Под литейными характеристиками алюминиевого сплава понимаются свойства расплавленного алюминия в процессе литья, кристаллизации и охлаждения. К ним относятся текучесть, усадка, герметичность, литейные напряжения и геттеры. Эти характеристики зависят от состава сплава, но также связаны с факторами литья, температурой нагрева сплава, сложностью формы, системой литниковых подводов, формой литника и т. д.
Характеристики литья из алюминиевых сплавов
Характеристики литья алюминиевых сплавов включают текучесть, усадку, термическое растрескивание, герметичность, напряжения в отливке и поглощение воздуха.
Плавность
Текучесть — это способность расплава сплава заполнять форму. От степени текучести зависит возможность литья сложных деталей. Среди алюминиевых сплавов наилучшую текучесть демонстрирует эвтектический сплав. На текучесть влияют многие факторы, в первую очередь состав, температура и наличие в расплаве твердофазных частиц оксидов металлов, соединений металлов и других примесей. Однако основными внешними факторами являются температура разлива и давление разлива. В реальных производственных условиях, помимо оптимизации процесса плавки (очистка и удаление шлака), необходимо также улучшить формуемость и повысить температуру разливки без ущерба для качества отливки, чтобы обеспечить текучесть сплава.
Сократительная способность
Усадка является одной из основных характеристик литейных алюминиевых сплавов. В целом процесс от жидкого состояния до затвердевания и охлаждения делится на три этапа: усадка в жидком состоянии, усадка при затвердевании и усадка в твердом состоянии. Усадка сплава оказывает решающее влияние на качество отливки. Она влияет на размер постепенно образующихся усадочных пустот, возникновение напряжений, образование трещин и изменение размеров.
Термический крекинг
Появление термических трещин в алюминиевых отливках в основном обусловлено тем, что усадочные напряжения в отливках превышают силу сцепления между зернами металла. Большинство из них возникает вдоль границ зерен. В месте разлома металл в области трещины часто окисляется и теряет блеск. Трещины распространяются вдоль границ зерен, имеют зигзагообразную форму: на поверхности они шире, а внутри — уже. В результате некоторые из них проникают через торцевую поверхность всего отливка.
Герметичность
Герметичность литого алюминиевого сплава определяется степенью, в которой алюминиевое изделие, отлитое в полостной форме, не допускает утечки под действием газа или жидкости под высоким давлением. Герметичность фактически отражает степень плотности и чистоты внутренней структуры отливки. Герметичность литого алюминиевого сплава зависит от свойств самого сплава. Чем уже диапазон затвердевания сплава, тем меньше склонность к распушиванию, и чем мельче поры, образованные осаждением, тем выше герметичность сплава.
Чем выше содержание водорода в расплаве алюминиевого сплава, тем больше микропоров образуется в отливке. Микропоры в алюминиевой отливке снижают герметичность и коррозионную стойкость изделия, а также ухудшают механические свойства сплава. Ключевым фактором для получения алюминиевых отливок без пор или с минимальным их количеством являются условия плавки. Если добавить покрывающий агент В процессе плавки объем вдыхаемого газа в сплаве значительно уменьшается. Очистка расплавленного алюминия позволяет эффективно контролировать содержание водорода в расплаве. AdTech online установка дегазации Благодаря применению новой технологии производства расплава с высоким содержанием кремния удается эффективно дегазировать расплав алюминия.
Напряжение при литье
Напряжения в отливке включают термические напряжения, напряжения фазового перехода и усадочные напряжения. Термические напряжения возникают из-за неравномерной толщины стенок и неравномерного охлаждения. На тонких стенках возникают сжимающие напряжения, что приводит к появлению остаточных напряжений в отливке. Напряжение фазового перехода обусловлено фазовым переходом в процессе охлаждения после затвердевания и связанным с этим изменением объёма и размеров. Напряжение усадки вызвано растягивающим напряжением, возникающим вследствие сопротивления формы и стержня при усадке алюминиевого отливка. Это напряжение носит временный характер и автоматически исчезает при распаковке алюминиевого отливка.
Однако неправильно выбранное время распаковки зачастую приводит к термическому растрескиванию; в частности, алюминиевые сплавы, отлитые в металлических формах, подвержены термическому растрескиванию при таких нагрузках. Остаточные напряжения в отливках из алюминиевого сплава снижают механические свойства сплава и влияют на точность механической обработки отливок. Остаточные напряжения в алюминиевых отливках можно устранить путем отжига.
Вдохновляющий
Алюминиевые сплавы легко поглощают газообразный водород, и поглощение водорода является основной характеристикой литейных алюминиевых сплавов. Чем выше температура раствора алюминиевого сплава, тем больше водорода поглощается. При 700 °C растворимость водорода на 100 г алюминия составляет 0,5–0,9. При повышении температуры до 850 °C растворимость водорода увеличивается в 2–3 раза. При наличии примесей щелочных металлов растворимость водорода в расплавленном алюминии значительно возрастает.
Помимо поглощения газа во время плавки, в литых алюминиевых сплавах также происходит поглощение газа при заливке в форму. Помимо поглощения газа во время плавки, в литых алюминиевых сплавах также происходит поглощение газа при заливке в форму. По мере понижения температуры жидкого алюминия растворимость газа уменьшается, и избыточный газ выпадает в осадок. Часть неизбежного газа остаётся в отливке, образуя воздушные пузырьки, которые обычно называют “пиноль”. Иногда газ сочетается с усадочной полостью, и газ, выпавший в жидком алюминии, остаётся в усадочной полости.
Если давление, создаваемое пузырьком, очень велико, поверхность поры гладкая, а вокруг отверстия виден круг из светлого слоя. Если давление, создаваемое пузырьком, невелико, внутренняя поверхность поры морщинистая.