鋁中雜質(zhì)對(duì)性能的影響---1.合金元素影響：銅元素-鋁銅合金富鋁有些548時(shí)，銅在鋁中的較大溶解度為5.65%,溫度降到302時(shí)，銅的溶解度為0.45%。銅是重要的合金元素，有必定的固溶強(qiáng)化效果，此外時(shí)效分出的CuAl2有著顯著的時(shí)效強(qiáng)化效果。鋁合金中銅含量一般在2.5%~5%，銅含量在4%~6.8%時(shí)強(qiáng)化效果較好，所以大有些硬鋁合金的含銅量處于這規(guī)模。鋁銅合金中能夠富含較少的硅、鎂、錳、鉻、鋅、鐵等元素。硅元素-Al—Si合金系富鋁有些在共晶溫度577時(shí)，硅在固溶體中的較大溶解度為1.65%。雖然溶解度隨溫度下降而削減，介這類合金一般是不能熱處理強(qiáng)化的。鋁硅合金具有極好的鍛造功能和抗蝕性。若鎂和硅一起參加鋁中構(gòu)成鋁鎂硅系合金，強(qiáng)化相為MgSi。鎂和硅的質(zhì)量比為1.73:1。規(guī)劃Al-Mg-Si系合金成分時(shí)，基體上按此份額裝備鎂和硅的含量。有的Al-Mg-Si合金，為了進(jìn)步強(qiáng)度，參加適當(dāng)?shù)你~，一起參加適當(dāng)?shù)你t以抵消銅對(duì)立蝕性的晦氣影響。Al-Mg2Si合金系合金平衡相圖富鋁有些Mg2Si在鋁中的較大溶解度為1.85%，且隨溫度的下降而減速小。變形鋁合金中，硅獨(dú)自參加鋁中只限于焊接資料，硅參加鋁中亦有必定的強(qiáng)化效果。鎂元素-Al-Mg合金系平衡相圖富鋁有些雖然溶解度曲線標(biāo)明，鎂在鋁中的溶解度隨溫度下降而大大地變小，但是在大有些工業(yè)用變形鋁合金中，鎂的含量均小于6%，而硅含量也低，這類合金是不能熱處理強(qiáng)化的，但是可焊性杰出，抗蝕性也罷，并有中等強(qiáng)度。鎂對(duì)鋁的強(qiáng)化是顯著的，每增加1%鎂，抗拉強(qiáng)度大概升高瞻遠(yuǎn)34MPa。假如參加1%以下的錳，能夠彌補(bǔ)強(qiáng)化效果。因而加錳后可下降鎂含量，一起可下降熱裂傾向，別的錳還能夠使Mg5Al8化合物均勻沉淀，改進(jìn)抗蝕性和焊接功能。錳元素-Al-Mn合金系平平衡相圖有些在共晶溫度658時(shí)，錳在固溶體中的較大溶解度為1.82%。合金強(qiáng)度隨溶解度增加不斷增加，錳含量為0.8%時(shí)，延伸率達(dá)較大值。Al-Mn合金對(duì)錯(cuò)時(shí)效硬化合金，即不可熱處理強(qiáng)化。錳能阻撓鋁合金的再結(jié)晶進(jìn)程，進(jìn)步再結(jié)晶溫度，并能顯著細(xì)化再結(jié)晶晶粒。再結(jié)晶晶粒的細(xì)化首要是經(jīng)過(guò)MnAl6化合物彌散質(zhì)點(diǎn)對(duì)再結(jié)晶晶粒長(zhǎng)大起阻止效果。MnAl6的另一效果是能溶解雜質(zhì)鐵，構(gòu)成(Fe、Mn)Al6，減小鐵的有害影響。錳是鋁合金的重要元素，能夠獨(dú)自參加構(gòu)成Al-Mn二元合金，更多的是和其它合金元素一起參加，因而大多鋁合金中均富含錳。鋅元素-Al-Zn合金系平衡相圖富鋁有些275時(shí)鋅在鋁中的溶解度為31.6%，而在125時(shí)其溶解度則下降到5.6%。鋅獨(dú)自參加鋁中，在變形條件下對(duì)鋁合金強(qiáng)度的進(jìn)步非常有限，一起存在應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂、傾向，因而約束了它的運(yùn)用。在鋁中一起參加鋅和鎂，構(gòu)成強(qiáng)化相Mg/Zn2，對(duì)合金發(fā)生顯著的強(qiáng)化效果。Mg/Zn2含量從0.5%進(jìn)步到12%時(shí)，可顯著增加抗拉強(qiáng)度和屈從強(qiáng)度。鎂的含量超越構(gòu)成Mg/Zn2相所需超硬鋁合金中，鋅和鎂的份額操控在2.7擺布時(shí)，應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂抗力較大。