单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第二章 压铸合金,掌握压铸合金的基本要求；,掌握常用压铸合金的特点，了解其用途；,了解压铸铝合金中添加成分与杂质的影响；,掌握压铸合金与压铸机的对应选择关系；,了解压铸合金的熔炼。,1,第二章 压铸合金掌握压铸合金的基本要求；1,第一节,压铸合金的要求和种类,第二节,常用压铸合金,第三节,压铸合金的选择,第四节,压铸合金的熔炼,2,第一节 压铸合金的要求和种类2,1)良好的流动性；,2)热裂倾向和线收缩率小，避免压铸时产生热裂；,3)共晶成分合金或结晶温度范围小的合金，防止产生缩孔和缩松，以获得质量良好的铸件；,基本要求,第一节 压铸合金的要求和种类,3,1)良好的流动性；基本要求第一节 压铸合金的要求和种类,4)一定的高温强度；,5)在常温下有较高强度；,6)熔点较低，有利于延长压铸模使用寿命，减少粘模和相互合金化；,7)良好的加工性能和一定的抗蚀性。,4,4,种类,铸造铁合金,非铁合金,铸铁类,铸钢类,灰铸铁,可锻铸铁,球墨铸铁,碳钢,不锈钢,合金钢,熔点高、易氧化和开裂，且模具寿命低，因此铁合金铸件的压铸生产还不普遍,低熔点合金,高熔点合金,铅合金,锡合金,锌合金,铝合金,镁合金,铜合金,非铁合金压铸件中铝、锌、镁、铜合金应用广泛，镁合金呈增长趋势,5,种类铸造铁合金非铁合金铸铁类铸钢类灰铸铁碳钢熔点高、易氧化和,第二节 常用压铸合金,5.良好的压铸性能，较好的表面粗糙度及较小的热裂性；,1.密度较小，比强度高；,2.力学性能好，尤其是冲击韧性也很好；,3.较好的导热性和导电性，机械切削性能良好；,7.铝合金和铁有很强的亲和力，易粘模。,一、压铸铝合金,特点,4.耐磨耐蚀性良好；,6.体收缩率大，易产生缩孔；,铝合金应在冷压室压铸机上,压铸,6,第二节 常用压铸合金5.良好的压铸性能，较好的表面粗糙度及,表1 压铸铝合金的化学成分和力学性能,7,表1 压铸铝合金的化学成分和力学性能7,压铸铝合金中其他主要元素的作用,1.硅（Si）,改善合金流动性，抑止高温脆性，降低收缩率和热裂倾向；,含量愈高，降低可加工性。,8,压铸铝合金中其他主要元素的作用,2.铜（Cu）,提高流动性；,提高抗拉强度；,提高硬度；,改善切削性能；,减少粘模倾向；,降低合金伸长率；,降低耐蚀性；,增大热裂倾向。,通常压铸不采用,Al-Cu,合金，而用,Al-Si-Cu,合金,9,2.铜（Cu）9,3.镁（Mg）,改善流动性；,减少粘模倾向；,高硅铝合金中，可以提高强度极限、弹性 极限、疲劳极限及硬度；,增大收缩率；,对于,Al-Si-Cu,合金，会产生低温脆性；,含镁高的铝合金有优良的耐蚀性，但易产生热裂和疏松。,10,3.镁（Mg,4.锌（Zn）,提高流动性；,对含铜和硅的铝合金，添加质量分数少于,3.0%,的锌，有助于改善力学性能；,含锌很高的,Al-Zn,合金具有较好的铸造性能和力学性能，切削性能也较好；,在高硅铝合金中，锌使合金的热裂倾向增加，耐蚀性能降低。,11,4.锌（Zn）11,Al-Si,合金,特点：,结晶温度间隔小、合金中硅相有很大的凝固潜热和较大的比热容、线收缩系数较小,铸造性能较好；,充型能力较好；,热裂、缩松倾向较小；,有良好的塑性。,Al-Si,合金是目前应用最为广泛的压铸铝合金,强度较低；,切削性能差；,螺纹孔加工困难；,阳极氧化处理不理想。,近年来我国正在向国际上高强度的,Al-Si-Cu,合金标准靠拢,YL102合金,(YZAlSi12),用于各种仪表的框架、壳体、基座等。,12,Al-Si合金特点：YL102合金用于各种仪,Al-Mg,合金,特点：,室温力学性能好；,抗蚀性强；,铸造性能比较差；,力学性能的波动和壁厚效应较大；,长期使用，使合金塑性下降，甚至压铸件出现开裂；,压铸件产生应力腐蚀裂纹倾向较大。,Al-Mg,合金应用受到限制,ZL301合金(ZAlMg10),用于发动机的机匣、飞机起落架零件、船用舷窗等。