Ⅰ 请问铸造铝合金各种元素的作用及特点
这个只能简单说一下了,si主要是增加铝液流动性的;镁和铜是强化元素,用来增加产品的强度;铁、锌是杂质元素,尽量要少些,但是有些合金可以增加这两种元素含量用来优化产品的加工性能,因为他们会让合金变脆;钛有细化晶粒的作用,但一般是后加的,其他的就很少了,一般不做太多要求
Ⅱ 铝青铜铸造
铝青铜:嘉善荣昌滑动轴承一般做的比较多就是铝青铜9-4,或者铝青铜10-3,所以铝青铜的含铝量一般不超过11.5%。荣昌铝青铜较高的强度,良好的耐磨性, 常用做铜套,铜板,涡轮,螺母等配件,请参见铝青铜10-3(CuAl10Fe3)的材料成分和机械性能:
●化学成份:
铜 Cu :其余
锌 Zn:≤0.4(杂质)
铅 Pb:≤0.2(杂质)
镍 Ni:≤3.0(不计入杂质总和)
铝 Al:8.5~11.0
铁 Fe:2.0~4.0
锰 Mn:≤1.0(不计入杂质总和)
硅 Si :≤0.20(杂质)
注:杂质总和≤1.0
●力学性能:
抗拉强度 σb (MPa):≥490
屈服强度 σ (MPa):≥180
伸长率 δ5 (%):≥13
硬度 :160HB
Ⅲ 铜铝结合技术是什么
散热原理——铜铝结合技术]
目前最常用的散热片材料是铜和铝合金。而铝合金容易加工,成本低,所以也是应用最多的材料。相比之下,铜的瞬间吸热能力比铝合金好,但散热的速度就较铝合金要慢。考虑了铜和铝这两种材质各自的缺点,目前市场部分高端散热器采用了铜铝结合制造,这些散热片通常都采用铜金属底座,而散热鳍片则还是采用铝合金,除了铜底,也有散热片使用铜柱等方法,也是相同的原理。凭借较高的导热系数,铜制底面可以快速吸收CPU释放的热量;铝制鳍片可以借助复杂的工艺手段制成最有利于散热的形状,并提供较大的储热空间并快速释放,这在各方面找到了的一个均衡点。
热量从CPU核心散发到散热片表面,是一个热传导过程。对于散热片的底座而言,由于直接与高热量的小面积热源接触,这就要求底座能够迅速将热量传导开来。散热片选用较高导热系数的材料对提高热传导效率很有帮助。如铝的导热系为735KJ/(M.H.K),铜的导热系数为1386KJ/(M.H.K),相比较起来同样体积的散热片,铜的重量是铝的3倍;而铝的比热仅为铜的2.3倍。所以相同体积下,铜散热片可以比铝散热片容纳更多的热量,升温更慢。同样一块厚度的底部,铜不但可以快速引走CPU Die的温度,自己的温度上升也比铝的散热片缓慢。因此铜更适合做成散热器的底面。
当然,两种金属的结合比较困难,铜和铝之间的亲和力较差,如果接合处理不好,便会产生较大的介面热阻(即两种金属之间由于不充分接触而产生的热阻)。在实际设计和制造中,厂商总是尽可能降低介面热阻,扬长避短。常见的铜铝结合工艺有:
1. 扦焊
扦焊是采用熔点比母材熔点低的金属材料作为焊料,在低于母材熔点而高于焊料熔点的温度下,利用液态焊料润湿母材,填充接头间隙,然后冷凝形成牢固接合界面的焊接方法。主要工序有:材料前处理、组装、加热焊接、冷却、后处理等工序。常用的扦焊方式是锡扦焊,铝表面在空气中会形成一层非常稳定的氧化层(AL2O3),使铜铝焊接难度较高,这是阻碍焊接的最大因素。必须要将其去除或采用化学方法将其去除后并电镀一层镍或其它容易焊接的金属,这样铜铝才能顺利焊接在一起。
散热片上的铜底是进行热的传导,要求的不仅是机械强度,更重要的是焊接的面积要大(焊着率要高),才能有效地提升散热效能,否则不断不会提升散热效能,反而会使其比全铝合金的散热片更加糟糕。
2. 贴片、螺丝锁合:
贴片工艺是将薄铜片通过螺丝与铝制底面结合。这样做的主要目的是增加散热器的瞬间吸热能力,延长一部分本身设计成熟的纯铝散热器的生命周期。经过测试发现:在铝散热片底部与铜块之间使用高性能导热介质,施加80Kgf的力压紧后用螺丝将其锁紧,其散热效果与铜铝焊接的效果相当,同样达到了预计的散热效能提升幅度。
这种方法较焊接简单, 而且品质稳定,制程简单,投入设备成本较焊接低,不过只是作为改进,所以性能提升不明显。虽然有散热膏填充,铜片与铝底之间的不完全接触仍然是热量传递的最大障碍。