如在Al-Zn-Mg基礎(chǔ)上參加銅元素，構(gòu)成Al-Zn-Mg-Cu系合金，基強(qiáng)化效果在所有鋁合金中較大，也是航天、航空工業(yè)、電力工業(yè)上的重要的鋁合金資料。2.量元素的影響：鐵和硅--鐵在Al-Cu-Mg-Ni-Fe系鍛鋁合金中，硅在Al-Mg-Si系鍛鋁中和在Al-Si系焊條及鋁硅鍛造合金中，均作為合金元素加的，在基它鋁合金中，硅和鐵是常見(jiàn)的雜質(zhì)元素，對(duì)合金功能有顯著的影響。它們首要以FeCl3和游離硅存在。在硅大于鐵時(shí)，構(gòu)成β-FeSiAl3(或Fe2Si2Al9)相，而鐵大于硅時(shí)，構(gòu)成α-Fe2SiAl8(或Fe3Si2Al12)。當(dāng)鐵和硅份額不當(dāng)時(shí)，會(huì)引起鑄件發(fā)生裂紋，鑄鋁中鐵含量過(guò)高時(shí)會(huì)使鑄件發(fā)生脆性。鈦和硼-鈦是鋁合金中常用的增加元素，以Al-Ti或Al-Ti-B中心合金方式參加。鈦與鋁構(gòu)成TiAl2相，成為結(jié)晶時(shí)的非自覺(jué)中心，起細(xì)化鍛造安排和焊縫安排的效果。Al-Ti系合金發(fā)生包反應(yīng)時(shí)，鈦的臨界含量約為0.15%，假如有硼存在則減速小到0.01%。鉻-鉻在Al-Mg-Si系、Al-Mg-Zn系、Al-Mg系合金中常見(jiàn)的增加元素。600℃時(shí)，鉻在鋁中溶解度為0.8%，室溫時(shí)基本上不溶解。鉻在鋁中構(gòu)成(CrFe)Al7和(CrMn)Al12等金屬間化合物，阻止再結(jié)晶的形核和長(zhǎng)大進(jìn)程，對(duì)合金有必定的強(qiáng)化效果，還能改進(jìn)合金耐性和下降應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂敏感性。但會(huì)場(chǎng)增加淬火敏感性，使陽(yáng)極氧化膜呈黃色。鉻在鋁合金中的增加量一般不超越0.35%，并隨合金中過(guò)渡元素的增加而下降。鍶-鍶是外表活性元素，在結(jié)晶學(xué)上鍶能改變金屬間化合物相的行動(dòng)。因而用鍶元素進(jìn)行蛻變處理能改進(jìn)合金的塑性加工性和終究產(chǎn)品質(zhì)量。因?yàn)殒J的蛻變有效時(shí)刻長(zhǎng)、效果和再現(xiàn)性好等長(zhǎng)處，近年來(lái)在Al-Si鑄造合金中替代了鈉的運(yùn)用。對(duì)揉捏用鋁合金中參加0.015%~0.03%鍶，使鑄錠中β-AlFeSi相成為漢字形α-AlFeSi相，削減了鑄錠均勻化時(shí)刻60%~70%，進(jìn)步資料力學(xué)功能和塑性加工性;改進(jìn)成品外表粗糙度。對(duì)于高硅(10%~13%)變形鋁合金中參加0.02%~0.07%鍶元素，可使初晶削減至較低極限，力學(xué)功能也顯著進(jìn)步，抗拉強(qiáng)度бb由233MPa進(jìn)步到236MPa，屈從強(qiáng)度б0.2由204MPa提高到210MPa，延伸率б5由9%增至12%。在過(guò)共晶Al-Si合金中參加鍶，能減小初晶硅粒子尺寸，改進(jìn)塑性加工功能，可順暢地?zé)彳埡屠滠垺ｄ喸?鋯也是鋁合金的常用增加劑。一般在鋁合金中參加量為0.1%~0.3%，鋯和鋁構(gòu)成ZrAl3化合物，可阻止再結(jié)晶進(jìn)程，細(xì)化再結(jié)晶晶粒。鋯亦能細(xì)化鍛造安排，但比鈦的效果小。有鋯存在時(shí)，會(huì)下降鈦和硼細(xì)化晶粒的效果。在Al-Zn-Mg-Cu系合金中，因?yàn)殇唽?duì)淬火敏感性的影響比鉻和錳的小，因而宜用鋯來(lái)替代鉻和錳細(xì)化再結(jié)晶安排。雜質(zhì)元素-稀土元素參加鋁合金中，使鋁合金熔鑄時(shí)增加成分過(guò)冷，細(xì)化晶粒，削減二次晶距離，削減合金中的氣體和攙雜，并使攙雜相趨于球化。還可下降熔體外表張力，增加流動(dòng)性，有利于澆注成錠，對(duì)工藝功能有著顯著的影響。各種稀土參加量約為0.1%at%為好?；旌舷⊥?La-Ce-Pr-Nd等混合)的增加，使Al-0.65%Mg-0.61%Si合金時(shí)效G?P區(qū)構(gòu)成的臨界溫度下降。含鎂的鋁合金，能激起稀土元素的蛻變效果。