,13,Al-Mg合金特点：ZL301合金(ZAlMg10)用,Al-Zn,合金,特点：,合金压铸件经自然时效后，有较高的力学性能，当,Zn,的质量分数大于,10%,时，强度显著提高；,耐蚀性差，有应力腐蚀的倾向；,压铸时易热裂。,Y401,合金,(YZAlZn11Si7),用于模具、模板及某些设备支架等。,14,Al-Zn合金特点：用于模具、模板及某些设备支架等。1,特殊性能的压铸铝合金,装饰型,Al-Mn,合金：,伸长率高；具有相当的耐蚀性；,但强度不高，收缩率大，易粘模；,适应于阳极氧化处理和着色处理。,热处理型,Al-Si-Cu,合金：,可进行淬火后不完全人工时效和淬火后完全人工时效至最大硬度。,表面处理和热处理复合型,Al-Mg-Zn,合金,耐磨型过共晶,Al-Si,合金,防爆防振型,Al-Zn,合金,15,特殊性能的压铸铝合金装饰型Al-Mn合金：15,1.压铸性能好，结晶温度范围小，易于成型，不易粘模；,2.浇注温度低，模具使用寿命较长；,3.铸件精度较高；,4.力学性能较高，特别是抗压和耐磨性能很好；,5.能很好地接受各种表面处理，尤其是电镀；,7.,易,老化,，工作温度范围较窄。,二、压铸锌合金,6.对压室和压铸模成型零件无腐蚀作用；,特点,16,1.压铸性能好，结晶温度范围小，易于成型，不易粘模；2.浇注,锌合金在汽车、拖拉机制造和仪表壳体制造中应用广泛。,锌合金,主要使用高速热压室压铸机压铸,，金属比压小于30MPa，压铸机锁模力从数十千牛至数千千牛，小压铸机的生产率常达2000次h，而最大压铸机的生产率也常大于200次h，多数锌铸件重量小于200g。目前热压室压铸机的全自动化问题已经成功解决，许多锌铸件可在全自动压铸机上生产。,17,17,表2 压铸锌合金的化学成分和力学性能,18,表2 压铸锌合金的化学成分和力学性能18,铝,改善锌合金的铸造性能，增加金属液的流动性；,减少熔融的锌元素对钢铁的侵蚀作用；,铝的含量在,3.54.3,范围内，能起细化晶粒、引起固溶强化、提高力学性能的作用；随铝含量的提高，锌合金的强度及耐冲击性显著提高，当超过这个范围时，合金变脆，冲击韧性降低；小于,3.5,时，降低锌合金的填充能力，力学性能降低，增加了锌合金的热裂性和收缩量。,压铸锌合金中其他主要元素的作用,19,铝压铸锌合金中其他主要元素,三、压铸铜合金,1.力学性能高；,2.良好的耐蚀、耐磨性能，疲劳极限和导热性高，线膨胀系数小；,3.导电性能好，且具有抗磁性能；,4.熔点高，模具使用寿命短。,主要为,压铸黄铜合金,特点,20,三、压铸铜合金 1.力学性能高；2.良好的耐蚀、耐磨性能，疲,黄铜压铸使用,冷压室压铸机,，压铸机的合模力为,6004000kN,，压射比压大于,30MPa,，生产率与生产同等大小的铝压铸件时相似。,21,黄铜压铸使用冷压室压铸机，压铸机的合模力为6004000k,表3 压铸铜合金的化学成分和力学性能,22,表3 压铸铜合金的化学成分和力学性能22,压铸铜合金均以铜为基体，加入适量的铅、硅、铝、锰，组成,铅黄铜合金、硅黄铜合金、铝黄铜合金和锰黄铜合金,。最常用的是,YT40-1,和,YT16-4。,铅黄铜合金YZCuZn40Pb中的,锌,：,降低合金的熔点，提高了流动性，有较好的压铸性能，适量的锌可提高合金的综合力学性能，但当锌的含量过多时，内部会出现脆性组织，引起塑性下降。,铝,：脱氧；防止和减少锌的蒸发作用。,它所产生的氧化铝膜，使合金在坩锅中不产生渣滓，压铸件表面上的氧化铝层还有助压铸件的脱模。,铅黄铜合金加工性能较好，成本较低，多用于化工、造船的零件和耐磨的零件。,23,压铸铜合金均以铜为基体，加入适量的铅、硅、铝、锰，组,硅黄铜合金,YZCuZn16Si4,具有良好的压铸填充性能，可压铸壁薄的压铸件，且可获得密实而光洁的压铸件表面。