Prestandaegenskaperna hos aluminiumgjutgods förstås i allmänhet som en kombination av egenskaper som är framträdande under form-fyllnings-, kristalliserings- och kylningsstegen. Dessa inkluderar fluiditet, krympning, tätning, gjutspänning och andningsförmåga. Dessa egenskaper hos aluminiumlegeringar beror på legeringssammansättningen men är också relaterade till smidesfaktorer, legeringsuppvärmningstemperatur, formkomplexitet, port- och stigarsystem och portform.
1. Fluiditet: Fluiditet avser förmågan hos smält legering att fylla formen. Fluiditetsspecifikationer avgör om legeringen kan användas för att smida komplexa gjutgods. Eutektiska aluminiumlegeringar har i allmänhet bättre flytbarhet.
Många faktorer påverkar fluiditeten, typiskt inklusive sammansättning, temperatur och närvaron av nickelhydroxid, metallföreningar och andra förorenande fasta partiklar på den smälta legeringen. De grundläggande yttre faktorerna är dock hälltemperaturen och hälltrycket (vanligtvis känd som hällspänning).
I den faktiska produktionen, givet en fast legeringssammansättning, är det, förutom att stärka smältprocessen (raffinering och slaggborttagning), också nödvändigt att förbättra gjutningsprocessen (sandmögelpermeabilitet, metallformventilation och temperatur) och öka gjuttemperaturen utan att ändra gjutkvaliteten för att säkerställa legeringens flytbarhet.
2. Krympning
Krympning är en av de viktigaste egenskaperna hos gjutna aluminiumlegeringar. Allmänt sett kan processen för en legering från flytande gjutning till stelning och kylning till rumstemperatur delas in i tre steg: vätskekrympning, stelningskrympning och fast krympning. Krympningen av en legering har en avgörande inverkan på kvaliteten på gjutgods, vilket påverkar krympningporositeten, spänningsgenerering, sprickbildning och dimensionsförändringar. Gjutkrympning delas i allmänhet in i volymetrisk krympning och linjär krympning. I den faktiska produktionen används vanligen linjär krympning för att mäta legeringens krympning.
Krympningsspecifikationen för aluminiumlegeringar beskrivs generellt som en procentsats, kallad krympningshastighet.
(1) Volumetrisk krympning
Volymkrympning inkluderar vätskekrympning och stelningskrympning. Från gjutning till stelning genomgår smält legering makroskopisk eller mikroskopisk krympning i de senare stelningsområdena. Denna makroskopiska krympningporositet, orsakad av krympning, är synlig för blotta ögat och är kategoriserad i koncentrerad krympningsporositet och permeabel krympningsporositet. Den koncentrerade krympningsporositeten är stor och koncentrerad, fördelad på toppen av gjutgodset eller vid tjocka, heta ställen. Permeabel krympningsporositet är dispergerad och liten, mestadels fördelad vid gjuttappar och hot spots. Mikroskopisk krympningsporositet är osynlig för blotta ögat och är mestadels fördelad under korngränser eller mellan dendriter.
Krympporositet och löshet är betydande defekter i gjutgods, orsakade av vätskekrympning som överstiger den fasta krympningen. Produktionen har visat att ju lägre stelningsintervall den gjutna aluminiumlegeringen har, desto mer benägen är den för koncentrerad krympningsporositet; ju bredare stelningsintervall, desto mer benägen är den för permeabel krympningsporositet. Därför måste konstruktionen säkerställa att den gjutna aluminiumlegeringen överensstämmer med principen om sekventiell stelning, vilket innebär att volymkrympningen av gjutgodset från vätskan till stelningssteget bör kompenseras av den smälta legeringen så att krympningsporositeten och lösheten koncentreras i gjutstyckets yttre stigare. För aluminiumlegeringsgjutgods som är utsatta för porositet behövs fler stigare än för koncentrerad krympningsporositet, och kylningar bör placeras på områden som är utsatta för porositet för att öka kylningshastigheten och möjliggöra samtidig eller snabb stelning.
(2) Linjär krympning: Linjär krympning påverkar direkt kvaliteten på gjutgodset. Ju större linjär krympning är, desto större tendens till sprickor och spänningar i aluminiumgjutgodset; desto större är förändringen av gjutstyckets dimensioner och form efter kylning.
Olika aluminiumlegeringar har olika smideskrympningshastigheter. Även för samma legering kommer olika gjutgods att ha olika krympningshastigheter. På samma gjutning kommer också krympningshastigheterna för längd, bredd och höjd att skilja sig. Den lämpliga kursen bör bestämmas baserat på den faktiska situationen.
3. Varmsprickbildning: Heta sprickor i aluminiumgjutgods uppstår främst på grund av att krympspänningen överstiger bindningsstyrkan mellan metallkorn. De flesta sprickor bildas längs korngränserna. Observation av sprickbrottytan visar att metallen vid sprickan vanligtvis oxideras och förlorar sin metalliska lyster. Sprickor sträcker sig längs korngränserna, är tandade i formen, är bredare vid ytan och smalare inuti, och vissa passerar till och med genom hela ändytan av gjutgodset. Olika gjutgods av aluminiumlegeringar uppvisar varierande sprickbildningstendenser. Detta beror på att ju större skillnaden är mellan den temperatur vid vilken ett komplett kristallint ramverk börjar bildas under stelningsprocessen och stelningstemperaturen, desto större krympning av legeringen och desto starkare är tendensen att utveckla heta sprickor. Även för samma legering kan tendensen att utveckla heta sprickor skilja sig åt på grund av faktorer som mögelbeständighet, gjutstruktur och gjutprocess. I produktionen används ofta åtgärder som att använda rekylformar av-typ eller att förbättra portsystemet för aluminiumgjutgods för att förhindra sprickbildning. Varmsprickningsmetoden används vanligtvis för att upptäcka heta sprickor i aluminiumgjutgods.
4. Tätningsprestanda Tätningsprestanda för aluminiumgjutgods hänvisar till nivån på vattentäthet i aluminiumgjutgods av hålrumstyp- under påverkan av hög-gas eller vätska. Tätningsprestanda återspeglar i huvudsak tätheten och klarheten hos gjutgodset.
Tätningsprestandan hos aluminiumgjutgods är relaterad till legeringens egenskaper. Ju lägre legeringens stelningsområde, desto lägre är tendensen att utveckla porositet, och desto lägre blir bildningen av utfälld porositet, vilket resulterar i bättre tätningsprestanda. Lufttätheten hos samma aluminiumgjutlegering är också relaterad till gjutningsprocessen. Till exempel kan sänkning av gjuttemperaturen, användning av kylningar för att påskynda kylningen och tillåta stelning under tryck allt förbättra lufttätheten hos aluminiumgjutgods. Lufttätheten hos gjutgods kan också förbättras genom att använda impregnering för att täta läckor.
