アルミニウム鋳造プロセスの長所と短所

公開時間： 05 / 17 2021 著者：サイト編集者訪問：16060

アルミニウム合金の各グループの元素が異なるため、合金の物理的および化学的特性は異なります。結晶化プロセスも異なります。したがって、それはアルミニウム合金の特性に向けられなければなりません。鋳造方法の合理的な選択。許容範囲内での鋳造欠陥の発生を防止または低減し、鋳造を最適化するため。

アルミニウム合金鋳造プロセスの性能

アルミニウム鋳造プロセスの長所と短所

アルミニウム合金鋳造プロセスの性能。これは通常、流動性、収縮、気密性、鋳造応力、空気吸収などの充填特性、結晶化、および冷却のプロセスで最も顕著な特性の組み合わせとして理解されます。アルミニウム合金のこれらの特性は、合金の組成に依存します。しかし、それは鋳造要因、合金加熱温度金型の複雑さ、注入ライザーシステム、およびゲート形状にも関係しています。

（1）流動性

流動性とは、合金の液体充填特性の能力を指します。流動性は、合金が複雑な鋳造物を鋳造できるかどうかを決定します。流動性に影響を与える多くの要因があります。主な要因は、合金液中の金属酸化物、金属化合物、その他の汚染物質の組成、温度、固体粒子ですが、外部の客観的要因は、注入温度と流動圧力（一般に凝縮注入ヘッドとして知られています）です。

（2）収縮性

収縮は鋳造アルミニウム合金の主な特徴のXNUMXつです。合金は、液体の注入から凝固まで、室温に達するまでのXNUMXつの段階に分けられます。それらは、液体収縮、凝固収縮、および固体収縮です。合金の収縮は、鋳造の品質に決定的な影響を及ぼします。これは、鋳物の収縮キャビティのサイズ、応力亀裂の形成、およびサイズの変化に影響を与えます。急速に一定するバークリウムの収縮は、体の収縮と線形の収縮に分けられます。実際の製造では、金合金の収縮を改善するために線形収縮が一般的に使用されます。アルミ合金の収縮サイズ。通常、収縮と呼ばれるパーセンテージで表されます。

①体の収縮

体の収縮には、液体の収縮と凝固の収縮が含まれます。

注湯から凝固までの鋳造合金液。凝固の終わりに、ベトナム側で巨視的または微視的な収縮があります。収縮によって引き起こされるこの種の巨視的な収縮は肉眼で見ることができ、集中収縮と部分収縮に分けられます。集中収縮キャビティの細孔径は大きく、集中している。そして、それらは鋳造物の上部または表面の厚いホットスポットに分布しています。分散収縮空洞は散在しており、微細です。それらのほとんどは、鋳造軸とホットジョイントに分布しています。微細なクレーターは肉眼では見えにくいです。微視的な収縮空洞のほとんどは、粒界の下またはデンドライトのデンドライト間に分布しています。

収縮と気孔率は、鋳物の主な欠陥の100つです。その理由は、液体の収縮が国の収縮よりも大きいためです。製造中、鋳造アルミニウム合金の凝固範囲が小さいことがわかります。より多くの結晶がLeizhong収縮空洞を形成します。凝固範囲を確認してください。より多くの結晶が分散収縮空洞を形成します。したがって。設計では、鋳造シームアルミニウム合金は連続凝固の原理に準拠する必要があります。液体の手で固化する際の印刷された鋳物のボディ収縮は、合金液体で補う必要があります。収縮キャビティと緩みは、鋳物のアウターライザーに集中しています。飛散しやすく緩みやすいアルミ合金鋳物用。 XNUMXポートの設置数は、集中収縮穴の数よりも多くなっています。そして、結晶が生成される場所に冷鉄を設置して、局所的な冷却速度を上げます。同時にまたは迅速に固化させます。

②ライン収縮

ライン収縮のサイズは、鋳造の品質に直接影響します。システムは縮小し、大きく誘います。アルミニウム鋳物に亀裂や応力が発生する傾向も大きくなります。冷却後、鋳物のサイズと形状が大きくなります。

鋳造アルミニウム合金が異なれば、接合部の収縮率も異なり、同じ合金が印刷されます。鋳造が違います。収縮率も異なります。同じ鋳造で。その長さ、幅、高さの収縮率も異なります。特定の状況に応じて決定する必要があります。

（3）熱間割れ

アルミニウム鋳物にホットクラックが発生するのは、主に鋳物の収縮応力が金属粒子間の結合力を超えているためです。それらのほとんどは粒界に沿って発生します。亀裂破壊から、亀裂の金属はしばしば酸化され、その金属光沢を失うことがわかります。亀裂は粒界に沿って広がり、ジグザグ形状、広い表面と狭い内部を持ち、一部は鋳造物の端面全体に浸透します。