,硅,的含量不超过,5，,它对合金组织的影响较大，含硅量过高时，会增加合金的脆性；一定含量的,铁,可改善合金的力学性能；微量的,铅,能提高合金的耐磨性。,可用作复杂的船用泵壳、叶轮、水泵活塞、阀体等耐水压零件。,在铜合金中加入,锰,可以提高压铸件的抗腐蚀性，,大部分黄铜压铸件做成管接头类的零件，用于水暖配件，,并以铸造状态使用或表面镀铬，这类零件在水中使用，必须考虑抗腐蚀性的问题。一般采用严格控制合金中的锌含量、对压铸件进行低温热处理、加入锰镍锡等合金元素的办法。,24,硅黄铜合金YZCuZn16Si4具有良好的压铸填充性,四、压铸镁合金,2.熔点低，低温变形小，尺寸精度高，利于一次开模成形；,1.密度小,比强度高；,3.与铁的亲和力小，粘模现象小；,4.良好的流动性能，利于复杂件和细小件的生产；,5.切削加工性好；,8.抗蚀性差，易氧化燃烧，铸造热裂倾向大。,特点,6.对声音和振动具有良好的消减性能；,7.电磁屏蔽性好；,25,四、压铸镁合金2.熔点低，低温变形小，尺寸精度高，利于一次开,常用于既要求轻便，又要求有一定机械强度的场合。,可用作手提锯、割草机外壳、冷却用风扇外壳、汽车发动机零部件、照相机、放映机和纺织机械、飞机起落架、轮毂等。,镁在热压室和冷压室压铸机上均可压铸。,一般，小铸件采用热室压铸，大件采用冷室压铸。,金属比压和生产率与铝合金压铸相似，合模力为,6008000kN。,26,常用于既要求轻便，又要求有一定机械强度的场合。可用作手提锯、,表4 压铸镁合金的化学成分和力学性能,27,表4 压铸镁合金的化学成分和力学性能27,压铸镁合金中其他主要元素的作用,铝,铝的含量较大，约为,7.59,铝与镁组成固溶体和共晶体，可提高合金的流动性；,铝是镁合金中最好的强固剂，故能提高合金的强度和硬度，但降低其耐蚀性能。,28,压铸镁合金中其他主要元素的作用铝28,五、铅合金和锡合金,铅合金和锡合金是压铸生产中首先使用的合金，用来制造印刷铅字，由于其铸件的密度高、熔点低以及用途特殊等，所以不是压铸研究和发展的主流。这些合金的用途非常单一，和其它合金相比，不太引人注意。,29,五、铅合金和锡合金 铅合金和锡合金是压铸生产中首先使用的合金,目前，在,专门的高速压铸机(热压室)上仍在继续进行印刷铅字的小规模生产，,但由于其力学性能不高，这类合金的年产量很低。,这类合金的密度大，抗腐蚀性好，因此常用来制造汽车平衡重块或蓄电池电极；用加有锑和铜的锡基合金能制造出精度很高的压铸件，这种特性使它成为制造煤气表和水表中数码齿轮的理想材料，而且在制造复杂的电气仪表小零件方面也得到应用。,30,目前，在专门的高速压铸机(热压室)上仍在继续进行印刷铅字的小,第三节 压铸合金的选择,选择压铸合金时，应从,使用性能,和,工艺性能,两个方面来考虑，在满足使用性能的前提下，尽可能选择工艺性能良好的合金。,性能类别,项目,内容,使用性能,力学性能,物理性能,化学性能,抗拉强度、伸长率、硬度,密度、熔点、凝固点、线胀系数、比热容、热导率,耐蚀性,工艺性能,铸造工艺性能,切削加工性能,焊接性能,热处理性能,流动性、抗热裂性、模具粘附性,31,第三节 压铸合金的选择选择压铸合金时，应从使用性能和工艺,铸造工艺性能,Zn合金,Al合金,Mg合金,流动性,1,5,2,裂纹倾向,1,2,3,体收缩率,1,4,2,粘模倾向,1,3,1,注：1表示最好，5表示最差,32,铸造工艺性能Zn合金Al合金Mg合金流动性152裂纹倾向12,应考虑的因素：,压铸件的受力状态；,压铸件的工作环境状态；,压铸件在整机或部件中所处的工作条件；,对压铸件的尺寸和重量所提出的要求；,生产条件；,经济性。,工作温度,接触的介质,密闭性要求,熔化设备,压铸机,工艺装置及材料,33,应考虑的因素：压铸件的受力状态；压铸件的工作环境状态；压铸件,第四节 压铸合金的熔炼,1.熔炉,熔化炉,保温炉,以坩锅炉为主,燃料炉,电炉,常用坩锅材料：,石墨,金属,熔炼锌、铝、铜合金,熔炼锌、铝、镁合金,铜合金,34