1鑄造鋁合金
鋁合金的性能及應(yīng)用
鑄造鋁合金的密度比鑄鐵和鑄鋼小，而比強度則較高。因此在承受同樣載荷條件下采用鋁合金鑄件，可以減輕結(jié)構(gòu)的重量，故在航空工業(yè)及動力機械和運輸機械制造中，鋁合金鑄件得到廣泛的應(yīng)用。
鋁合金有良好的表面光澤，在大氣及淡水中具有良好的耐腐蝕性，故在民用器皿制造中，具有廣泛的用途。純鋁在硝酸及醋酸等氧化性酸類介質(zhì)中具有良好的耐蝕性，因而鋁鑄件在化學(xué)工業(yè)中也有一定的用途。純鋁及鋁合金有良好的導(dǎo)熱性能，放在化工生產(chǎn)中使用的熱交換裝置，以及動力機械上要求具有良好導(dǎo)熱性能的零件，如內(nèi)燃機的汽缸蓋和活塞等，也適于用鋁合金來制造。
鋁合金具有良好的鑄造性能。由于熔點較低(純鋁熔點為660.230C，鋁合金的澆注溫度一般約在730～750oC左右)，故能廣泛采用金屬型及壓力鑄造等鑄造方法，以提高鑄件的內(nèi)在質(zhì)量，尺寸精度和表面光潔程度以及生產(chǎn)效率。鋁合金由于凝固潛熱大，在重量相同條件下，鋁液的凝固過程時間延續(xù)比鑄鋼和鑄鐵長得多，放流動性良好，有利于鑄造薄壁和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件。
鑄法鋁合會的分類、牌號
鋁合金按照加工方法的不同分為兩大類，即壓力加工鋁合金和鑄造鋁合金(分別以YL和ZL表示)。在鑄造鋁合金中又依主要加入的合金元素的不同而分為四個系列，即鑄造鋁硅合金、造鋁銅合金、鑄造鋁鎂合金和鑄造鉛鋅合金(分別以ZL1XX，ZL2XX，ZL3XX和ZL4XX表示)，在每個系列中又按照化學(xué)成分及性能的不同而分為若干牌號。表3中列出了鑄造鋁合金國家標(biāo)準(zhǔn)所包括的幾種鋁合金的牌號。
表3鑄造鋁合金的牌號
序號合金牌號合金代號序號合金牌號合金代號序號合金牌號合金代號
1ZALSi7MgZL10110ZALSi12Cu1Mg1Ni1ZL10919ZALCu5MnCdAZL204A
2ZALSi7MgAZL101A11ZALSi9Cu2MgZL11120ZALCu5MnCdVAZL205A
3ZALSi12ZL10212ZALSi7Mg1AZL114A21ZALR5Cu3Si2ZL207
4ZALSi9MgZL10413ZALSi5Zn1MgZL11522ZALMg10ZL301
5ZALSi5Cu1MgZL10514ZALSi8MgBeZL11623ZALMg5Si1ZL303
6ZALSi5Cu1MgAZL105A15ZALCu5MnZL20124ZALMg8Zn1ZL305
7ZALSi8Cu1MgZL10616ZALCu5MnAZL201A25ZALZn11Si7ZL401
8ZALSi7Cu4ZL10717ZALCu10ZL20226ZALZn6MgZL402
9ZALSi12Cu2MgZL10818ZALCu4ZL203
2鑄造銅合金
鑄造銅合金是工業(yè)上廣泛應(yīng)用的一種鑄造合金材料。銅基合金因具有良好的對淡水、海水及某些化學(xué)溶液的耐蝕性能而大量用于造船及化學(xué)工業(yè)。銅基合金又由于具有良好的導(dǎo)熱性及耐磨性，故也常用于制造各種機器上承受重負荷及高速運轉(zhuǎn)軸的滑動軸瓦軸套等。
