoog gasgehalte in het ovenmateriaal
  • Oververhitting bij de binnenpoort
  • Te veel vocht in de zandvorm, zandkern niet gedroogd
  • Grove legeringkorrels
  • Verkeerde plaatsing van het gietstuk in de mal
  • Te hoge schenktemperatuur, te hoge schenksnelheid

4. Scheur

Kenmerken van defecten:

(1) Gietscheur

Ontwikkelt zich langs korrelgrenzen, vaak vergezeld van ontmenging, is een type scheur dat gevormd wordt bij hogere temperaturen. Het verschijnt meestal in legeringen met aanzienlijke volumekrimp en in gietstukken met complexere vormen.

(2) Warmtebehandelingsscheur

Veroorzaakt door oververhitting of verbranding tijdens warmtebehandeling, vaak in de vorm van transgranulaire scheuren. Komt vaak voor in legeringen die stress genereren en een hoge thermische uitzettingscoëfficiënt hebben tijdens te snelle afkoeling, of wanneer er andere metallurgische defecten aanwezig zijn.

Oorzaken:

  • Onredelijk ontwerp van de gietstructuur, met scherpe hoeken en te drastische veranderingen in de wanddikte
  • Slechte instortbaarheid van zandvorm (kern)
  • Plaatselijke oververhitting van de mal
  • Giettemperatuur te hoog
  • Het gietstuk te vroeg uit de mal halen
  • Oververhitting of oververhitting tijdens warmtebehandeling, te snelle afkoeling

5. Oplossingen

1. Afstelling van apparatuur

(1) Reinig het deegoppervlak, reinig de matrijsholte, reinig de uitwerpstaaf; verbeter de coating, verbeter het spuitproces; verhoog de klemkracht, verhoog de hoeveelheid gegoten metaal. Deze maatregelen kunnen met eenvoudige handelingen worden uitgevoerd.

(2) Pas de procesparameters aan, injectiekracht, injectiesnelheid, vultijd, openingstijd van de matrijs, giettemperatuur, matrijstemperatuur, enz.

(3) Verander materialen, kies aluminium legeringsstaven van hoge kwaliteit, verander de verhouding tussen nieuwe materialen en gerecyclede materialen, verbeter het smeltproces.

(4) De mal aanpassen, het gietsysteem aanpassen, interne poorten toevoegen, overloopgroeven en uitlaatgroeven toevoegen, enz.

Redenen voor het ontstaan van vlamvorming in gietstukken zijn bijvoorbeeld:

  • Probleem met spuitgietmachine: Verkeerde instelling van de klemkracht.
  • Procesprobleem: Injectiesnelheid te hoog, wat leidt tot te hoge drukpieken.
  • Problemen met de matrijs: Vervorming, vreemde voorwerpen op het scheidingsoppervlak, ongelijkmatige slijtage van inzetstukken en glijders, onvoldoende sterkte van de matrijsplaat. Maatregelen om flash op te lossen in volgorde: Reinig het snijvlak - Verhoog de klemkracht - Pas de procesparameters aan - Repareer versleten onderdelen van de mal - Verhoog de stijfheid van de mal. Van gemakkelijk naar moeilijk, controleer na elke verbeteringsstap eerst het effect. Als het effect niet bevredigend is, ga dan verder met de volgende stap.

2. Het toevoegen van zeldzame aardelementen aan gietaluminiumlegeringen kan de defecten van gietaluminiumlegeringen effectief verbeteren.

(1) Verfijnende rol van zeldzame aardmetalen in aluminiumlegeringen (Zeldzame aardmetalen kunnen de morfologie van insluitsels verbeteren en korrelgrenzen zuiveren).

(2) Verfijnend effect van zeldzame aardmetalen op aluminiumlegeringen (opzettelijk remmen van de groei van zuilvormige en dendritische kristallen om de vorming van fijne equiaxed kristallen te bevorderen, dit proces heet korrelverfijning behandeling).

(3) Het modificatie-effect van zeldzame aardmetalen op aluminium-siliciumlegeringen (Bij het gieten van Al-Si-legeringen zal de Si fase onder natuurlijke omstandigheden uitgroeien tot blokvormige of brosse fasen, waardoor de matrix ernstig splijt en de sterkte en plasticiteit van de legering afneemt. Een modificatiebehandeling transformeert het eutectische Si van grof vlokkig naar fijn vezelig of lamellair, waardoor de legering beter presteert.

Vergeet niet: sharing is caring! : )
Shane
Auteur

Shane

Oprichter van MachineMFG

Als oprichter van MachineMFG heb ik meer dan tien jaar van mijn carrière gewijd aan de metaalbewerkingsindustrie. Door mijn uitgebreide ervaring ben ik een expert geworden op het gebied van plaatbewerking, verspaning, werktuigbouwkunde en gereedschapsmachines voor metalen. Ik denk, lees en schrijf voortdurend over deze onderwerpen en streef er voortdurend naar om voorop te blijven lopen in mijn vakgebied. Laat mijn kennis en expertise een aanwinst zijn voor uw bedrijf.

Volgende

H Beam Maten en Gewichtstabel

Heb je je ooit afgevraagd wat de verborgen wereld is van H-balken? In dit boeiende artikel ontrafelen we de mysteries achter deze essentiële constructiecomponenten. Onze deskundige werktuigbouwkundige...
MachineMFG
Til uw bedrijf naar een hoger niveau
Abonneer je op onze nieuwsbrief
Het laatste nieuws, artikelen en bronnen, wekelijks naar je inbox gestuurd.
© 2024. Alle rechten voorbehouden.

Neem contact met ons op

Je krijgt binnen 24 uur antwoord van ons.