アルミニウム合金の鋳造品が異なれば、亀裂が発生する傾向も異なります。これは、鋳造アルミニウム合金の凝固中に完全な結晶骨格が形成される温度と凝固温度との差が大きいほど、合金の収縮が大きくなり、熱間割れの傾向が大きくなるためです。合金の種類によって、金型の抵抗、鋳造物の構造、注入プロセスなどの要因により、高温割れの傾向が異なります。回帰鋳造金型または改良された鋳造アルミニウム合金鋳造システムなどの手段は、アルミニウム鋳造物の亀裂を回避するために生産でしばしば使用されます。ホットクラックリング法は、通常、アルミニウム鋳物のホットクラックを検出するために使用されます。

（4）気密性

鋳造アルミニウム合金の気密性とは、高圧の気体または液体の作用下での空洞型アルミニウム鋳造物の非漏れの程度を指します。気密性は、実際には鋳造物の内部構造の緻密さと純度を特徴づけます。

鋳造アルミニウム合金の気密性は、合金の特性に関係しています。合金の凝固範囲が小さいほど、気孔率が発生する傾向は小さくなります。同時に、析出孔が小さいほど、合金の気密性は高くなります。同じ鋳造アルミニウム合金の気密性は、鋳造プロセスにも関係しています。例えば、鋳造アルミニウム合金の鋳造温度を下げること、冷却速度を加速するために冷鉄を置くこと、および加圧下で固化および結晶化することなどはすべて、アルミニウム鋳造物の気密性を作ることができる。向上。含浸法を使用して漏れギャップを塞ぎ、鋳造物の気密性を向上させることもできます。

（5）鋳造応力

鋳造応力には、相変態応力と収縮応力のXNUMX種類の応力があります。さまざまなストレスの原因は同じではありません。

鋳造アルミニウム合金の気密性は、合金の特性に関係しています。合金の凝固範囲が小さい。硫黄松を生産する傾向も小さいです。同時に、それは小さな気孔を生成します。そうしないと、合金の気密性が高くなります。同じ鋳造アルミニウム合金の気密性は、鋳造検査プロセスにも関係しています。鋳造アルミニウム合金の鋳造温度を下げる、冷鉄を配置して冷却速度を加速する、圧力下で固化および結晶化するなど、アルミニウム鋳造の気密性を向上させることができます。鋳物の気密性は、処理方法によって高漏れのギャップを埋めることによっても改善できます。

熱応力。熱応力は、鋳造物のさまざまな幾何学的形状の交差点での不均一な断面の厚さによるものです。冷却はいくつかの理由ではありません。薄い部分に圧縮応力が形成されると、鋳造物に残留応力が発生します。
交差するストレス。相変態応力は、凝固後の冷却プロセス中のいくつかの鋳造アルミニウム合金の相変態によるものです。中庭の端のゾーンのサイズが変わります。本体はアルミです。鋳物の肉厚が不均一です。これは、異なる時間に異なるパーツが交差することによって発生します。
収縮応力。アルミ鋳造品が収縮すると、金型とコアによって妨げられ、引張応力が発生します。この種のストレスは一時的なものであり、アルミニウム鋳物は箱から出してすぐに消えます。しかしながら、不適切な開梱時間は、特にそのような応力下で高温亀裂を起こしやすい金属鋳造アルミニウム合金の場合、しばしば高温亀裂を引き起こす。鋳造アルミニウム合金の残留応力は、合金の機械的特性を低下させ、鋳造の機械加工精度に影響を与えます。アルミニウム鋳物の残留応力は、焼きなましによって取り除くことができます。この合金は熱伝導率が高く、冷却プロセス中に相変化がありません。鋳造構造が合理的に設計されている限り、アルミニウム鋳造の残留応力は一般に小さい。

（6）吸入

アルミニウム合金は、鋳造アルミニウム合金の最大の特徴であるガスを吸収しやすいです。液体アルミニウムおよびアルミニウム合金の成分と、炉装入物、有機物燃焼生成物、および金型に含まれる水分との反応によって生成された水素は、アルミニウム液体によって吸収されます。

アルミニウム合金溶融物の温度が高いほど、より多くの水素が吸収されます。 700°Cでは、100gのアルミニウムへの水素の溶解度は0.5から0.9です。温度が850℃に上がると、水素の溶解度は2〜3倍になります。アルカリ金属不純物が含まれていると、溶融アルミニウムへの水素の溶解度が大幅に向上します。

製錬中の鋳造アルミニウム合金の吸入に加えて、金型に注ぐときにも吸入を生成します。金型に入る液体金属は温度とともに低下し、ガスの溶解度が低下し、過剰なガスが析出し、ガスの一部が逃げられなくなります。それは通常「ピンホール」と呼ばれる細孔を形成するために鋳造物に残されます。ガスは収縮キャビティと結合することがあり、溶融アルミニウムに析出したガスは収縮キャビティに留まります。気泡の加熱によって発生する圧力が大きい場合、細孔の表面は滑らかであり、穴の周りに明るい層があります。気泡による圧力が小さいと、気孔の内面に「ハエの足」のようなしわが寄り、よく見ると収縮穴があります。特徴。

