Elementos de fundição sob pressão de liga de alumínio - Si, Cu, Mg, Zn, Fe, Mn, Ni, Ti

Nos materiais de liga de alumínio fundido, silício (Si), cobre (Cu), magnésio (Mg), zinco (Zn), ferro (Fe), manganês (Mn), níquel (Ni), titânio (Ti), estrôncio , zircônio, cromo e outros elementos afetam a fundição sob pressão

A qualidade dos fundidos sob pressão está relacionada com as matérias-primas selecionadas. O pré-requisito para fundição sob pressão de alta qualidade é selecionar matérias-primas de alta qualidade.

1. Silício (Si) - elemento de liga de alumínio fundido sob pressão

O silício é o principal elemento da maioria das ligas de alumínio fundidas sob pressão. Pode melhorar o desempenho de fundição da liga. Geralmente, o conteúdo é de 9.6% - 12%. Quando o teor de silício excede 12%, o silício e o alumínio formam hipereutéticos. Quando há muitas impurezas como cobre e ferro, aparecem manchas duras de silício livre, dificultando o corte. A liga de alumínio com alto teor de silício tem um sério efeito de corrosão no cadinho de fundição. Silício e alumínio podem formar soluções sólidas. A 577 ℃, a solubilidade do silício no alumínio é de 1.65%. À temperatura ambiente, é de 0.2%. Quando o teor de silício atinge 11.7%, o silício e o alumínio formam eutéticos. A fluidez em alta temperatura, resistência ao desgaste, tendência a rachaduras a quente e encolhimento da liga são melhorados. A liga de base de alumínio binária tem alta resistência à corrosão. Quando o teor de silício na liga excede a composição eutética e há muitas impurezas como cobre e ferro, aparecem os pontos duros de silício livre, o que dificulta a usinagem. A liga de alumínio com alto teor de silício corrói o cadinho de fundição

O efeito é grave.

2. Cobre (Cu) -- elemento de liga de alumínio fundido sob pressão

Cobre e alumínio constituem uma solução sólida. Quando a temperatura é de 548 ℃, a solubilidade do cobre no alumínio deve ser de 5.65% e deve cair para cerca de 0.1% à temperatura ambiente. O teor de cobre na liga é geralmente de 1.5% a 3.5%. O aumento do teor de cobre pode melhorar a fluidez, a resistência à tração e a dureza da liga, mas reduz a resistência à corrosão e a plasticidade e aumenta a tendência de rachaduras a quente.

3. Magnésio (Mg) -- elemento de liga de alumínio fundido sob pressão

Adicionar uma pequena quantidade de magnésio (cerca de 0.2 a 0.3%) à liga de alumínio com alto teor de silício pode melhorar a resistência e o limite de rendimento e melhorar a usinabilidade da liga. As ligas de alumínio contendo 8% de magnésio têm excelente resistência à corrosão. Quando o teor de magnésio é muito alto, o desempenho da fundição torna-se ruim, a resistência e a plasticidade em altas temperaturas são baixas e o encolhimento é grande durante o resfriamento, portanto, rachaduras a quente e porosidade são fáceis de ocorrer.

 

4. Zinco -- elemento de liga de alumínio fundido sob pressão

O zinco na liga de alumínio pode melhorar a fluidez, o desempenho da fundição e a resistência à tração, mas a tendência a rachaduras a quente aumenta e a resistência à corrosão diminui, geralmente menos de 1.2%. Quanto à liga de alumínio ZL401 com alto teor de zinco, possui melhores propriedades de fundição, propriedades mecânicas e processamento de corte.

 

5. Ferro (Fe) -- elemento de liga de alumínio fundido sob pressão

Todas as ligas de alumínio contêm impurezas nocivas. Quando o teor de ferro na liga de alumínio é muito alto, o ferro existe na liga como folhas ou estruturas semelhantes a agulhas de FeAl3, Fe2Al7 e Al Si Fe, reduzindo as propriedades mecânicas. Essa estrutura também reduzirá a fluidez da liga e aumentará a resistência à trinca a quente. No entanto, devido à forte adesão da liga de alumínio ao molde, ela é particularmente forte quando o teor de ferro é inferior a 0.6%. Quando o teor de ferro exceder 0.6%, a aderência da matriz será bastante reduzida. Portanto, é benéfico para a fundição sob pressão controlar o teor de ferro dentro de 0.6~1%, mas o teor máximo de ferro não pode exceder 1.5%.

