自學考試《壓鑄模及其它模具》章節(jié)習題:第二章
第2章 壓鑄合金
1.壓鑄合金應具備哪些性能?
根據(jù)壓鑄的工藝特點,用于壓鑄的合金應具有以下性能:
(1) 具有足夠的高溫強度和塑性,且熱脆性小,以滿足零件的力學性能要求。
(2) 在過熱溫度不高時具有較好的流動性,便于填充復雜型腔,以獲得表面質量良好的壓鑄件。
(3) 結晶溫度范圍小,防止壓鑄件產(chǎn)生過多縮孔和疏松。
(4) 線收縮率和裂紋傾向盡可能小,以免影響壓鑄件的尺寸精度和產(chǎn)生裂紋。
(5) 與型腔壁之間產(chǎn)生的物理-化學作用傾向小,以減少粘模和相互合金化。
(6) 具備良好的可加工性能和耐蝕性,以滿足機械加工要求和使用環(huán)境要求。
2.常用壓鑄合金有哪些?試比較它們的特點。
1)壓鑄鋅合金的特點
鋅合金具有結晶溫度范圍小、熔點低、填充成形容易、不易產(chǎn)生疏松、不易產(chǎn)生粘模、可延長壓鑄模壽命的特點。鋅合金力學性能較高,可壓鑄各種復雜、薄壁鑄件,其鑄件可以進行各種表面處理,特別具有良好的電鍍性,并具有良好的常溫使用性能。
鋅合金在壓鑄成為鑄件后,會發(fā)生尺寸的收縮,而合金成分對尺寸變化的影響較大,不含銅的鋅合金鑄件其尺寸較為穩(wěn)定,一般鋅-鋁合金鑄件的尺寸變化不大。鋅合金工作范圍較窄,溫度低于0℃時,其沖擊韌性急劇地降低,而溫度超過100℃時,力學性能顯著下降。鋅合金易老化,老化現(xiàn)象表現(xiàn)在體積漲大、強度降低、塑性降低。
2)壓鑄鋁合金的特點
鋁合金密度小、強度大,其抗拉強度與密度之比為9~15,在高溫或低溫下工作時,同樣保持良好的力學性能。鋁合金具有良好的耐蝕性和抗氧性,大部分鋁合金在淡水、海水、濃硝酸、硝鹽酸、汽油及各種有機物中均有良好的耐蝕性。鋁合金的導熱性、導電性、切削性能較好。
鋁合金壓鑄時易粘模,壓鑄鋁合金鐵的含量一般控制在0.8%~0.9%范圍可減輕粘,F(xiàn)象。鋁合金線收縮較小,故具有良好的填充性能,但體收縮較大,易在最后凝固處生成大的縮孔現(xiàn)象。
3)壓鑄鎂合金的特點
鎂合金是最輕的金屬結構材料,純鎂密度為1.74g/cm3,鎂合金密度為1.75~1.90 g/cm3。有很高的比強度,其抗拉強度與密度之比為14~16,在鑄造材料中僅次于鑄鈦合金和高強度結構鋼。
鎂合金具有良好的剛度和減震性,在承受沖擊載荷時能吸收較大的沖擊能量。鑄鎂在低溫下(達-196℃)仍有良好的力學性能。
鎂合金在壓鑄時,與鐵的親和力小,粘,F(xiàn)象少,模具壽命較鋁合金長。壓鑄件不需退火和消除應力就具有尺寸穩(wěn)定性能。在負載的情況下,又具有好的蠕變強度。鎂合金具有良好的抗沖擊和抗壓縮能力,能產(chǎn)生良好的沖擊強度與壓縮強度。
鎂合金壓鑄件具有良好的切削性能,以鎂合金的切削功率為1,則鋁為1.3,黃銅為2.3,鑄鐵為3.5,碳鋼為6.3,鎳合金為10。加工時可不必添加冷卻劑與潤滑劑。鎂合金還具有高導熱率、無毒性、無磁性、不易破碎等優(yōu)點。
鎂的標準電極電位較低,并且它表面形成的氧化膜是不致密的,因而抗蝕性較低。鎂易燃,鎂液遇水即起劇烈作用而導致爆炸,而且鎂的粉塵亦會自燃。
4)壓鑄銅合金的特點
銅合金的力學性能高,其絕對值均超過鋅、鋁和鎂合金。銅合金的導電性能好,并具有抗磁性能,常用來制造不允許受磁場干擾的儀器上的零件。銅合金具有小的磨擦系數(shù),線膨脹系數(shù)也較小,而耐磨性、疲勞極限和導熱性都很高。銅合金密度大、價格高、其熔點高。銅合金在大氣中及海水中都有良好的抗蝕性能。
壓鑄銅合金多采用質量分數(shù)為35%~40%的鋅(Zn)黃銅,它們的結晶間隙小,流動性、成型性良好,其中添加少量的其他元素如:Pb、Si、Al,又將改善壓鑄件的切削加工、耐磨性及力學性能。
5)壓鑄鉛合金和錫合金
鉛(Pb)合金和錫(Sn)合金是壓鑄生產(chǎn)中最早使用的合金,用來制造印刷用鉛字。這類合金的特點是比重大、熔點低,鑄造和加工性能好,但力學性能不高。適用于力學性能要求不高的各種復雜的小零件,目前很少使用。
3.硅、銅、鎂、鋅、鐵對壓鑄鋁合金性能有何影響?
元 素 |
含量 變化 |
對鑄造性能的影響 |
對力學性能的影響 |
對抗蝕性能的影響 |
對其他性能的影響 |
Si |
增加 |
流動性提高,產(chǎn)生縮孔、熱裂傾向性小 |
抗拉強度提高,但伸長率下降 |
對鋁鋅系合金,抗蝕性提高 |
切削性變壞,高硅鋁合金對鑄鐵坩堝熔蝕較大 |
Mg |
增加 |
對鋁鎂系合金,流動性提高,熱裂傾向增大 |
抗拉強度提高,但伸長率下降 |
— |
對鋁硅系合金可改善切削性,但粘型性增加 |
Cu |
增加 |
流動性提高 |
抗拉強度、硬度提高、但伸長率下降 |
抗蝕性降低 |
改善切削性能 |
Zn |
增加 |
對鋁鋅系合金、鑄造性能提高,但熱裂傾向增大 |
對鋁鋅系合金抗拉強度提高,但伸長率下降 |
抗腐蝕性降低 |
— |
Mg |
≤0.5% |
— |
提高強度 |
提高抗腐蝕性能 |
對鋁硅系合金可以抵消鐵的有害作用 |
Fe |
增加 |
流動性降低,熱裂傾向大 |
力學性能明顯下降 |
抗腐蝕性能下降 |
對鋁硅系合金可減輕粘型,在高硅合金中切削性變壞 |