铜、铝合金铸件的生产技术详解

1.铸造铜合金

铜的分类：纯铜、黄铜和青铜。

纯铜熔点为1083℃，导电性、导热性、耐蚀性及塑性良好；强度、硬度低且价格较贵，极少用它来制造机械零件，广泛使用的是铜合金。

黄铜是铜和锌的合金，因这种合金是黄色的，故称黄铜。锌在铜中有较高的溶解度，随着含锌量的增加，合金的强度、塑性显著提高，但锌的质量分数超过47%后黄铜的力学性能将显著下降，故黄铜中锌的质量分数小于47%。铸造黄铜除含锌外，还常含有硅、锰、铝和铅等合金元素。铸造黄铜有相当高的力学性能，如抗拉强度为250～450MPa，断后伸长率为7%～30%，硬度为60～120HBW，而价格却较青铜低。铸造黄铜的熔点低，结晶温度范围窄，流动性好，铸造性能较好。铸造黄铜常用于一般用途的轴承、衬套、齿轮等耐磨件和阀门等耐蚀件。

青铜是铜与锌以外的元素构成的合金，因加入锡后合金的颜色发青，故称青铜。其中，铜和锡构成的合金称为锡青铜。锡青铜的力学性能较黄铜差，且因结晶温度范围宽而容易产生显微缩松缺陷；但线收缩率较低，不易产生缩孔，其耐磨、耐蚀性优于黄铜，适于致密性要求不高的耐磨、耐蚀件。此外，还有铝青铜、铅青铜等，其中，铝青铜有着优良的力学性能和耐磨、耐蚀性，但铸造性较差，故仅用于重要用途的耐磨、耐蚀件。（黄铜、青铜等非铁合金在1.6节有详尽的叙述，这里不再重复。）

2.铸造铝合金

铝合金密度低，熔点低，导电性和耐蚀性优良，因此也常用来制造铸件。铸造铝合金包括铝硅、铝铜、铝镁及铝锌合金。铝硅合金又称硅铝明，其流动性好、线收缩率低、热裂倾向小、气密性好，又有足够的强度，所以应用最广，约占铸造铝合金总产量的50%以上。铝硅合金适用于形状复杂的薄壁件或气密性要求较高的零件，如内燃机汽缸体、化油器、仪表外壳等。铝铜合金的铸造性能较差，如热裂倾向大、气密性和耐蚀性较差，但耐热性较好，主要用于制造活塞、汽缸头等。

3.铜、铝合金铸件的生产特点(www.xing528.com)

（1）熔炼一般用坩埚炉和电阻炉 金属炉料不与燃料直接接触，可减少金属的损耗、保持金属液的纯净。在一般铸造车间里，铜、铝合金多采用以焦炭为燃料或以电为能源的坩锅炉来熔化。

1）铜合金的熔炼。铜合金极易氧化，形成的氧化物（Cu₂O）可使合金的力学性能下降。为防止铜的氧化，熔化青铜时应加熔剂以覆盖铜液。为去除已形成的Cu₂O，最好在出炉前向铜液中加入0.3%～0.6%（质量分数）的磷铜（Cu₃P）来脱氧。由于黄铜中的锌本身就是良好的脱氧剂，所以熔化黄铜时，不需另加熔剂和脱氧剂。

2）铝合金的熔炼。铝合金的氧化物Al₂O₃的熔点高达2050℃，密度稍大于铝，所以熔化搅拌时容易进入铝液，呈非金属夹渣。铝液还极易吸收氢气，使铸件产生针孔缺陷。防止氧化和吸气的方法：向坩埚炉内加入KCl、NaCl等作为熔剂，将铝液与炉气隔离。为驱除铝液中已吸入的氢气、防止针孔的产生，在铝液出炉之前应进行驱氢精炼。

（2）铸造工艺 为减少机械加工余量，应选用粒度较小的细砂来造型。特别是铜合金铸件，由于合金的密度大、流动性好，若采用粗砂，铜液容易渗入砂粒间隙，产生机械粘砂，使铸件清理的工作量加大。

铜、铝合金的凝固收缩率大，除锡青铜外一般多需加冒口使铸件实现定向凝固，以便补缩。

为防止铜液和铝液的氧化，浇注时勿断流，浇注系统应能防止金属液的飞溅，以便将金属液平稳地导入型腔。