6. Manganês (Mn) -- elemento de liga de alumínio fundido sob pressão

O manganês na liga de alumínio pode reduzir o efeito prejudicial do ferro e pode alterar a estrutura lamelar ou acicular formada pelo ferro em uma estrutura cristalina fina. Portanto, geralmente, menos de 0.5% de manganês é permitido na liga de alumínio. Quando o teor de manganês é muito alto, causará segregação.

7. Níquel (Ni) -- elemento de liga de alumínio fundido sob pressão

O níquel na liga de alumínio pode melhorar a resistência e a dureza da liga e reduzir a resistência à corrosão. O níquel tem o mesmo efeito que o ferro, que pode reduzir a corrosão da liga na matriz, neutralizar o efeito nocivo do ferro e melhorar o desempenho de soldagem da liga. Quando o teor de níquel é de 1 a 1.5%, a peça fundida pode obter uma superfície lisa e limpa após o polimento. Devido à falta de fontes de níquel, ligas de alumínio contendo níquel devem ser usadas o mínimo possível.

8. Titânio (Ti) -- elemento de liga de alumínio fundido sob pressão

A adição de vestígios de titânio na liga de alumínio pode refinar significativamente a estrutura do grão da liga de alumínio, melhorar as propriedades mecânicas da liga e reduzir a tendência de rachaduras a quente da liga

9. Estrôncio -- elemento de liga de alumínio fundido sob pressão

O estrôncio é um elemento ativo de superfície. Na cristalografia, o estrôncio pode alterar o metal

Comportamento da fase composta. Portanto, a modificação com estrôncio pode melhorar a trabalhabilidade plástica e a qualidade do produto final da liga. Nos últimos anos, o uso de sódio foi substituído em ligas de fundição de Al Si devido ao longo tempo efetivo, bom efeito e reprodutibilidade da modificação do estrôncio. 0.015%~0.03% de estrôncio é adicionado à liga de alumínio para extrusão A fase β- AlFeSi se torna o caráter chinês A fase α- AlFeSi reduz o tempo de homogeneização do lingote em 60%~70% e melhora as propriedades mecânicas e a processabilidade plástica do material; Melhorar a rugosidade da superfície dos produtos. Para liga de alumínio forjado com alto teor de silício (10% ~ 13%), a adição de 0.02% ~ 0.07% de estrôncio pode reduzir o cristal inicial ao mínimo, melhorar significativamente as propriedades mecânicas e a resistência à tração б B Aumento de 233MPa para 236MPa

, resistência ao escoamento б 0.2 de 204MPa a 210MPa, alongamento б 5 de 9% a 12%. A adição de estrôncio em ligas hipereutéticas de Al Si pode reduzir o tamanho das partículas primárias de silício, melhorar a trabalhabilidade do plástico e pode ser laminada a quente e a frio com sucesso.

 

10. Zircônio -- elemento de liga de alumínio fundido sob pressão

O zircônio também é um aditivo comum para ligas de alumínio. Geralmente, 0.1%~0.3% é adicionado à liga de alumínio. Zircônio e alumínio formam o composto ZrAl3, que pode prevenir

O processo de cristalização refina os grãos recristalizados. O zircônio também pode refinar a estrutura fundida, mas seu efeito é menor que o do titânio. A presença de zircônio reduzirá o refinamento de titânio e boro

Efeito dos grãos. No sistema de liga Al Zn Mg Cu, o zircônio tem menos efeito na sensibilidade de têmpera do que o cromo e o manganês, portanto, o zircônio deve ser usado em seu lugar

O cromo e o manganês refinam a estrutura de recristalização.

 

11. Cromo -- elemento de liga de alumínio fundido sob pressão

O cromo é um elemento aditivo comum em ligas Al Mg Si, Al Mg Zn e Al Mg. A 600 ℃, a solubilidade do cromo no alumínio é de 0.8% e é basicamente insolúvel à temperatura ambiente. O cromo forma (CrFe) Al7 e（

Compostos intermetálicos como CrMn) Al12 impedem o processo de nucleação e crescimento da recristalização, têm um certo efeito de fortalecimento na liga e também podem melhorar a tenacidade da liga e reduzir a sensibilidade à corrosão sob tensão. No entanto, a sensibilidade de extinção do local é aumentada, tornando o filme de óxido anódico amarelo. A adição de cromo na liga de alumínio geralmente não ultrapassa 0.35%, e diminui com o aumento de elementos de transição na liga.