铸铝技术分析

　　铝的密度小，塑性高，具有优良的电性能和热性能，表面有致密的氧化膜保护，抗腐蚀性能好。铝在地壳中的蕴藏量大，据统计，地壳中铁占4.7%(质量分数，下同)，铝占7.5%。目前铝已经成为非铁金属中生产量最大的金属。

　　铸造铝合金是在纯铝的基础上加入其他金属或非金属元素，不仅能保持纯铝的基本性能，而且由于合金化及热处理的作用，使铝合金具有良好的综合性能。铝及铝合金在工业上占有重要的地位，大量用于军事、工业、农业和交通运输等领域，也广泛用作建筑结构材料、家庭生活用具和体育用品等。

　　在这类合金中Si是主要合金化元素，Si改善合金的流动性，降低热裂倾向，减少疏松，提高气密性。这类合金具有好的耐腐蚀性能和中等的机加工性能，具有中等的强度和硬度，但塑性较低。按合金中的Si含量多少，该系合金可分为共晶铝硅合金(ZL102、YL102、ZL108、YL108 和ZL109)过共晶铝硅合金(ZL1l7和YL1l7)和亚共晶铝硅合金(其余合金)。

　　ZLI02是典型的二元共晶铝硅合金，合金中Si的质量分数为10%-13%，该合金具有优良的铸造性能，但力学性能和切削加工性能较差。为了改善ZL102合金的室温和高温力学性能，加入一定量的Mg、Cu和Mn， 成为ZL108合金，使热膨 胀系数小，耐磨性能提高。ZL109也是共晶铝硅合金，与ZL108合金相比，降低了Cu含量，提高了Mg含量，并且用Ni代替Mn， 合金具有更好的耐热性。ZL108 和 ZL109合金广泛地用做内燃机的活塞。YL102和YL108主要用作压铸合金。

　　亚共晶铝硅合金中属Al-Si-Mg系的合金有ZL101、ZL101A、ZL104、YL104、ZL114A、ZLl15和ZL1l6。这类合金在成分上的主要区别是：ZL104合金加入了Mn，ZL115合金加入了Zn和他，ZL1l6合金加入了Ti和Be，ZL101A和ZL114A合金是用高纯度的精铝作原材料，减少杂质含量。这类合金具有良好的铸造性能，中等的力学性能和良好的抗腐蚀性能，在工业中应用广泛。属于Al-Si-Cu系的合金有ZL105、ZL105A、ZL106、ZL11O、ZL111、ZL107、YL112 和 YL113。前五个合金含有Mg，后三个合金无Mg，但Cu含量偏高。此外在ZLI06和ZL111合金中还加入了少量的 Mn和TicZL110合金的Cu含量高，Mg含量低。Al-Si-Cu系合金具有良好的铸造性能，中等的力学性能，抗腐蚀性能与 Al-Si-Mg 系合金相比较差，YL112 和 YL113合金主要用作压铸合金，其他合金用于砂型铸造、金属型铸造和精密铸造等。

　　过共晶铝硅合金中Si的质量分数一般超过15%。美国的390.0合金、德国的KS281合金和我国的YL117合金中Si的质量分数为18%左右；我国的ZL117合金、德国的KS280合金中Si的质量分数为21%左右； 德国的KS282合金中Si的质量分数为24%左右。这类合金随着Si含量的增加，密度减小，热膨胀系数降低，硬度、耐磨性和体积稳定性相应提高，主要用作活塞材料，其主要缺点是难于机加工，对刀具的要求严格。