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關鍵詞:AlSi9MnMoZr合金;熔化;壓鑄工藝；組織；性能
作者：趙合志 作者單位：廣東鴻泰科技股份有限公司
AlSi9MnMoZr 即 Castasi儀37 是德國 RHEINFELDEN 公司研發的一種高性能壓鑄鋁合金，其 鑄態下的機械性能見表1。 普通壓鑄件內部有氣體殘留，在T6或T7處 理時這些氣體會膨脹，可能在壓鑄件表面形成起 泡,造成報廢,所以壓鑄件如果要做熱處理，須首 先杜絕內部氣體殘留。但是普通壓鑄工藝無法滿
1 AlSi9MnMoZr合金的特性
AlSi9MnMoZr 是德國 RHEINFELDEN 公司研發的一種高性能壓鑄鋁合金，其 鑄態下的機械性能見表1。
普通壓鑄件內部有氣體殘留，在T6或T7處 理時這些氣體會膨脹，可能在壓鑄件表面形成起 泡,造成報廢,所以壓鑄件如果要做熱處理，須首 先杜絕內部氣體殘留。但是普通壓鑄工藝無法滿足此要求，必須采用成本較高的高真空壓鑄等工 藝［1］。而AlSi9MnMoZr在鑄態下即已擁有很高的延 伸率，相比必須通過T6或T7處理才能獲得相同 延伸率的鋁合金材料具有較大優勢。 AlSi9MnMoZr還具有以下特性:
1） 鑄造性能優良，其鑄造性能與AlSi9和 AlSilOMg類似，可用于最小1.5mm壁厚的鑄件。
2） 即使在較高溫的工作環境下，其強度和尺寸均高度穩定。
3)耐腐蝕性能優良，圖1是480小時中性鹽 霧試驗后的狀態。
2壓鑄實踐
2.1 產品信息
Fe元素含量須控制在0.15%以內，以減少AlFeSi相,該相為針狀結構,會割裂基體,大幅降低強度和延伸率。Mn元素用于替代Fe元素,起到避免粘模的作用。在生產實踐中有多個途徑可能導致Fe元素超出0.15% ,應避免使用粘有其他Fe含量為0.6%~1.2%的鋁合金的熔煉爐﹑井蝸、保溫爐、旋轉精煉機等，盡量避免使用鐵質的扒渣勺等。
Sr元素對材料的高延展性起到關鍵作用,它將板條狀的共晶硅變質為棉團狀。Sr在熔化和保溫過程中會有燒損,溫度越高燒損越快,特別是熔化回爐料和除氣處理時，因此當其含量降低至0.006%以下時須補入AlSr10棒。在熔化鋁錠時,應快速加熱到670℃以上,以減少氧化和渣的形成,鋁液氧化會嚴重影響產品的機械性能。熔化溫度不應高于780℃,否則會加速Sr 的燒損和加劇鋁液的氧化[2]。精煉和除氣最好在機邊保溫爐里進行，因為鋁液轉運過程中也會發生氧化。實踐表明在鋁液周轉包內使用氮氣精煉10分鐘即可獲得較好的效果。
2.3澆注溫度
實踐表明AISI9MnMoZr 鋁液在壓室內的溫度須達到680~720℃。圖2為壓室內鋁液溫度660℃的壓鑄件的本體拉伸試片的斷口，有較大的冷隔皮,約30%的本體試片的延伸率只有2%。為保證鋁液在壓室內的溫度可達到680~720℃,采用了以下工藝措施:
(1)采用帶有油路的壓室,接模溫機,模溫機設定為220℃,以減小鋁液在壓室內的降溫速度。
(2)使用陶瓷湯勺,以減小鋁液在湯勺內的降溫速度。
(3)加快湯勺的移動速度,將慢速階段壓射速度提升至0.25m/s，以縮短從取料到壓射的時間。
(4)控制保溫爐內鋁液溫度為750~760℃。實踐表明,當鋁液溫度為740℃時,即出現圖2所示的冷隔皮,造成產品延伸率不合格。
保溫爐內的鋁液溫度取決于產品壁厚、大小,和在湯勺、壓室內的降溫速度和停留時間。
2.4屈服強度
當Mg含量小于0.06%時,部分試片的屈服強度低于標準值,為了提高屈服強度,我司在熔煉時增加純鎂塊，使Mg的含量提高至0.15%~0.25% 。添加量的計算公式:
不同Mg含量下產品的機械性能見表3,加Mg后延伸率有所下降,屈服強度有所提高,抗拉強度變化不大。
3結語
實踐表明，上述工藝控制方法對于穩定AI-SI9MnMoZr的壓鑄生產過程,防止出現強度或延伸率低于標準有明顯效果。我司目前批量生產的使用AISI9MnMoZr 的產品的機械性能合格率達到100% 。
參考文獻:
[1]劉楠楠.歐洲某汽車鋁合金壓鑄結構件全流程生產簡介[J].中國鑄造裝備與技術，2018，53(4):55-59.
[2]盧宏遠.汽車結構件的壓鑄[J.特種鑄造及有色合金，2012,32(3):252-253 .
