Elementos de fundición a presión de aleación de aluminio - Si, Cu, Mg, Zn, Fe, Mn, Ni, Ti

En los materiales de aleación de aluminio fundido a presión, silicio (Si), cobre (Cu), magnesio (Mg), zinc (Zn), hierro (Fe), manganeso (Mn), níquel (Ni), titanio (Ti), estroncio , circonio, cromo y otros elementos tienen un efecto en la fundición a presión

La calidad de las piezas fundidas a presión está relacionada con las materias primas seleccionadas. El requisito previo para la fundición a presión de alta calidad es seleccionar materias primas de alta calidad.

1. Silicio (Si) - elemento de aleación de aluminio fundido a presión

El silicio es el elemento principal de la mayoría de las aleaciones de aluminio de fundición a presión. Puede mejorar el rendimiento de fundición de la aleación. Generalmente, el contenido es 9.6% - 12%. Cuando el contenido de silicio supera el 12%, el silicio y el aluminio forman hipereutécticos. Cuando hay muchas impurezas como el cobre y el hierro, aparecen puntos duros de silicio libre que dificultan el corte. La aleación de aluminio con alto contenido de silicio tiene un grave efecto de corrosión en el crisol de fundición. El silicio y el aluminio pueden formar soluciones sólidas. A 577 ℃, la solubilidad del silicio en el aluminio es del 1.65 %. A temperatura ambiente, es del 0.2%. Cuando el contenido de silicio alcanza el 11.7%, el silicio y el aluminio forman eutécticos. Se mejoran la fluidez a alta temperatura, la resistencia al desgaste, la tendencia al agrietamiento en caliente y la contracción de la aleación. La aleación de base de aluminio binario tiene alta resistencia a la corrosión. Cuando el contenido de silicio en la aleación supera la composición eutéctica y hay muchas impurezas como cobre y hierro, aparecen los puntos duros de silicio libre, lo que dificulta el mecanizado. La aleación de aluminio con alto contenido de silicio corroe el crisol de fundición.

El efecto es grave.

2. Cobre (Cu) -- elemento de aleación de aluminio fundido a presión

El cobre y el aluminio constituyen una solución sólida. Cuando la temperatura es de 548 ℃, la solubilidad del cobre en el aluminio debe ser del 5.65 % y debe caer hasta aproximadamente el 0.1 % a temperatura ambiente. El contenido de cobre en la aleación suele ser del 1.5 % al 3.5 %. El aumento del contenido de cobre puede mejorar la fluidez, la resistencia a la tracción y la dureza de la aleación, pero reduce la resistencia a la corrosión y la plasticidad, y aumenta la tendencia al agrietamiento en caliente.

3. Magnesio (Mg) -- elemento de aleación de aluminio fundido a presión

Agregar una pequeña cantidad de magnesio (alrededor de 0.2~0.3%) a la aleación de aluminio con alto contenido de silicio puede mejorar la resistencia y el límite de rendimiento, y mejorar la maquinabilidad de la aleación. Las aleaciones de aluminio que contienen un 8 % de magnesio tienen una excelente resistencia a la corrosión. Cuando el contenido de magnesio es demasiado alto, el rendimiento de la fundición se vuelve deficiente, la resistencia y la plasticidad a altas temperaturas son bajas y la contracción es grande cuando se enfría, por lo que es fácil que se produzcan grietas en caliente y porosidad.

 

4. Zinc -- elemento de aleación de aluminio fundido a presión

El zinc en la aleación de aluminio puede mejorar la fluidez, el rendimiento de fundición y la resistencia a la tracción, pero aumenta la tendencia al agrietamiento en caliente y disminuye la resistencia a la corrosión, generalmente menos del 1.2 %. En cuanto a la aleación de aluminio ZL401 con alto contenido de zinc, tiene mejores propiedades de fundición, propiedades mecánicas y procesamiento de corte.

 

5. Hierro (Fe) -- elemento de aleación de aluminio fundido a presión

Todas las aleaciones de aluminio contienen impurezas nocivas. Cuando el contenido de hierro en la aleación de aluminio es demasiado alto, el hierro existe en la aleación como estructuras en forma de lámina o aguja de FeAl3, Fe2Al7 y Al Si Fe, lo que reduce las propiedades mecánicas. Esta estructura también reducirá la fluidez de la aleación y aumentará la resistencia al agrietamiento en caliente. Sin embargo, debido a la fuerte adherencia de la aleación de aluminio al molde, es particularmente fuerte cuando el contenido de hierro está por debajo del 0.6 %. Cuando el contenido de hierro supera el 0.6 %, la adherencia del troquel se reduce considerablemente. Por lo tanto, es beneficioso para la fundición a presión controlar el contenido de hierro entre 0.6 y 1 %, pero el contenido máximo de hierro no puede exceder el 1.5 %.

