更新时间:2023-01-12 15:19
以一种非铁金属元素为基本元素,再添加一种或几种其他元素所组成的合金称为非铁合金。非铁合金也可以含有铁,但不是主要成分,它仅仅是作为合金元素或杂质存在于非铁合金当中。
除了由铁和它的合金组成的黑色金属外,其他金属均称之为非铁合金。常用于铸造的非铁金属有:铜、铝、镁、锡、铅、锌、锑、钛、镍等等。纯非铁合金的铸造性能和力学性能大都比它们的合金差,所以工业上一般都采用它们的合金。与黑色金属相比较,非铁合金常具有一些在工业上是极其可贵的特殊性能,如优良的导电性和导热性、摩擦系数低、耐磨、耐腐蚀、质轻等等。这就决定了它在工业中是不可缺少的,有着广泛用途。
随着我国工农业的迅速发展,非铁合金材料的生产和供应出现了一个崭新的局面。现在我国自己生产的各种非铁合金材料,无论在数量上还是质量上都已达到了历史上从来未有的新水平,保证了我国经济建设和国防建设各方面的需要。
铸造非铁合金牌号的表示方法如下:
1)铸造非铁合金的牌号由“Z”和基体金属的化学元素符号、主要元素符号(其中混合稀土元素符号统一用RE表示)以及表明合金化元素名义质量分数的数字组成。
2)当合金元素多于两个时,合金牌号中应列出足以表明合金主要特征的元素符号及其名义质量分数的数字。
3)合金元素符号按其名义百分含量递减的次序排列。当名义质量分数相等时,则按元素符号字母顺序排列。当需要表明决定合金类别的合金化元素时,不论其含量多少,该元素符号均应紧置于基体元素符号之后。
4)除基体元素的名义质量百分数不标注外,其他合金元素的名义质量分数均标注于该元素符号之后,当合金化元素的质量分数规定为大于或等于1%的某个范围时,采用其平均含量的修约化整值,必要时也可用带一位小数的数字标注。合金化元素的质量分数小于1%时,一般不标注。只有对合金性能起重大影响的合金化元素,才允许用一位小数标注其平均含量。
5)对具有相同主成分,需要控制低间隙合金元素的合金,在牌号后的圆括弧内标注ELI。
6)对杂质限量要求严、性能高的优质合金,在牌号后面标注大写字母“A”标示优质。
铸造铝合金是在纯铝的基础上,加入各种不同的元素制成的。常用铸造铝合金按合金系列可分为5类。
(1)Al-si系列这类合金中,硅的质量分数一般为6%~13%,属于亚共晶和共晶型合金。如ZL101、ZL101A、ZL107、ZL111等。
(2)Al-Cu系列 这类合金中,铜的质量分数一般都大于4%。如ZL201、ZL201A、ZL205、ZL207等。
(3)Al-Mg系列 这类合金中,镁的质量分数一般都大于5%。如ZL301、ZL303、ZL305等。
(4)Al-Zn系列锌在铝中的溶解度非常大,当铝中加入的锌大于10%时,能显著提高合金的强度,这类合金不经热处理就可直接使用。如ZL401、ZL402等。
(5)AI-RE系列这类合金高温强度高,热稳定性好,可用于在350~400℃温度下工作的零件。只是其室温机械性能较差,目前应用不多,也未列入国标。
常用铸造铜合金分为两大类,即黄铜和青铜。
(1)黄铜
黄铜是以锌为主加合金元素的铜合金。在铸造黄铜中又因加入其他合金元素而形成锰黄铜、铝黄铜、硅黄铜、铅黄铜等。
(2)青铜
在铜合金中不以锌为主加元素的统称为青铜,如锡青铜、铝青铜、铅青铜、铍青铜等。
1、铸造镁合金
常用铸造镁合金按合金系列分为三类:Mg-Al系列、Mg-Zn-Zr系列、Mg-Re-Zr系列。
2、铸造锌合金
铸造锌合金分为压力铸造锌合金和重力铸造锌合金。
3、铸造轴承合金
1、铸造非铁合金对熔炼设备的要求
非铁合金熔炼的突出问题是合金元素易氧化和金属液易吸气。为了获得含气量低、夹杂物少、化学成分均匀,以及优质、高产、低消耗地生产非铁合金零件,对熔炼设备的要求如下:
1)有利于金属炉料的快速升温、熔化和过热,元素烧损和吸气少,合金纯净。
2)燃料、电能消耗低,热效率和生产率高,坩埚、炉衬使用寿命长。
3)操作简便,炉温便于调节和控制,环境污染少,便于组织生产管理。
2、铸造非铁合金常用的熔炼炉
铸造非铁合金常用的熔炼炉分为燃料炉和电炉两大类。燃料炉用煤、煤气、天然气、燃油作为燃料。电炉按照电能转化方式不同,分为电阻熔炼炉、感应熔炼炉等。铸造非铁合金常用熔炼炉的特性与应用如图1:铸造非铁合金常用熔炼炉的特性图所示。