鑄造銅合金分為兩大類，即黃銅與青銅。黃銅是以鋅為主加合金元素的銅合金。在鑄造黃銅中又因加入其它合金元素而形成錳黃銅、鋁黃銅、硅黃銅、鉛黃銅等。在銅合金中不以鋅為主加元素的統(tǒng)稱為青銅，如錫青銅、鋁青銅、鉛青銅、鈹青銅等。在國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定鑄造銅合金共有9種，計29個牌號。
3其他有色合金
除了鑄鋁合金和鑄銅合金以外，還有很多種鑄造有色合金。其中比較常用的是鑄造鎂合金、鑄造鈦合金和鑄造鋅合金。鎂合金和鈦合金由于具有高的比強度，故多用于航空工業(yè)。其中鈦合金還對多種腐蝕性介質(zhì)具有很強的耐蝕性，故也用于制造石油化工設(shè)備上經(jīng)受腐蝕作用的鑄件。鋅合金具有比較高的強度和優(yōu)良的鑄造性能，故廣泛用于制造薄壁的和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件。
在鑄造方法上，銅合金及其它有色合金除了采用砂型鑄造外，還廣泛采用金屬型鑄造、離心鑄造、低壓鑄造以及石墨型鑄造等多種特種鑄造方法。
在銅合金鑄造中，采用金屬型鑄造方法，以加速合金的凝固，對提高鑄件質(zhì)量，減少鑄造缺陷，具有重要的作用。金屬型鑄造可細分晶粒(特別對于鋁青銅和錳黃銅)，減少氣孔，提高合金的機械性能和氣密性(對錫青銅特別重要)，在鉛青銅等高含鉛量銅合金中，采用金屬型(以及水冷金屬型)鑄造，能防止銅成分的偏析。又由于銅合金鑄件中，筒形零件(軸承、襯套)等較多，故采用離心鑄造方法較多。此外，大型鑄銅件(如大型船用螺旋槳)還可采用低壓鑄造方法，以提高合金的致密度，并減少鑄件在澆注過程中產(chǎn)生的夾雜物。某些銅合金(如鉛黃銅)還可采用壓力鑄造方法。
鎂合金由于鑄造性能較差，特別是容易產(chǎn)生熱裂，故大部分鎂合金鑄件仍是采用砂型鑄造，僅小部分形狀簡單的鑄件，可用金屬型鑄造。壓力鑄造方法在鎂合金鑄造中用得很少。
鋅合金具良好的鑄造性能，充填鑄型能力強，且不產(chǎn)生熱裂，故特別適宜于采用金屬型和壓力鑄造。在大量生產(chǎn)中常用壓力鑄造方法生產(chǎn)薄壁和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鋅合金鑄件。
鈦合金由于化學(xué)活潑性極強，在鑄造過程中鈦液與大多數(shù)鑄型材料(包括各種型砂及鋼鐵)都發(fā)生相互作用，致使鑄件被沾污，故只能用特殊的鑄型材料(如氧化釷或石墨)來鑄造。
4鑄造有色合金的熔煉
熔煉工藝對有色合金鑄件的性能和缺陷有很大影響。多數(shù)有色合金易產(chǎn)生氣孔和夾雜，尤其是鈦合金、鋁合金、鎂合金和某些銅合金。一般的熔煉工藝流程是：
1)根據(jù)鑄件技術(shù)要求所規(guī)定的合金牌號，可查出合金的化學(xué)成分范圍，從中選定化學(xué)成分;
2)根據(jù)元素的燒損率和成分要求，進行配料計算，得出各種爐料的加入量，并選擇爐料。若爐料受到污染，則需要進行處理，保證所有的爐料清潔、無銹，并在投料前進行預(yù)熱;
3)檢查和準(zhǔn)備化用具，涂刷涂料，并預(yù)熱，防止氣體、夾雜物和有害元素的污染;
4)加料。一般加料順序為：回爐料、中間合金和金屬料，低熔點易氧化的金屬料，如鎂，在爐料熔化之后加入;
5)為了減少合金液的吸氣和氧化的污染，應(yīng)盡快熔化，防止過熱，根據(jù)需要，有的合金液須加覆蓋劑保護;
6)爐料熔化后，進行精煉處理，以凈化合金液，并進行精煉效果的檢驗;
7)根據(jù)需要，進行變質(zhì)處理和細分組織處理以提高性能，并檢驗處理效果;
8)調(diào)整溫度，進行澆注。有的合金在澆注前要進行攪拌，以防發(fā)生比重偏析。
