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铸铝件的材料成分、变质控制及净化处理同性能应用<一>、铸铝件的材料成分、变质控制及净化处理
随着汽车排放标准的提升，降低汽车发动机排放、降低耗油、提高燃烧效率，都使汽车趋于轻量化，轻量化对于汽车业的发展具有重要意义。据统计，目前国内自主乘用车较国外同类车自重高约8%~10%，国内自主商用车较国外同类车自重高约10%~15%。若汽车整车重量降低10%，燃油效率可提高6%~8%。
在材料方面，很多铸钢、铸铁类结构件、功能件正逐步被密度较小的铝合金或其他合金所替代，包括一些汽油发动机的缸体缸盖，尤其在新能源汽车上铝合金零件的占比越来越高。近年来，国内铸铝件铸造技术方面也取得了重大的进展和突破，为新能源汽车的发展提供了有力支撑。
铸铝件成型，主要有高压铸造、低压铸造和重力浇铸几种方式，他们都有各自不同的优缺点。而一些形状(尤其内腔形状)比较复杂的空腔、管类铸铝件，需要使用砂芯、盐芯、蜡模等消失心芯，一般采用重力浇铸。
合金成分对合金的组织和性能有很大的影响，合金成分控制也是合金处理过程中重要的工作之一。常规元素成分普遍采用直读光谱仪分析，能准确的把握合金的成分状态。
在铝硅合金中可以加入适量的微量元素以细化晶粒、增强其流动性，如钦、错、钒等元素的中间合金。
同时，细化晶粒还有改变合金的补缩能力、减少热裂倾向、改变合金电化学特性等作用。ZL104中的镁会通过MgSi2在铝基体中的沉淀作用对合金具有显著强化作用，控制镁的含量，可获得具有很好的塑性、抗拉强度和屈服强度等综合性能。
在铝合金的化学成分中常存在一些对合金性能有害的杂质元素，主要包括铁、锡、铅、钙等，其中影响较大的是铁。这些杂质元素可能是在合金熔炼的过程中从炉料引入，也有可能是从增锅或工具带入到合金中。
铝硅合金中铁主要以铁相硬而脆，往往以粗大的针状穿过相晶粒，削弱基体，降低铝硅合金性能。当铝硅合金中存在Fe相时，其表面氧 化膜将失去连续性，在晶界析出的铁相还会促使铝硅合金发生电化学腐蚀，从而使合金的抗蚀性能下降，因此对合金中的含铁量严加控制，并采用旋转通入影响变质工艺因素主要为:变质剂种类及用量、变质温度、变质时间。
变质剂种类及用量:应根据合金的种类、铸造工艺及对组织控制的具体要求，来选择合适的变质剂种类及用量。铸铝件铝合金变质处理常用的有Na变质、Sr变质、稀土变质等，我们采取综合性能较好的铭变质剂，并配合以钦中间合金作为细化剂使用。
在生产实践中，应考虑到变质剂反应可能进行不完全，所以变质剂用量不能过少，否则变质效果不好。
但变质剂用量也不宜过多，否则会产生过变质现象。因此，变质剂用量一般占炉料重量的0.2%~1.0%。
在生产中，通常加入0.5%就可以保证良好的变质效果。对于金属型铸造的铸铝件，变质剂用量可适当减少。
变质温度:铝液温度高些，对变质反应进行有利，变质速度快，效果好，但变质温度不能过高，否则会急剧增加的铝液的氧 化和吸气，并降低增锅的使用寿命。一般来说，变质温度应选择在稍高于浇注温度10℃为宜，这样避免了变质温度过高，可以减少变质后调整温度的时间，有利于提高变质效果和铝液的冶金质量。
变质时间:变质温度越高以及铝液和变质剂接触的状况越好，则所需的变质时间就越短。变质时间应按具体情况，在实验的基础上确定。变质时间太短，则变质反应进行不完全；变质时间过长，会增加变质剂的烧损，增加合金的吸气和氧 化。
<二>、压铸铝件的性能应用
铸造铝合金具有一些其他压铸铝件无法比拟的优点，如美观、质量轻、耐腐蚀等优点，使它广受用户的青睐，特别是在汽车轻量化以来，铸造压铸铝件在汽车工业中得到了广泛的应用。
铸造铝合金的密度比铸铁和铸钢小，而比强度则较高。因此在承受同样载荷条件下采用压铸铝件，可以减轻结构的重量，故在航空工业及动力机械和运输机械制造中，压铸铝件得到广泛的应用。铝合金有良好的表面光泽，在大气及淡水中具有良好的耐腐蚀性，故在民用器皿制造中，具有广泛的用途。纯铝在硝酸及醋酸等氧 化性酸类介质中具有良好的耐蚀性，因而压铸铝件在化学工业中也有一定的用途。纯铝及铝合金有良好的导热性能，放在化工生产中使用的热交换装置，以及动力机械上要求具有良好导热性能的零件，如内燃机的汽缸盖和活塞等，也适于用铝合金来制造。
铝合金具有良好的铸造性能。由于熔点较低（纯铝熔点为660.23℃，铝合金的浇注温度一般约在730～750℃左右），故能广泛采用金属型及压力铸造等铸造方法，以提高压铸铝件的内在质量，尺寸精度和表面光洁程度以及生产效率。铝合金由于凝固潜热大，在重量相同条件下，铝液的凝固过程时间延续比铸钢和铸铁长得多，放流动性良好，有利于铸造薄壁和结构复杂的压铸铝件。
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