成分(wt%):Al 25–28、Cu 2.0–2.5、Mg 0.01–0.02、Zn 余量;液相线 484℃、固相线 376℃,凝固区间约 108℃。
特点:强度高(σb≈400MPa)、耐磨、密度≈5.0g/cm³(比青铜轻 1/3);易缩松、吸气、铁污染、晶间腐蚀。
核心难点:宽凝固区间致缩松倾向大;Al 含量高易与铁反应;Mg 易烧损;初生 α(Al) 易粗大。
熔炉:石墨坩埚或刚玉坩埚(禁用铸铁坩埚,防 Fe 污染);工具(浇包、撇渣勺)刷氧化铝 / 石墨涂料并烘干。
炉料:99.9% Zn、99.9% Al、99.9% Cu、纯 Mg;回炉料≤30%,干净无锈、无油污。
配比:Al 27%、Cu 2.2%、Mg 0.015%、Zn 余量。
预热坩埚至 200–300℃,烘干水分。
加 Zn 锭→升温至 450℃熔化→加 Al 锭→升温至650–700℃(完全熔化)。
加 Cu(中间合金或纯铜)→搅拌 5–10min→降温至 550–600℃。
加 Mg(用钟罩压入,防烧损)→搅拌 2–3min→精炼除气。
精炼:N₂/Ar 吹炼(0.3–0.5MPa,5–10min)或0.1–0.2% 氯化铵除气除渣。
静置 10–15min→撇渣→测温待用(重力铸造 450–480℃;压铸 540–590℃)。
温度:熔炼650–700℃、浇注450–590℃(依工艺)、温差≤±5℃。
防铁:禁用铸铁坩埚 / 工具;涂料完好;炉料无铁锈。
成分:Mg 烧损快,每炉补加 0.005–0.01%;Al、Cu 定期检测。
净化:陶瓷过滤(2–3μm,10mm 厚)除氧化物与金属间化合物。
型砂:干型砂或呋喃树脂砂;水分≤0.5%(防气孔);透气性≥100;粒度 50/100 目。
浇注系统:开放式、底注式(防湍流);浇道流速≤0.5m/s;设缓冲包 + 集渣包。
冒口:顶冒口 + 侧冒口,冒口模数≥铸件 1.2 倍;顺序凝固,热节处放冷铁。
排气:分型面 / 芯头开排气槽(0.2–0.5mm 深);复杂件设排气针。
砂型预热:100–150℃(烘干水分)。
浇注温度:450–470℃(过低冷隔,过高晶粒粗大 + 气孔)。
浇注速度:慢→快→慢,充型时间 10–30s(依铸件大小)。
凝固时间:5–15min(壁厚≤20mm);20–40min(壁厚 > 20mm)。
开箱温度:≤200℃(防变形 / 开裂)。
缩松:冒口不足→增大冒口 + 冷铁;浇注温度偏高→降 10–20℃。
气孔:型砂含水高→烘干;熔体吸气→加强精炼。
晶粒粗大:浇注温度高→控温 450–470℃;变质不足→加 Ti/B 或稀土。
材质:HT200 灰铸铁或 45# 钢;型腔表面粗糙度 Ra≤6.3μm。
涂料:石墨 + 水玻璃(厚 0.1–0.2mm);** 预热 150–200℃** 固化。
浇注系统:底注 / 侧注,直浇道 + 横浇道 + 内浇道;内浇道截面积≥浇道总面积 30%。
冒口:金属冒口(冷却快、补缩强);冒口尺寸为铸件热节 1.5–2 倍。
排气:分型面开0.2–0.3mm 深排气槽;型腔死角设排气孔。
模具预热:180–220℃(防激冷裂纹、改善流动性)。
浇注温度:460–480℃(比砂型高 10–20℃,金属型冷却快)。
浇注速度:平稳中速,充型时间 5–20s;避免飞溅。
冷却:空冷(复杂件)或水冷(简单厚壁件,水温≤40℃)。
脱模:**150–180℃** 脱模;用石墨脱模剂,防粘模。
优势:晶粒细、组织致密、尺寸精度高(IT8–IT10)、表面质量好、批量大。
