Al-Si合金的应用

一 合金牌号和化学成分

国内外三类Al-Si系活塞合金的牌号和化学成分见表1。据资料报道 :发达国家普遍以钛作为细化合金元素 ,尤其是铸造铝合金中 ,几乎全部进行钛合金化处理。在变形铝合金中 ,美国近250多种牌号有70%要求或允许含有适量的钛 (大部分要求≤0.15%Ti)。

电解法生产低钛铝合金具有成本低、工艺简便、晶粒细化、性能提高幅度大等优点 ,为提高我国铝合金的质量和性能提供了新的加钛工艺和方法。用电解法制备的低钛铝合金所配制的几种铸造铝合金如A356、ZL108、ZL111等具有晶粒细小 ,合金的强度、韧性、耐磨性、抗疲劳性能及热稳定性等均有所提高。由于电解法生产低钛铝合金基本不需要改变电解设备及工艺 ,生产成本基本不增加 ,实现了电解铝硅活塞合金加钛提供了便利 ,在我国具有广泛应用前景。

二 提高合金综合性能的途径

为了既保持铝硅合金的固有优点 ,又使力学性能有大幅度的提高 ,应用更广泛 ,近几十

年来 ,世界各国铸造工作者研究并采用了不少行之有效的措施。

2.1 Al-Si合金的细化处理

Al-Si合金的细化包括初晶α固溶体、共晶体和初晶 Si三个部分的细化。为了细化铝固溶体晶粒,通常是在合金中添加少量晶粒细化剂 ,如 Ti、Zr、B等。这些元素在铝合金中形成 Al3 Ti、Al3 Zr、TiB2等高熔点化合物 ,它们的结晶比铝固溶体晶粒早 ,尺寸细小而又弥散分布 ,具有与铝相同的晶格类型和相近的晶格常数 ,或具有共格对应晶面 ,可作为铝固溶体的结晶核心 ,使铝固溶体晶粒细化。

2.2 Al-Si合金的变质处理

对于含Si量较高（>6%～8%Si)的Al-Si合金 ,影响合金组织性能的主要因素是（α+ Si)共晶体和初晶Si。如果不经变质处理 ,单靠加入细化α固溶体的元素来改善共晶体（α+ Si )的形状和粒度 ,往往收效甚微。所以对Al-Si类共晶型和过宫颈性合金 ,应强调共晶体（α+ Si)的变质处理 ,又要对初晶Si进行细化处理。目前常用变质剂种类及效果见表2。

2.3较少合金中的有害杂质

Fe是Al-Si合金中的主要杂质，它主要来自炉料、坩埚和熔炼工具。在铸造Al-Si合金中，Fe常