近年來,，因為地球環(huán)境保護問題，要求機動車輕量化的呼聲愈來愈強烈,。隨著汽車,、摩托車生產(chǎn)制造技術(shù)的提升以及世界范圍內(nèi)的品質(zhì)、價格競爭進入白熱化,，降低成本已成為企業(yè)競爭能力的重要目標,。在鋁合金壓鑄件中，雖然有許多并無過高強度要求的薄壁蓋類零件,，但是隨著汽車,、摩托車輕量化的要求，必須確保強度的零件愈來愈多,，所以鋁合金壓鑄鋁件
的強度及材質(zhì)對品質(zhì)的影響已成為業(yè)界的一個重要課題,。
目前，關(guān)于鋁合金壓鑄件機械性能的研究大都停留在試驗片,、試驗棒上,，但對于制品性能有關(guān)的缺陷、組織,、成分的固溶等因素的影響研究還不夠充分,，由此導致產(chǎn)品設(shè)計方面存在許多不安全因素,。隨著對外開放的日益頻繁，日本JIS標準中的ADC12鋁合金成為國內(nèi)普遍采用的一種主要壓鑄原材料,。所以，開展對以ADC12鋁合金為代表性的材料的材質(zhì),、組織和機械性能的分析,、研究是很有必要的。
以前,，日本壓鑄協(xié)會制品標準DCSM(1977)中的機械性能指標值是用壓鑄試棒作出的標準值,，數(shù)值仍然是相當高。假如壓鑄方案和條件不恰當?shù)脑?，是達不到如此高的數(shù)值的,。實際上的機械性能是存在很大散差的,。仔細解讀JISH5302(2000)標準,，該標準提供了各種狀態(tài)的參考數(shù)值，并非標準值,，即取消了機械性能,。該標準附件指導性地列舉了各類壓鋁鑄件
的使用實例。
一,、壓鑄件中的Mg,、Cu、Si,、Fe成分對機械性能的影響
1,、Mg、Cu成分對機械性能的影響
Mg,，Cu的添加其抗拉強度有提高的趨勢,。
銅固溶于鋁合金中，可以提高其機械性能,，改善切削性和研磨性,。Al-Si-Cu系合金比Al-Si系合金的鑄造性稍有下降，但高溫強度提高,。鋁與銅合金化可提高強度,、硬度，但收縮率和高溫脆性增加,。但是,，Cu在Al-Si共晶合金中有減少合金流動流痕的效果；鋁中含鎂的Al-Mg合金,，耐腐蝕性好,，一般作為耐腐蝕性合金使用,，但鎂在合金中形成范圍寬的固溶體，凝固范圍增大,，熱容量減少,，凝固收縮增大，熱膨脹系數(shù)大,，熱脆性增加,，大大惡化了鑄造性能。鎂作為合金中的雜質(zhì),，也有著相同的影響,。表現(xiàn)為高溫脆性和熱裂紋。還有,，因為Al-Mg系的共晶溫度(450℃)低,，一般認為凝固慢，鑄件容易產(chǎn)生小氣孔而出現(xiàn)疏松,。但是,，Al-Si系合金中的ADC3(JIS)，由于含有微量的鎂,，可以強化Al-Si合金的基體,，提高耐蝕性，電鍍性,，陽極化表面處理的性能,。
2、Si,、Fe成分對機械性能的影響
2.1、Si成分對機械性能的影響
硅是鋁合金的主要成分之一,。硅能明顯地改善流動性，在共晶點時流動性改善最為明顯,，而且凝固潛熱大，凝固收縮,、熱膨脹系數(shù)小,，能防止高溫脆性，增大補縮效果。因此含硅量接近共晶點的ADC1(JIS)合金流動性最好,。且硅作為合金中的雜質(zhì)時也有相同的效果。為了改善合金的鑄造性,，在Al-Mg合金中使用少量的硅,。但硅對切削性有害。
2.2,、Fe成分對機械性能的影響
鐵元素對于鋁合金壓鑄件的而言,，有利有弊；但就整體來說,，弊多利少。下面就其利弊詳談,。
為了減少壓鑄件
的粘?，F(xiàn)象,，壓鑄合金中的雜質(zhì)鐵是含量要適當,，一般應為0.8%~1.0%,。就鐵影響而言，一般來講,，鐵在鋁中幾乎不固溶,，而形成FeAl3的結(jié)晶，這會引起過冷現(xiàn)象,。若是含微量鐵(約0.2%)，則可急速冷卻使結(jié)晶微?；?；但當大于該量則結(jié)晶粗大化,，隨著量的增大而更顯著。鐵的影響基本上是增加硬度,，降低延仲率和沖擊韌性,，這是最大的弊端。特別是在保安部品中,，過量的Fe往往被認為是危害因素,。日本有些世界級知名企業(yè)為了控制產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量，特意制定了企業(yè)內(nèi)部標準,，產(chǎn)生了新的鋁合金牌號,，其企業(yè)標準要求Fe含量控制在1.0以下，但通常使用時控制的目標是Fe≤0.8,。
此外,，在Al-Si-Cu合金中含鐵量多時，容易發(fā)生金屬夾雜物,，應予以注意,。
在壓鑄過程中，鋁合金成分的監(jiān)控是非常重要的一個環(huán)節(jié),。除了化學分析法和光譜檢驗法監(jiān)控鋁合金成分外,，我司現(xiàn)場管理者還摸索出一套對壓鑄件含鐵量的簡易判斷法。即根據(jù)鋁合金壓鑄件飛邊的柔軟程度不同,，可判定含鐵量的多少,；為產(chǎn)品質(zhì)量的快速判斷提供一定的依據(jù)。
二,、壓鑄時冷卻速度對機械性能的影響
壓鑄鋁件
的各個部位冷卻速度不同,，其強度也有所不同，其成因目前尚不明確,。為此,，針對這個問題進行詳細研討分析。
在零件不同厚度部位取樣,，進行抗拉強度試驗,。可見,，隨著壁厚的增加,，其抗拉強度下降，但對疲勞強度影響不大,。
零件的厚度與抗拉強度有關(guān),。所以在模具設(shè)計過程與壓鑄過程中，應特別注重解決冷卻問題，這樣才能取得高質(zhì)量的壓鑄件,。
解決模具的冷卻問題,，可在設(shè)計前期進行CAE凝固分析，找出模具溫度較高處,，增加點冷或管式冷卻,，使壓鑄模具在使用過程中冷卻速度盡可能一致，以獲得高品質(zhì)的產(chǎn)品,。
鋁合金壓鑄件的的材料成分,、強度對其品質(zhì)具有相當重要的的影響,。通過調(diào)整相關(guān)元素,，可使抗拉強度增大,，也可改善流動性等。特別重要的是對危害元素的監(jiān)控,，可對產(chǎn)品的性能和穩(wěn)定性起到關(guān)鍵性的作用,。就壓鑄件厚度與冷卻速度而言，其相關(guān)影響因素也不可忽視,。
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