6. Manganeso (Mn) -- elemento de aleación de aluminio fundido a presión

El manganeso en la aleación de aluminio puede reducir el efecto nocivo del hierro y puede cambiar la estructura laminar o acicular formada por el hierro en una estructura de cristal fino. Por lo tanto, generalmente se permite menos del 0.5% de manganeso en la aleación de aluminio. Cuando el contenido de manganeso es demasiado alto, causará segregación.

7. Níquel (Ni) -- elemento de aleación de aluminio fundido a presión

El níquel en aleación de aluminio puede mejorar la resistencia y dureza de la aleación y reducir la resistencia a la corrosión. El níquel tiene el mismo efecto que el hierro, lo que puede reducir la corrosión de la aleación en la matriz, neutralizar el efecto nocivo del hierro y mejorar el rendimiento de soldadura de la aleación. Cuando el contenido de níquel es de 1~1.5%, la fundición puede obtener una superficie lisa y limpia después del pulido. Debido a la falta de fuentes de níquel, las aleaciones de aluminio que contienen níquel deben usarse lo menos posible.

8. Titanio (Ti) -- elemento de aleación de aluminio fundido a presión

La adición de trazas de titanio en la aleación de aluminio puede refinar significativamente la estructura granular de la aleación de aluminio, mejorar las propiedades mecánicas de la aleación y reducir la tendencia al agrietamiento en caliente de la aleación.

9. Estroncio: elemento de aleación de aluminio fundido a presión

El estroncio es un elemento superficialmente activo. En cristalografía, el estroncio puede cambiar el metal

Comportamiento de la fase compuesta. Por lo tanto, la modificación con estroncio puede mejorar la trabajabilidad plástica y la calidad del producto final de la aleación. En los últimos años, el uso de sodio ha sido reemplazado en las aleaciones de colada de Al Si debido al largo tiempo efectivo, el buen efecto y la reproducibilidad de la modificación con estroncio. Se agrega 0.015% ~ 0.03% de estroncio a la aleación de aluminio para la extrusión. La fase β- AlFeSi se convierte en carácter chino. La fase α- AlFeSi reduce el tiempo de homogeneización del lingote en un 60% ~ 70% y mejora las propiedades mecánicas y la procesabilidad plástica del material; Mejorar la rugosidad de la superficie de los productos. Para aleación de aluminio forjado con alto contenido de silicio (10 %~13 %), la adición de 0.02 %~0.07 % de estroncio puede reducir el cristal inicial al mínimo, mejorar significativamente las propiedades mecánicas y la resistencia a la tracción б B Incremento de 233MPa a 236MPa

, resistencia a la fluencia б 0.2 de 204MPa a 210MPa, elongación б 5 de 9% a 12%. Agregar estroncio a las aleaciones hipereutécticas de Al Si puede reducir el tamaño de las partículas primarias de silicio, mejorar la trabajabilidad del plástico y puede laminarse en caliente y en frío con éxito.

 

10. Zirconio: elemento de aleación de aluminio fundido a presión

El circonio también es un aditivo común para las aleaciones de aluminio. Generalmente, se agrega 0.1%~0.3% a la aleación de aluminio. El circonio y el aluminio forman un compuesto ZrAl3, que puede prevenir

El proceso de cristalización refina los granos recristalizados. El circonio también puede refinar la estructura de fundición, pero su efecto es menor que el del titanio. La presencia de circonio reducirá el refinamiento del titanio y el boro.

Efecto de los granos. En el sistema de aleación Al Zn Mg Cu, el zirconio tiene menos efecto sobre la sensibilidad de enfriamiento que el cromo y el manganeso, por lo que se debe usar zirconio en su lugar.

El cromo y el manganeso refinan la estructura de recristalización.

 

11. Cromo: elemento de aleación de aluminio fundido a presión

El cromo es un elemento aditivo común en las aleaciones Al Mg Si, Al Mg Zn y Al Mg. A 600 ℃, la solubilidad del cromo en aluminio es del 0.8 % y es básicamente insoluble a temperatura ambiente. Formas de cromo (CrFe) Al7 y（

Los compuestos intermetálicos como CrMn) Al12 dificultan el proceso de nucleación y crecimiento de la recristalización, tienen un cierto efecto de fortalecimiento en la aleación y también pueden mejorar la tenacidad de la aleación y reducir la sensibilidad al agrietamiento por corrosión bajo tensión. Sin embargo, la sensibilidad de extinción del lugar aumenta, lo que hace que la película de óxido anódico se vuelva amarilla. La adición de cromo en la aleación de aluminio generalmente no supera el 0.35% y disminuye con el aumento de elementos de transición en la aleación.