鋁合金壓鑄廠對鋁合金的收縮性要有一個深刻的了解

一、鋁合金的收縮性

1、收縮的基本概念

液態(tài)鋁合金當溫度下降而由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)時，因為金屬原子由近程有序逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)檫h程有序，以及空穴的減少及消失，一般都會發(fā)生體積減少。液態(tài)鋁合金凝固后，隨溫度的繼續(xù)下降，原子間距離還要縮短，體積也近一步減少。鑄造合金在液態(tài)、凝固和固態(tài)冷卻的過程中，由于溫度的降低而發(fā)生體積減小的現(xiàn)象，稱為鋁合金的收縮性。

收縮又是鋁合金壓鑄件中許多缺陷，如縮孔、縮松、應(yīng)力、變形、和裂紋等產(chǎn)生的基本原因，是鋁合金的重要壓鑄性能之一。它對鋁合金壓鑄件（如獲得符合要求的幾何形狀和尺寸，致密的優(yōu)質(zhì)鋁合金壓鑄件）有著很大的影響。

鋁合金由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌貢r的體積改變量來表示，稱為體積收縮。鋁合金在固態(tài)時的收縮，除了用體積改變量表示外，還可用長度該變量來表示，稱為線收縮。因為在設(shè)計和制造模樣時，線收縮更有意義。線收縮率一般是體收縮率的1/3。鋁合金在收縮要經(jīng)歷三個階段：液態(tài)收縮階段；凝固收縮階段；固態(tài)收縮階段。

二、鋁合金壓鑄件中的縮孔和縮松

1、縮孔、縮松的基本概念

鋁合金壓鑄件在冷卻凝固過程中，由于鋁合金的液態(tài)收縮和凝固收縮，往往在鋁合金壓鑄件最后凝固的地方出現(xiàn)孔洞。容積大而且比較集中的孔洞稱為縮孔；細小而且分散的孔洞稱為縮孔。縮孔的形狀不規(guī)則，表面粗糙，可以看到發(fā)達的樹枝晶末梢，故可以明顯地與氣孔區(qū)別開來。

鋁合金壓鑄件中若有縮孔、縮松存在，一方面會使鋁合金壓鑄件有效承載面積減小，另一方面引起應(yīng)力集中，且都會使鋁合金壓鑄件的力學性能明顯降低。同時還降低鋁合金鑄件的氣密性和物理化學性能。特別是對于耐壓零件，則容易發(fā)生滲漏而使鋁合金壓鑄件報廢，給鋁合金壓鑄廠造成重大損失。

2、縮孔的形成

縮松形成的基本原因和縮孔一樣，主要是由于鋁合金的結(jié)晶溫度范圍較寬，樹枝晶發(fā)達，合金液幾乎同時凝固，液態(tài)和凝固收縮形成的細小、分散孔洞得不到外部金屬液的補充而造成。

鑄件中形成縮孔和縮松的傾向與合金的成分之間有一定的規(guī)律性。定向凝固的合金傾向于產(chǎn)生集中縮孔；糊狀凝固的合金傾向于產(chǎn)生縮松，其縮孔和縮松的數(shù)量可以相互轉(zhuǎn)換，但他們總?cè)莘e基本保持不變。

3、影響縮孔、縮松大小的因素及鋁合金壓鑄廠的防治措施

鋁合金的液態(tài)收縮愈大，則縮孔形成的傾向愈大；鋁合金的結(jié)晶溫度范圍愈寬，凝固收縮愈大，則縮松形成的傾向愈大。凡能促使鋁合金減小液態(tài)和凝固期收縮工藝措施（如調(diào)整化學成分，增大鋁合金壓鑄件的激冷能力，增加在鋁合金壓鑄件凝固過程中的補縮能力，都有利于減小縮孔和縮松的形成。

針對鋁合金的收縮和凝固特點制定正確的壓鑄工藝，使鋁合金壓鑄件在凝固過程中建立良好的補縮條件，盡可能地使縮松轉(zhuǎn)化為縮孔，并使縮孔出現(xiàn)在最后的凝固位置。

要使鋁合金壓鑄件在凝固過程建立良好的補縮條件，主要是通過控制鋁合金壓鑄件凝固方式使之符合“定向凝固原則”或“同時凝固原則”，這樣才能提升鋁合金壓鑄廠的效益。