導(dǎo)語：剖析壓鑄鋁合金機(jī)械的加工一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

目前，工業(yè)上應(yīng)用的壓鑄鋁合金主要有以下幾大系列：Al-Si、Al-Mg、Al-Si-Cu、Al-Si-Mg等。壓鑄鋁最常用的是共晶型鋁硅合金ZL102，雖具有優(yōu)良的鑄造性能，但是，它的強(qiáng)度不高，機(jī)械加工性能較差，限制了它的使用。因此，必須研究開發(fā)一種既具有ZL102合金優(yōu)良的壓鑄工藝性能，又能提高機(jī)械加工性能的壓鑄鋁合金。

一、合金的開發(fā)及應(yīng)用

傳統(tǒng)壓鑄鋁合金件不宜進(jìn)行熱處理，這制約了壓鑄鋁合金力學(xué)性能的提高。目前，壓鑄鋁合金已廣泛應(yīng)用于汽車結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)，但對于車體等對力學(xué)性能要求高的壓鑄件，僅靠現(xiàn)有壓鑄鋁合金尚難滿足需要。為提高壓鑄鋁合金的力學(xué)性能，擴(kuò)大壓鑄鋁合金的應(yīng)用范圍，國內(nèi)外研究人員一直在進(jìn)行新型壓鑄鋁合金的開發(fā)，主要包括兩個方面：一是通過合金成分優(yōu)化或添加合金元素的方法對現(xiàn)有合金系優(yōu)化；二是新型壓鑄鋁合金系的開發(fā)。

二、試件準(zhǔn)備

在ZL102鋁合金的基礎(chǔ)上，加入Bi，研制出一種易機(jī)械加工壓鑄鋁合金。對研制的易機(jī)加壓鑄鋁合金和ZL102合金在同樣的電阻爐中熔煉后，用J1113A型壓鑄機(jī)壓鑄試樣。壓室直徑40mm，澆注溫度650~700℃，壓鑄出同樣的兩種鋁合金試樣，供進(jìn)行對比測試。

三、兩種試件合金性能的檢測

1、機(jī)械加工性能

主要進(jìn)行車加工和鉆加工試驗(yàn)，車加工和鉆加工均在普通設(shè)備上進(jìn)行。表面粗糙度用2201型表面粗糙度檢測儀測試。

2、壓鑄工藝性能

主要檢測合金流動性、出型性和充型性，流動性采用砂型螺旋試樣測定其長度。出型性主要檢驗(yàn)出型后壓鑄件表面是否粘型。充型性主要觀察壓鑄件充填情況，檢查是否有欠鑄、冷隔等壓鑄缺陷。

3、耐腐蝕性能

（1）高低溫交替試驗(yàn)

將試樣放在40~45℃的保溫爐中經(jīng)過3h取出，在室溫放置2h，重復(fù)以上試驗(yàn)，一次為一個周期，經(jīng)過20個周期試驗(yàn)后，觀察兩種合金試樣表面有無變化。

（2）耐腐蝕試驗(yàn)

將試樣表面涂上一層腐蝕劑在室溫下放15d，觀察兩種試樣有無變化。

（3）腐蝕產(chǎn)物稱量

將ZL102、易機(jī)加壓鑄鋁合金兩種試樣磨光、磨平和洗凈，稱其質(zhì)量，然后用體積分?jǐn)?shù)分別為3%和1%的NaCl和H2O2水溶液腐蝕，每24h觀察一次，72h取出后用體積分?jǐn)?shù)為5%的HNO3水溶液去除合金上的腐蝕沉積物，清洗干凈后稱試樣質(zhì)量。四、試驗(yàn)結(jié)果及分析1、金相組織ZL102合金的共晶硅粗大且呈針片狀，易機(jī)加壓鑄鋁合金的共晶硅細(xì)化，呈團(tuán)狀或粒狀。

2、機(jī)械加工性能

在不加切削液的條件下，采用硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行粗車，ZL102合金的車屑較長，不易斷裂，多呈厚薄不均的卷曲狀；而易機(jī)加壓鑄鋁合金的車屑較短，易斷裂，多呈厚薄均勻的不太卷曲碎片。ZL102合金的鉆屑厚薄不均，而易機(jī)加壓鑄鋁合金的鉆屑均勻。最后用高速鋼刀具精車，并測其兩種合金試樣的表面粗糙度，其結(jié)果是：ZL102合金的表面粗糙度Ra=2.8~3.2μm，易機(jī)加壓鑄鋁合金的表面粗糙度Ra=1.21μm。易機(jī)加壓鑄鋁合金比ZL102鋁合金機(jī)加性能好，其主要原因如下：

（1）在ZL102鋁合金的基礎(chǔ)上加入適量的有利于改善切削性能和力學(xué)性能的Cu，Pb，Bi，Mg等合金元素。使合金組織中出現(xiàn)了CuAl2，Mg2Si相，鋁合金的共晶硅呈團(tuán)狀或粒狀，所以機(jī)械加工性能得到提高。但是，Cu和Mg的加入量應(yīng)控制在2%左右，過多將使合金變脆。ZL102合金的共晶硅呈粗大針片狀，嚴(yán)重的割裂了Al的基體，在Si相的尖端和棱角處引起應(yīng)力集中。機(jī)械加工時，破碎的Si晶粒從加工表面被剝落，使加工表面粗糙。

（2）易機(jī)加壓鑄鋁合金的抗拉強(qiáng)度和硬度比ZL102合金高，而伸長率低，使合金塑性降低，改善了機(jī)械加工性能。

3、壓鑄工藝性能

（1）流動性砂型螺旋試樣ZL102合金平均長度為1125mm，易機(jī)加壓鑄鋁合金平均長度為985mm，易機(jī)加壓鑄鋁合金的流動性不如ZL102合金好。

（2）出型性兩種合金各壓鑄100件，宏觀觀察均未產(chǎn)生粘型現(xiàn)象。各抽檢5件，測其表面粗糙度，平均值均在1.6~3.2μm范圍內(nèi)。

（3）充型性兩種合金各壓鑄50件同樣的薄壁零件，0.5mm薄壁處，成形均完好，均未產(chǎn)生冷隔或欠鑄缺陷。易機(jī)加壓鑄鋁合金的流動性不如ZL102合金好，但因壓鑄是在高壓、高速下充型，與重力鑄造相比，流動性顯得不那么重要。出型性和充型性試驗(yàn)已表明易機(jī)加壓鑄鋁合金可以滿足壓鑄工藝性能的要求。

4、腐蝕性能

（1）兩種合金試樣的高低溫交替試驗(yàn)20個周期，表面均無變化。

（2）兩種合金涂腐蝕劑，室溫下放置15d，兩種合金試樣均無變化。

（3）兩種合金經(jīng)腐蝕后，減少質(zhì)量的平均值，易機(jī)加壓鑄鋁合金，易機(jī)加壓鑄鋁合金的耐腐蝕性能和ZL102合金比較相差甚小。

五、結(jié)論

1、易機(jī)加壓鑄鋁合金比ZL102金相組織細(xì)化，共晶硅由粗大的針片狀變?yōu)榧?xì)化的團(tuán)狀或粒狀。

2、易機(jī)加壓鑄鋁合金機(jī)械加工性能明顯高于ZL102合金，抗拉強(qiáng)度提高了14.17%。3、該合金現(xiàn)已用于支架、托盤等多種壓鑄件上，生產(chǎn)了數(shù)百萬件，證明是一種既能滿足壓鑄工藝性能要求，又具有良好切削加工性能的合金。