壓鑄用合金
壓鑄用合金其應具備的鑄造特性如下:
(1)鑄造應變少。
(2)良好的流動性和充填性。
(a)凝固時間短。
(b)熔點或固相線溫度低。
(c)熔湯在鑄模內的流動長度要長。
(d)固相線溫度的固相率小。
(e)表面張力和黏性小。
(3)與金屬模的附著力小。
(a)和鐵的化學親和力小。
(b)熔湯不易氧化。
(4)熱裂少。
(a)熱膨脹係數小。
(b)固相率小。
(c)高溫強度大。
(5)冒口補充效果大,凝固收縮小。
壓鑄用合金之種類
主要壓鑄用合金有下列幾種:
(1)鎂合金
(2)鋁合金
(3)鋅合金
(4)銅系的高熔點合金
(5)錫、鉛系的低熔點合金
壓鑄用合金材料特性
(1)與金屬模的附著力小。
(2)質量輕。
(3)價格低廉、價格穩定。
(4)被切削性良好。
(5)耐蝕性良好。
(6)良好的機械性質。
(7)尺寸精度佳、尺寸安定。
(8)表面處理特性佳。
(9)物理性質佳。
壓鑄用鋁合金之熱處理
為了改變某種性質的加熱和冷卻程序皆可認為是熱處理,但並不是每種
鋁合金皆需熱處理,如鑄態即能符合性能要求或無法熱處理者,特別是壓鑄
件,熱處理時會產生起泡,一般是無法熱處理。
壓鑄用鋁合金的種類及化學成分:
常見的ADC1壓鑄用鋁合金一般稱為鋁矽合金,適用於大型、肉薄及形狀複雜的製品,其含Si元素使鑄件熔液流動性變好。耐熱間脆性不佳,易生脆相,而耐蝕性佳,熱傳導率高,熱膨脹和比重小(2.65)
ADC3鋁合金是在Al-Si合金內添加Mg、Fe等合金元素,具優良的機械性質,耐蝕性、鑄造性良好,當Fe含量少於1.0%時易與金屬模黏著,部是普遍使用的合金。另外常用的ADC5及ADC6合金,又稱為鋁美合金,其凝固縮收量級熱膨脹係數大,此類合金鑄造性不佳,而耐蝕性好,研磨後失金屬光澤。適於做陽極氧化處理,但不純物Fe、Si等會影響其外觀的裝飾。
ADC12合金係在Al-Si合金添加Cu合金元素,為是被廣泛使用的代表性壓鑄用鋁合金,其鑄造性和機械性質優良。
合金元素對鋁合金之影響:
壓鑄用鋁合金一般為鋁矽合金,下面簡介成分及不純物對鋁合金的影響:
Si元素
為壓鑄合金的主成分,也是顯著改善其流動性的主成分,從共晶到過共晶區段具良好的流動性,但其析出之Si含量使切削性變差。除此之外,隨著Si含量的增加,抗拉強度及硬度會增加。但伸長率下降。
Cu元素
鋁合金內固溶銅量,使機械性質變佳,最高強度是在4~6%銅含量。切削性也佳。但銅會影響壓鑄鋁合金的其耐蝕性能。
Mg元素
ADC5,ADC6為含Mg元素耐蝕性合金。其Al-Mg合金的凝固範圍很大,如此易生熱間脆性的現象。在某些合金中鎂被視為不純物,如Al-Cu-Si系中會生成脆性的Mg2Si,故規定其量要在0.3%以下,美國則嚴格規定在0.1%以下。
Fe元素
鐵元素易形成夾雜質,會以針狀 FeAl3之有害析出物析出,但由於壓鑄的冷卻速率很快,鑄件組織細緻,不純物影響較不敏感。因此一般壓鑄元件會含約0.7%的鐵,避免造成金屬模黏著的現象。但最好控制其成分在0.8~1.0%範圍以下,以免因多量的Fe產生金屬間化合物造成鑄件上的硬點。
Ni元素
和銅一樣,隨著鋁含量的增加,其抗拉強度、硬度愈增,而耐蝕性變差,可改善高溫抗拉強度。
Mn元素
添加在含銅矽的鋁合金,可改善其高溫強度,但過量時,會有Al-Si-Fe-Mn的四元化合物生成,導致鑄件上硬點。Al-3%Mn合金流動性佳,適用於需耐蝕的製品。
Zn元素
鋅是造成高溫脆性的原因,JIS規定需在1.0%以下,而國外規定添加量需容許在3%以下。當添加量保持在1.0%以下,壓鑄件較不易有龜裂現象。