适用:轴套、齿轮、耐磨滑块等中小尺寸、批量件。
压铸机:冷室压铸机(热室机易铁污染);锁模力≥铸件投影面积 ×(40–60) MPa。
压室:陶瓷或耐热钢;预热200–250℃。
模具:H13 热作模具钢;热处理 HRC 48–52;型腔表面氮化处理。
熔体温度:540–590℃(比重力高,改善流动性)。
模具温度:180–220℃(温差≤±5℃,防变形)。
压射速度:慢压射 0.2–0.5m/s→快压射 20–40m/s(充型快、防氧化)。
压射压力:800–1200bar;增压压力 1000–1500bar(补缩缩松)。
保压时间:2–5s/mm 壁厚;冷却时间 5–15s。
排气:排气槽 0.2–0.3mm 深、10–20mm 宽;真空压铸(50–80kPa)更佳。
防铁染:压室 / 冲头刷陶瓷涂料;定期清理铁杂质。
缩松控制:高增压 + 合理浇道 + 溢流槽;壁厚均匀,避免热节。
脱模:**150–180℃** 顶出;用高温脱模剂,防粘模与拉伤。
优势:生产效率极高、尺寸精度高(IT6–IT8)、表面光洁、可做复杂薄壁件(≥1.5mm)。
适用:汽车零部件、电子壳体、五金配件等大批量、复杂件。
原理:熔体浇入模具→高压(500–1000MPa)下凝固→结晶细化、缩松消除、组织致密。
设备:专用挤压铸造机;模具材质 H13,预热180–220℃。
浇注温度:500–530℃(介于重力与压铸之间)。
比压:700–900MPa(确保致密)。
保压时间:30–60s(依铸件大小)。
模具温度:180–200℃。
优势:力学性能最高(σb≥420MPa、δ≥5%)、组织致密、无缩松气孔、耐磨。
适用:重载轴瓦、高压阀体、耐磨齿轮等高强度、高致密要求件。
细化剂:Ti+B(0.1–0.2%)、稀土 Ce(0.1%)、Sb+Te。
方法:熔炼后期(550–600℃)加入→搅拌 5min→静置浇注。
效果:初生 α(Al) 晶粒细化 50%+、强度↑10–15%、塑性↑20–30%。
固溶处理:420–430℃×1–2h→空冷(过饱和固溶体、提高强度)。
时效处理:120–150℃×3–5h→空冷(析出强化相、稳定尺寸、防时效变形)。
应用:重要受力件、精密件(如轴瓦、齿轮),消除铸造应力、稳定组织。
外观:目视 + 放大镜,查气孔、缩松、裂纹、冷隔。
尺寸:卡尺、千分尺、三坐标,精度达 IT8–IT10(重力)、IT6–IT8(压铸)。
力学性能:抗拉强度≥400MPa、伸长率≥3%、硬度≥110HBS。
金相:晶粒细小均匀、无粗大枝晶、缩松≤1 级。
缩松:冒口不足→增大冒口 + 冷铁;压力不够→提高压铸 / 挤压压力;温度偏高→降 10–20℃。
气孔:熔体吸气→加强 N₂/Ar 精炼;型砂 / 模具含水→充分烘干;排气不良→增开排气槽 / 真空压铸。
晶粒粗大:浇注温度高→控温 450–480℃;变质不足→加 Ti/B 或稀土;冷却慢→金属型 / 压铸加快冷却。
铁污染:设备 / 工具含铁→换石墨 / 陶瓷器具、刷涂料;炉料带铁→严控原料纯度。
晶间腐蚀:Mg 不足→补加 Mg 至 0.015–0.02%;杂质偏高→降低 Fe/Pb/Sn 含量。
砂型铸造:小批量、复杂结构、大件;成本低、灵活;精度 / 表面一般。
金属型铸造:中小批量、中等复杂、精度要求较高;效率 / 精度 / 表面均衡。
冷室压铸:大批量、复杂薄壁、高精度;效率 / 精度 / 表面最优;设备投入大。
挤压铸造:高强度、高致密、重载;性能最优;成本最高。