La aleación de aluminio fundido es un tipo de matriz de aluminio que, al agregar otros elementos de aleación hechos de materiales, tiene una serie de excelentes propiedades y una amplia gama de usos.
Las propiedades de la aleación de aluminio fundido incluyen principalmente:
Baja densidad y alta resistencia. La densidad de la aleación de aluminio fundido suele estar entre 2,63 y 2,85 g/cm³, con alta resistencia y resistencia específica, lo que puede reducir significativamente el peso de las piezas y componentes y mejorar la eficiencia de uso.
Buen rendimiento de lanzamiento. La aleación de aluminio fundido tiene buena fluidez y contracción, se puede convertir en piezas de formas complejas, no necesita grandes equipos adicionales, ahorra metal, reduce costos, reduce las horas de trabajo y otras ventajas.
Buena resistencia a la corrosión. La aleación de aluminio fundido en aire, agua, ácido, álcali y otros ambientes puede mantener el brillo y el acabado de la superficie, con buena resistencia a la corrosión.
Buena resistencia al calor. En comparación con las aleaciones de hierro fundido, las aleaciones de aluminio fundido tienen un punto de fusión y una estabilidad térmica más altos, lo que puede mantener un rendimiento excelente en ambientes de alta temperatura.
Buena conductividad eléctrica y térmica. La aleación de aluminio tiene buenas propiedades de conductividad eléctrica y térmica, adecuada para piezas que necesitan una buena conductividad térmica, como culatas y pistones de motores de combustión interna.
Buena procesabilidad. La aleación de aluminio es fácil de procesar y tiene una plasticidad y maquinabilidad excelentes.
Clasificación de aleaciones de aluminio fundido.
La aleación de aluminio fundido moderna se puede dividir en 4 series según los principales elementos agregados, a saber: serie de aluminio-silicio, serie de aluminio-cobre, serie de aluminio-magnesio y serie de aluminio-zinc. Para estas 4 series, cada país tiene la correspondiente aleación y marca de grado de aleación. China utiliza el método de marcado de dígitos ZL+3, el primer dígito indica el sistema de aleación, donde: 1 indica el sistema de aleación de aluminio y silicio, 2 indica el sistema de aleación de aluminio y cobre, 3 indica el sistema de aleación de aluminio y magnesio, 4 indica el sistema de aleación de aluminio y zinc, el segundo y tres dígitos indican el número de serie de la aleación. Por ejemplo ZL101,ZL201, ZL301,ZL401
Aleación de aluminio y silicio
Por lo general, el contenido de silicio es del 4% al 13%, también conocido como aleación "Ming de silicio y aluminio". El rendimiento de la fundición es el mejor, la tendencia a agrietarse es muy pequeña, la tasa de contracción es baja, hay buena resistencia a la corrosión y estanqueidad al aire y suficientes propiedades mecánicas y de soldadura. Aunque la aplicación de esta serie de aleaciones en la industria es posterior a la de la aleación de aluminio-cobre, se descubrió en 1920 que después del tratamiento metamórfico, la estructura y las propiedades de esta serie de aleaciones mejoraron y la Se amplió el alcance de uso, representando casi el 50% de la aleación de aluminio fundido en cantidad. La aleación Al-si se puede dividir en tipo eutéctico, tipo hipoeutéctico, tipo hipereutéctico y aleación eutéctica compleja con adición de cobre, magnesio y manganeso. La aleación ZL102 es una aleación eutéctica binaria típica con una temperatura eutéctica de 577 grados y una composición eutéctica de 12,6% Si. A temperatura eutéctica, se disuelve un 1,6% de Si en una solución sólida y aproximadamente un 0,05% de Si se disuelve a temperatura ambiente. La fase es una solución sólida de aluminio disuelto en silicio, y su solubilidad es muy pequeña, por lo que la estructura eutéctica está compuesta por dos fases +Si. Además del silicio, existen θ (CuAl2), W (AlxMg5Si4) y otras fases en la estructura de las aleaciones multicomponente (ver la fase de las aleaciones de aluminio). Las aleaciones de aluminio y silicio que contienen cobre pueden reforzarse mediante tratamiento térmico, pero la resistencia a la corrosión es pobre. La forma de la fase de silicio en la aleación tiene una influencia significativa sobre la resistencia y la plasticidad. Mediante el tratamiento de modificación (adición de sodio o antimonio en la masa fundida), la fase de silicio se esferoidiza y se mejoran la microestructura y las propiedades de la aleación. El silicio primario grueso en las aleaciones hipereutécticas es perjudicial para las propiedades mecánicas y la maquinabilidad. A menudo se añade fósforo para formar compuestos AlP para refinar el silicio primario y reducir sus efectos nocivos.
Aleación de aluminio y cobre
Es la primera aleación de aluminio fundido industrial. Las aleaciones tienen alta resistencia y estabilidad térmica, pero pobre moldeabilidad y resistencia a la corrosión. El contenido de cobre es generalmente inferior al límite de solubilidad del cobre en aluminio (5,85%), no hay eutéctico en la estructura de equilibrio y puede aparecer una pequeña cantidad de eutéctico en condiciones de no equilibrio. Después del tratamiento de la solución, la solución sólida se puede sobresaturar y se puede obtener el efecto fortalecedor del envejecimiento. La adición de manganeso y titanio a la aleación puede refinar el grano, fortalecer y mejorar la resistencia a la corrosión.
Aleación de aluminio y magnesio
La aleación tiene alta resistencia, mejor resistencia a la corrosión, baja densidad y buena estanqueidad al aire. Aleación de fundición binaria de aluminio y magnesio, el contenido de magnesio llega al 11,5% y el contenido de magnesio en la aleación de múltiples componentes es generalmente de aproximadamente el 5%. La microestructura de la aleación es la fase + (Mg5Al8) y el efecto de fortalecimiento del tratamiento térmico no es obvio, principalmente para el fortalecimiento de soluciones sólidas. Cuando la fase (Mg5Al8) precipita en una red a lo largo del límite del grano, la resistencia a la corrosión y las propiedades mecánicas se deterioran. Para evitar la precipitación de la fase (Mg5Al8) a lo largo del límite del grano, se utiliza principalmente en estado de solución sólida. Agregar silicio y manganeso a la aleación puede mejorar la fluidez de la aleación.
Aleación de aluminio y zinc.
La aleación tiene las características de templar la microestructura en el estado de fundición y se puede obtener una alta resistencia sin tratamiento térmico, pero la densidad de la aleación es grande y no es adecuada para la producción de piezas de aviones. El sistema de aleación está hecho de zinc a base de una aleación de sílice-aluminio, por lo que también se denomina aleación "zinc-sílice-aluminio".
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