鋳造アルミニウム合金液中のアルゴン含有量が高いほど、鋳造で生成されるピンホールが多くなります。アルミニウム鋳物のピンホールは、鋳物の気密性と耐食性を低下させるだけでなく、合金の機械的特性も低下させます。細孔のない、または少ないアルミニウム鋳物を得るには、溶融条件が重要です。製錬時の保護のために被覆剤を添加すると、合金のガス吸入量が大幅に減少します。溶融アルミニウムを精製することで、溶融アルミニウムの水素含有量を効果的に制御できます。砂や粘土などの補助材を使って型を作る鋳造法を砂型鋳造といいます。砂型の材料を総称して成形材料と呼びます。非鉄金属用途の砂型は、砂、粘土、またはその他のバインダーと水でできています。

アルミニウム鋳物の成形プロセスは、金属と金型の間の相互作用のプロセスです。アルミニウム合金の液体が型に注入された後、熱が型に伝達され、砂型は液体金属の熱的、機械的、および化学的効果にさらされます。したがって、高品質の鋳造品を得るには、製錬プロセスを厳密に習得するだけでなく、金型（コア）の砂の比率、モデリング、および注入プロセスを正しく設計する必要もあります。

3.金型鋳造

1.導入と技術プロセス

金型鋳造は、ハードモールド鋳造またはパーマネントモールド鋳造とも呼ばれます。溶けたアルミニウム合金を金型に流し込み、鋳物を作る方法です。アルミニウム合金の金型鋳造のほとんどは、金属コアを使用しますが、砂コアまたはシェルコアも使用します。方法は、圧力鋳造と比較して、アルミニウム合金金型は長い耐用年数を持っています。

2.鋳造の利点

（1）メリット

金型は、冷却速度が速く、鋳造物の構造が緻密であるため、熱処理によって強化することができ、その機械的特性は砂型鋳造物よりも約15％高くなっています。金型鋳造、鋳造の品質は安定しており、表面粗さは砂型鋳造よりも優れており、結晶の廃棄率は低いです。労働条件は良好で、生産性は高く、労働者は習得しやすい。

（2）デメリット

金属タイプは熱伝導率が大きく、充填性が悪い。金属タイプ自体は通気性がありません。効果的に排気するには、対応する対策を講じる必要があります。金型は後退せず、凝固時に割れたり変形したりしやすい。

3.一般的な欠陥と金属鋳造の防止

（1）ピンホール

ピンホール防止対策：汚染された鋳造アルミニウム合金材料、有機化合物で染色され、ひどく酸化および腐食された材料の使用は固く禁じられています。製錬プロセスを管理し、脱ガスと精製を強化します。金属タイプのコーティングの厚さを制御します。厚すぎるとピンホールが発生しやすくなります。金型温度が高すぎないようにし、銅の象眼細工や散水など、鋳物の厚い壁の部分に冷却対策を採用します。砂型を使用する場合は、湿気を厳しく管理し、乾いたコアを使用するようにしてください。

（2）ストーマ

気孔を防ぐための対策：不当な注入およびライザーシステムを変更して、液体の流れを安定させ、ガスが関与しないようにします。金型とコアは予熱してから塗装し、使用前に完全に乾燥させる必要があります。金型の設計コアについては、適切な排気対策を検討する必要があります。

（3）酸化とスラグの含有

酸化とスラグの混入を防ぐための対策：製錬プロセスを厳密に管理し、製錬を高速化し、酸化を減らし、スラグを完全に除去します。 A1-Mg合金は被覆剤の下で製錬する必要があります。炉と工具は清潔で酸化物がなく、予熱されている必要があり、減速後に使用するためにコーティングを乾燥させる必要があります。

設計された注入システムは、安定した流れ、緩衝、およびスラグスキミング機能を備えている必要があります。傾斜した注入システムは、二次酸化なしで液体の流れを安定させるために使用されます。選択したコーティングは強力な接着性を備えている必要があり、注入プロセス中に剥離して鋳造物に侵入してスラグを形成することはありません。

（4）熱分解

熱亀裂を防止するための対策：内部応力を低減するために、実際の注入システムでは局所的な過熱を回避する必要があります。金型とコアの傾斜は2°以上である必要があります。注湯ライザーは、固化したらコアを引っ張って金型を開くことができ、必要に応じて砂のコアを使用できます。金属コアを交換します。コーティングの厚さを制御して、鋳造物の各部分の冷却速度を一定にします。鋳物の厚さに応じて適切な金型温度を選択します。合金構造を改良して、高温割れ能力を向上させます。鋳造構造を改善して鋭い角と肉厚の変化を排除し、熱間割れの傾向を減らします。

（5）緩い

気孔率を防ぐための対策：凝固と供給能力を確保するための合理的なライザー設定。金型の作動温度を適切に下げる。コーティングの厚さを制御し、厚い壁の厚さを減らします。金型の各部分の冷却速度を調整して、鋳造物の厚い壁の刺激能力を高めます。金属注入温度を適切に下げます。

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