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近年来，因为地球环境保护问题，要求机动车轻量化的呼声愈来愈强烈。随着汽车、摩托车生产制造技术的提升以及世界范围内的品质、价格竞争进入白热化，降低成本已成为企业竞争能力的重要目标。在铝合金压铸件中，虽然有许多并无过高强度要求的薄壁盖类零件，但是随着汽车、摩托车轻量化的要求，必须确保强度的零件愈来愈多，所以铝合金压铸铝件的强度及材质对品质的影响已成为业界的一个重要课题。目前，关于铝合金压铸件机械性能的研究大都停留在试验片、试验棒上，但对于制品性能有关的缺陷、组织、成分的固溶等因素的影响研究还不够充分，由此导致产品设计方面存在许多不安全因素。随着对外开放的日益频繁，日本JIS标准中的ADC12铝合金成为国内普遍采用的一种主要压铸原材料。所以，开展对以ADC12铝合金为代表性的材料的材质、组织和机械性能的分析、研究是很有必要的。
以前，日本压铸协会制品标准DCSM(1977)中的机械性能指标值是用压铸试棒作出的标准值，数值仍然是相当高。假如压铸方案和条件不恰当的话，是达不到如此高的数值的。实际上的机械性能是存在很大散差的。仔细解读JISH5302(2000)标准，该标准提供了各种状态的参考数值，并非标准值，即取消了机械性能。该标准附件指导性地列举了各类压铝铸件的使用实例。
一、压铸件中的Mg、Cu、Si、Fe成分对机械性能的影响
1、Mg、Cu成分对机械性能的影响
Mg，Cu的添加其抗拉强度有提高的趋势。
铜固溶于铝合金中，可以提高其机械性能，改善切削性和研磨性。Al-Si-Cu系合金比Al-Si系合金的铸造性稍有下降，但高温强度提高。铝与铜合金化可提高强度、硬度，但收缩率和高温脆性增加。但是，Cu在Al-Si共晶合金中有减少合金流动流痕的效果；铝中含镁的Al-Mg合金，耐腐蚀性好，一般作为耐腐蚀性合金使用，但镁在合金中形成范围宽的固溶体，凝固范围增大，热容量减少，凝固收缩增大，热膨胀系数大，热脆性增加，大大恶化了铸造性能。镁作为合金中的杂质，也有着相同的影响。表现为高温脆性和热裂纹。还有，因为Al-Mg系的共晶温度(450℃)低，一般认为凝固慢，铸件容易产生小气孔而出现疏松。但是，Al-Si系合金中的ADC3(JIS)，由于含有微量的镁，可以强化Al-Si合金的基体，提高耐蚀性，电镀性，阳极化表面处理的性能。
2、Si、Fe成分对机械性能的影响
2.1、Si成分对机械性能的影响
硅是铝合金的主要成分之一。硅能明显地改善流动性，在共晶点时流动性改善最为明显，而且凝固潜热大，凝固收缩、热膨胀系数小，能防止高温脆性，增大补缩效果。因此含硅量接近共晶点的ADC1(JIS)合金流动性最好。且硅作为合金中的杂质时也有相同的效果。为了改善合金的铸造性，在Al-Mg合金中使用少量的硅。但硅对切削性有害。
2.2、Fe成分对机械性能的影响
铁元素对于铝合金压铸件的而言，有利有弊；但就整体来说，弊多利少。下面就其利弊详谈。
为了减少压铸件的粘模现象，压铸合金中的杂质铁是含量要适当，一般应为0.8%~1.0%。就铁影响而言，一般来讲，铁在铝中几乎不固溶，而形成FeAl3的结晶，这会引起过冷现象。若是含微量铁(约0.2%)，则可急速冷却使结晶微粒化；但当大于该量则结晶粗大化，随着量的增大而更显著。铁的影响基本上是增加硬度，降低延仲率和冲击韧性，这是最大的弊端。特别是在保安部品中，过量的Fe往往被认为是危害因素。日本有些世界级知名企业为了控制产品的内在质量，特意制定了企业内部标准，产生了新的铝合金牌号，其企业标准要求Fe含量控制在1.0以下，但通常使用时控制的目标是Fe≤0.8。
此外，在Al-Si-Cu合金中含铁量多时，容易发生金属夹杂物，应予以注意。
在压铸过程中，铝合金成分的监控是非常重要的一个环节。除了化学分析法和光谱检验法监控铝合金成分外，我司现场管理者还摸索出一套对压铸件含铁量的简易判断法。即根据铝合金压铸件飞边的柔软程度不同，可判定含铁量的多少；为产品质量的快速判断提供一定的依据。
二、压铸时冷却速度对机械性能的影响
压铸铝件的各个部位冷却速度不同，其强度也有所不同，其成因目前尚不明确。为此，针对这个问题进行详细研讨分析。
在零件不同厚度部位取样，进行抗拉强度试验。可见，随着壁厚的增加，其抗拉强度下降，但对疲劳强度影响不大。
零件的厚度与抗拉强度有关。所以在模具设计过程与压铸过程中，应特别注重解决冷却问题，这样才能取得高质量的压铸件。
解决模具的冷却问题，可在设计前期进行CAE凝固分析，找出模具温度较高处，增加点冷或管式冷却，使压铸模具在使用过程中冷却速度尽可能一致，以获得高品质的产品。
铝合金压铸件的的材料成分、强度对其品质具有相当重要的的影响。通过调整相关元素，可使抗拉强度增大，也可改善流动性等。特别重要的是对危害元素的监控，可对产品的性能和稳定性起到关键性的作用。就压铸件厚度与冷却速度而言，其相关影响因素也不可忽视。
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发布时间:2021-11-21 03:58 点击:76