压铸镁合金

关于压铸铝合金YL112力学性能的试验1、 引言压铸铝合金YL112因其强度高、耐磨性好，广泛应用于强度要求高的压铸件。国标GB/T15114-2009中规定了YL112的力学性能参照表。但实际生产过程中，实验员普遍反映抗拉强度≥320Mpa，伸长率≥3.5%在实际生产中无法达到。本文以生产中典型合金配料方式，探讨其力学性能指标。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/12/201212201928_414180_2462198_3.jpg2、 试验方法① 按GB/T15115-2009《压铸铝合金》要求配料，原料采用AL99高纯铝：单位：% SiCuMnMgFeNiZnPbAl标准7.5-9.53.0-4.0≤0.5≤0.1≤1.0≤0.5≤2.9≤0.1余量配料19.03.6--0.7---余量配料2[al

压铸工艺是铝合金制品加工最常用的方式之一，为了防止出现铝合金在压铸过程中出现粘模情况，压铸用铝合金中铁元素一般控制在0.6%以上。 同时，压铸铝合金需达到一定的力学强度，如YL113牌号压铸铝合金，抗拉强度需达到230MPa以上。一般拉伸试样，都是按照GB/T13822压铸有色合金试样，按相应的工艺要求进行压铸成型。但目前有些客户要求本体取样，或按GB/T 1173《铸造铝合金》进行重力浇铸成型。 我们在本体取样时，发现因为产品结构厚转薄部位较多，内部气孔很难消除，在本体取样时，破坏了压铸表面致密层后，因为气孔造成的过早断裂情况高达2/3，很容易造成误判。在根据GB/T 1173《铸造铝合金》制作的模具进行重力浇铸成型后试验，虽然力学性能基本能达到要求，但在浇铸时合格率不高，表面易出现冷隔、欠铸现象，同时模具还容易出现变形，导致试样错型。[img=,462,960]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810061354261595_9945_2462198_3.jpg!w462x960.jpg[/img]为了尝试按顾客要求，结合相关资料，我们重新设计了一套浇铸模具，采用上下结构，定位销定位的方式，有效避免错型情况；同时，按资料上说能提高浇铸合格率。[img=,690,267]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810061402392294_1698_2462198_3.jpg!w690x267.jpg[/img]模具制作好后，进行了试制。[img=,690,920]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810061424091332_5967_2462198_3.jpg!w690x920.jpg[/img] 实际情况并不如资料上所说，合格率达到90%。在试制时连续浇铸15模，均不同程度的出现冷隔，及收缩情况。不论是由上往下浇铸，或由下往上浇铸，均不能得到满意的结果，难道是资料有误？[img=,690,400]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810061605381886_203_2462198_3.jpg!w690x400.jpg[/img] 再研究下资料，资料是按ZL101等试验结果来验证的。现在也只能用ZL101铸造用铝合金试验，试验结果是满意的，浇铸至第二模即未出现冷隔、收缩等情况。 试验说明该模具结构只是适用于浇铸铝合金，而不是压铸铝合金也适用。两者之间有什么差别呢，那就是铁元素，因为浇铸铝合金为了保证良好的流动性，及热处理需求，铁元素一般不得高于0.3%，而压铸铝合金则必须大于0.6%，一般在0.7%左右。铁在铝合金中会严重影响流动性。 分析该模具在浇铸压铸用铝合金时，由于压铸用铝合金铁含量高，流动性本身比较差，模具温度较低时导致出现局部浇铸不满，温度过高时，又出现收缩。 故浇铸方式取得拉伸试样，并不适用于压铸铝合金，在与顾客反复沟通，并举例后，顾客同意采用GB/T13822压铸有色合金试样的要求进行加工。

铝合金制品，以其重量轻，强度高的特点，达到运输车辆、航空、天，小到服装配饰，得到了广泛的运用。但是在铝合金产品制造时，裂纹又是一个广泛存在的问题。裂纹将严重影响铝件强度，如在生产中未及时发现，可导致批量性问题，造成很大的经济损失。本文就铝合金在压铸工艺时发生的裂纹现象，根据自己的从业经验，分析裂纹原因，及预防的方法。 在压铸过程中，常出现的裂纹有三种：[img=,287,56]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810151139348252_7798_2462198_3.jpg!w287x56.jpg[/img]一、组织缺陷裂纹。由于铝合金组织中包含过多的氧化物、杂质等，造成自身强度减弱，且氧化物等收缩特性与铝合金不同，铝液凝固收缩时出现应力集中，在氧化物、杂质等周边与铝合金形成裂隙。这种裂纹在实际生产中发生概率相对极低，原因是，只要严格遵循铝合金精炼除渣工艺，完全可以杜绝组织缺陷裂纹现象。[img=,139,84]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810151317585920_4840_2462198_3.jpg!w139x84.jpg[/img]典型精炼模式如下：[img=,690,146]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810151428011223_6523_2462198_3.jpg!w690x146.jpg[/img]注：很多铝合金焊接后，形成的内部缺陷裂纹均属于这个类型的裂纹，铝本身属于易吸气金属，温度比630℃越高，吸收空气中氢气越多，此不再赘述。二、热裂纹。热裂纹是铝合金件在热缩阶段，裂纹部位集中承受收缩应力造成。其原因大致有：[img=,453,139]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810151441209911_4834_2462198_3.jpg!w453x139.jpg[/img]总的来说，热裂纹还是由于铝合金在由高温向低温变化速度过快时，局部承受过大收缩力造成，高铜及杂质多的合金由于温度下降缓慢，延长开模时间，有助于降低裂纹产生的风险。通过实践证明，在壁厚转薄部位增加R角；延长开模时间；控制模具温度能有效降低裂纹发生风险。在产品开发初期，针对壁厚不均的产品，应提前与顾客协商沟通，并考虑集热造成裂纹风险，在开发初期进行有效规避。三、冷裂纹。冷裂纹是铝合金件在开模/脱模时，局部承受过大拉力造成。其原因大致有：a、拔模斜度过小，铝合金件承受脱模拉力过大；b、开模时间过晚，铝件冷却后与模具抱紧力过大；c、模具上有凹陷或凸出部位，造成铝件承受脱模拉力过大；d、模具粘铝，造成表面粗糙度过大，铝件承受脱模力过大。冷裂纹基本是在铝件脱模时，由于受脱模力过大，局部形成裂纹，表面可见明显拉磨痕迹。控制方法是及时检查模具表面，清理粘铝及氧化层，保持模具具有良好的脱模能力，可有效避免冷裂纹的发生。[img=,521,499]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810151535445305_1925_2462198_3.jpg!w521x499.jpg[/img]结语：上述三种铝合金压铸的裂纹方式，其实都是局部承受作用力过大造成，故大家平常讲的铝合金强度高，是整体受力强度高，而针对壁厚有厚转薄部位，由于受力集中，反而会降低零件整体强度，且这些裂纹在本体或材料截取试样做力学性能分析时，都不具有复制性（裂纹通常发生在表面或厚薄不均部位，几乎不可能在裂纹发生部位截取到试样），无法通过力学测试进行发现。故在做铝件开发时，应充分考虑此问题，当无法避免需承受较高外力的壁厚，出现急剧变化时，应通过R角及圆弧过渡等进行改善。平时生产时，密切关注过程变化，当发现有严重粘模、拉模时应及时修复，严格按工艺控制模具及材料温度等，可有效防止裂纹发生。