铸造压力对ADC12Z压铸件孔洞和力学性能的影响

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铸造压力对ADC12Z压铸件孔洞和力学性能的影响气孔是压铸件最为常见的铸造缺陷之-， 它能显著
降低压铸件力学性能和机加性能并导致报废[1-4]
。压铸过
程中铸件内气孔与合金种类及压铸工艺参数密切相关，
因此研究压铸工艺参数对压铸件孔洞及力学性能影响，
对于减少压铸件孔洞， 改善力学性能， 提高产品质量具
有重要意义↑年来， 不少研究者在这方面进行了大量
研究。澳大利亚南方大学M R Ghomashchi研究了压铸
条件下LM24铝硅合金充型速度与气孔、缩孔关系。研
究结果表明， 当内浇口速度在5060 m/s以下时， 增加
充型速度孔洞减少; 当高于此速时， 随着充型速度增
加孔洞增加[5]
。希腊比雷埃夫斯技术教育学院的G P
Syrcos采用田口试验方法研究了金属液温度、冲头速
度 ( 包括1速2速) 、充填时间、铸造压力对铝硅铜合金
压铸件密度影响♂果表明， 铸造压力是影响铸件密
度最主要因素[6]
。ADC12Z铝合金是-种优良压铸用铝
合金， 具有优良的铸造性能、力学性能和切削性能，
广泛应用于汽车、摩托车和仪器等行业的零部件和结
构件， 如活塞、带轮等。铸造压力对ADC12Z压铸件质
量， 尤其孔洞和力学性能影响均须研究。作者研究了
铸造压力对ADC12Z压铸件孔洞和力学性能影响， 为
ADC12Z压铸件生产中工艺优化提供资料， 为合理选
择铸造压力提供参考。
1 试验过程
1.1 试验材料及试验条件
试验材料为实际生产使用的ADC12Z铝合金， 化学
成分 ( % ) : 2.3 Cu、10.6 Si、0.9 Fe、0.18 Mg、0.21 Ni、
其余Al。压铸设备为BD-650V4-N型650 t压铸机， 其冲
头直径为100 mm， 压室面积为7 850 mm2
， 压室长度
( 冲头运行的距离) 为324 mm。试验试样尺寸如图1所
示， 厚度为14 mm。
压铸工艺设定如下: 浇注温度680 ℃， 模具温度
基金项目: 中国博士后基金 ( 20060390427 ) 资助。收稿日期: 2007- 06- 20。
作者简介: 闫焉服 ( 1970-) ， 男， 河南洛阳人， 博士后， 主要从事轻合金材料及成形工艺研究。
闫焉服1
， 熊守美1
， 柳百成1
， Mei Li
2
， John Allison2
( 1.清华大学机械工程系， 北京 100084; 2. 福特公司科学研究试验室， 美国底特律 MI48121 )
摘要: 测定了不同铸造压力下ADC12Z压铸件密度、孔洞面积百分比、孔洞平均直径及力学性能， 研究了铸造压力对
ADC12Z压铸件孔洞和力学性能影响♂果表明， 随着铸造压力增大， 压铸件孔洞面积百分比和平均粒径逐渐减小，
密度逐渐增大; 同时， 铸造压力增大可以细化α -Al和黑色针片状共晶Si， 使压铸件力学性能明显改善。但当铸造压力
增加到-定程度， 压力的增加对密度、孔洞及性能影响幅度变校
关键词: 铸造压力; 孔洞; 力学性能; ADC12Z合金
中图分类号: TG146.2 文献标识码: A 文章编号: 1001- 4977 ( 2007 ) 11- 1171- 04
YAN Yan-fu1
， XIONG Shou-mei
1
， LIU Bai-cheng1
， Mei Li
2
， John Allison2
( 1. Department of Mechanical Engineering， Ts inghua Univers ity， Beijing 100084， China;
2. Ford Res earch &Advanced Engineering， Ford Motor Company， Dearborn， MI 48121， USA )
Abs tract: It was measured that the dens ity， area percentage and average diameter of poros ity and
mechanical properties of ADC12Z die cas tings under the different cas ting pres sures . Effects of
cas ting pres sure on poros ity and mechanical properties of ADC12Z die cas tings were inves tigated.
Results show that the area percentage and average diameter of poros ity decreas e and the dens ity
of cas tings increases with the increas e of the cas ting pres sure. Refinement of primary α -Al phas e
and eutectic Si dendrites were obs erved with the increas e cas ting pres sure， resulting in a
remarkable increas e in mechanical properties . When the cas ting pres sure reaches a certain high
level， its influences on dens ity， poros ity and mechanical properties decreas e with the increas e of the
cas ting pres sure.
Key words : cas ting pres sure; poros ity; mechanical properties ; ADC12Z alloy
铸造压力对ADC12Z压铸件孔洞和力学性能的影响
Effect of Cas ting Pres sure on Poros ity and Mechanical
Properties of ADC12Z Die Cas tings