               鑒于常規(guī)增壓階段壓射沖頭通過(guò)料餅施加鑄造壓力而實(shí)現(xiàn)補(bǔ)縮作用，采取的措施是在鑄件縮孔附近增加一個(gè)類似渣包結(jié)構(gòu)來(lái)充當(dāng)料餅，利用一副油缸抽芯機(jī)構(gòu)充當(dāng)沖頭，在鑄件凝固后期對(duì)易產(chǎn)生縮孔的區(qū)域進(jìn)行二次增壓補(bǔ)縮，以達(dá)到縮孔的目的。通常來(lái)講，這樣的二次加壓機(jī)構(gòu)叫做擠壓銷(xiāo)，它的加壓原理是在金屬液或合金液澆注后到完全凝固前施加適當(dāng)?shù)膲毫σ约訌?qiáng)鑄件凝固補(bǔ)縮效果,達(dá)到提高鑄件致密度、減小或縮孔的目的。加壓凝固能夠改變金屬及其合金物理參數(shù)和結(jié)晶過(guò)程，改變疏松空洞的分布和尺寸，提高鑄件的致密度，改善鑄件的拉伸強(qiáng)度和硬度等性能。根據(jù)鑄件補(bǔ)縮、增壓規(guī)律，擠壓銷(xiāo)動(dòng)作號(hào)采用鑄造過(guò)程的增壓號(hào)，并在此基礎(chǔ)上延遲作為啟動(dòng)號(hào)，因此，擠壓銷(xiāo)主要控制擠壓深度和擠壓延遲時(shí)間兩個(gè)參數(shù)。擠壓深度依鑄件結(jié)構(gòu)和縮孔分布、大小而定，一般為10~20 mm；擠壓延時(shí)主要參考增壓時(shí)間設(shè)定，一般為2~5 s。實(shí)際工程中，擠壓參數(shù)的確定是在經(jīng)驗(yàn)值的基礎(chǔ)上根據(jù)鑄造情況再作優(yōu)化。為了方便調(diào)整擠壓參數(shù)，通常采用單獨(dú)油缸控制擠壓銷(xiāo)動(dòng)作。
針對(duì)曲軸箱鑄件，后期的改善措施為在模具軸承孔附近對(duì)稱布置兩根擠壓銷(xiāo)（位置見(jiàn)圖5），通過(guò)調(diào)整擠壓深度和擠壓延時(shí)兩個(gè)主要參數(shù)，優(yōu)化擠壓銷(xiāo)的二次加壓的補(bǔ)縮效果，從而降低鑄件縮孔率。在前述措施的基礎(chǔ)上，模具追加兩根擠壓銷(xiāo)后縮孔率明顯下降，不良率由4%降低到0.2%。同時(shí)，在0.2%的縮孔不良品中，其縮孔大小明顯減小。因此，擠壓銷(xiāo)方案對(duì)于控制壁厚加大的鑄件縮孔率起到了較好的作用。但是，在本次改善過(guò)程中，鑄件縮孔不良率也曾出現(xiàn)過(guò)波動(dòng)現(xiàn)象，通過(guò)優(yōu)化擠壓參數(shù)擠壓深度15 mm、擠壓延遲時(shí)間2.5 s和規(guī)定擠壓銷(xiāo)使用壽命（次/8000模）等相關(guān)規(guī)范，使鑄件不良率穩(wěn)定在0.2%附近?？梢钥闯?，鑄件縮孔出現(xiàn)在軸承孔附近，分布較廣且分散，組 織較為疏松，由于汽缸體軸承孔需要通以壓力潤(rùn)滑油，因此鑄件在使用期間存在漏油風(fēng)險(xiǎn)；通過(guò)改善后，從X射線探傷照片上已看不出疏松的縮孔分布，鑄件內(nèi)部組 織顯得更加致密。
鋁壓鑄件縮孔探究，廢品率從5%到0.2%的對(duì)策。結(jié)論：（1）縮孔是一種常見(jiàn)的鑄件內(nèi)部缺陷，易出現(xiàn)在壁厚較大、模溫較高等區(qū)域。通常從模具設(shè)計(jì)（澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)）、工藝參數(shù)設(shè)置和鑄造條件保證等幾方面出發(fā)。針對(duì)涉及的壁厚較大鑄件，傳統(tǒng)的改善措施只能起到緩解作用，而不能徹底解決問(wèn)題。（2）仿照沖頭在增壓階段的補(bǔ)縮作用設(shè)計(jì)了兩根擠壓銷(xiāo)，對(duì)縮孔區(qū)域起到了二次加壓的補(bǔ)縮作用，效果較為明顯。