主要工序有:铜片裁切、校平(平面度小于0.1mm、钻孔、涂抹导热介质钻孔、攻牙、清洗、强力预压程序、两段式锁合作业、定扭力锁螺丝。
其制程中主要控制好铜、铝平面度和粗糙度,以及锁螺丝的扭力等因素,即可得到一定的效能提升,是一种不错的铜铝结合方式。如果使用的导热介质性能低劣,或是铜块平整度不良,热量就不能顺利地传导至铝的散热片表面,使散热效果大打折扣。另外,螺丝的锁合力和铜材的纯度不够,都是不良的影响因素。
3.塞铜 嵌铜
塞铜方式主要有两种,一种是将铜片嵌入铝制底板中,常见于用铝挤压工艺制造的散热器中。由于铝制散热器底部的厚度有限,嵌入铜片的体积也受到限制。增加铜片的主要目的是加强散热器的瞬间吸热能力,而且与铝制散热器的接触也很有限,所以大多数情况下,这种铜铝散热器比铝制散热器的效果好不了多少,在接触不良的情况下,甚至为妨碍散热。还有一种是将铜柱嵌入鳍片呈放射状的铝制散热器中。Intel原装散热器就是采用了这样的设计。铜柱的体积较大,与散热器的接触较为充分。采用铜柱后,散热器的热容量和瞬间吸热能力都能增长。这种设计也是目前OEM采用较多的。
比较少见的三角底座
工艺一般有两种:
1机械式压合:
机械式压合方式是将一块直径尺寸大于铝孔径的铜块,通过机械的方式,将其压合在一起,因为铝有延展性,所以铜可以在常温下与铝质散热片结合,这种方式的结合的效果也是比较可观,但有一个致命的缺点就是铜在被挤压进入铝孔的过程中,铝孔内表面容易被铜刮伤,严重影响热的传导。这要通过合理搭配过盈量以及优化设计铜块的形状来避免此类问题的产生。
2热胀冷缩结合:
在铝的散热片底部加工一个直径ψ=D1的圆孔,另外做一个直径ψ=D1+0.1MM的铜柱,利用金属材料的热胀冷缩特点,将铝质散热片加热至400℃,其受热膨胀圆孔直径扩张至D1+0.2MM以上。利用专门机器在高温下将常温(或冷却后的)铜柱快速塞入铝质散热片之圆孔内,待其冷却收缩后,铜柱与铝质散热片就能紧密结合一体。这也是一种可靠的方法,其铜铝稳定性很高,由于没有使用第三方介质,结合紧密度最佳。塞铜工艺可以大幅度降低接触面间的热阻,不但保证了铜铝结合的紧密程度,更充分利用了两种金属材料的散热特性。
但要注意铜柱和圆孔的直径尺寸及表面粗糙度的品质控制,这些会对其散热效果有一定的影响。
在经过塞铜工艺处理后,散热器底面往往还要经过“铣”和“磨”处理。铣工艺针对塞铜处理中的铜芯。磨工艺则针对整个散热片底部进行磨平处理。
4.锻造工艺(冷锻)
锻造工艺主要由ALPHA公司掌握,其是在金属的特殊物理状态(降伏状态)下用高压将其压入锻造模具,并在模具上预置铜块,塞入降伏态的铝中。由于降伏态时铝的特殊性质(非液态,柔软,易于加工),铜和铝可以完美的结合,达到中间无空隙,介面热阻很小。锻造工艺难度大,成本高,所以成品价格高昂,属于非主流产品。采用这种工艺的散热片一般都带有许多密密麻麻的针状鳍片。这种工艺制造的散热片样式丰富,设计的想象空间较大,但成本也相对较高。
5.插齿(Crimped Fin)技术大胆改进传统的铜铝结合技术。先将铜板刨出细槽,然后插入铝片,其利用60吨以上的压力,把铝片结合在铜片的基座中,并且铝和铜之间没有使用任何介质,从微观上看铝和铜的原子在某种程度上相互连接,从而彻底避免了传统的铜铝结合产生介面热阻的弊端,大大提高了产品的热传到能力,并且可以生产铜片插铝座,铜片插铜座等各种工艺产品,来满足不同的散热热需求。这种技术充分的延长了一部分铜铝结合技术的寿命。
除了上面介绍的外,还有一些铜铝结合的方法,但工艺主要都是得保证铜与铝的热接触面的结合品质。否则其散热效果还不如全铝合金散热片。新的制程是需要不断验证,不断改进,最终才会达成预期的效果,在选用铜铝结合的散热器时切不可只看外观,只有实际对比才能买到一个品质优良的铜铝结合散热器
Ⅳ 铝黄铜中铜铝比例是多少,黄铜性能最佳
铝黄铜可分为两类。一类是铸造黄铜中加入少量铝以清除杂质增加流动性,浇铸复杂铸件,合金中多余铝量不超过0.5%;一类是锻造黄铜中加 铝以增加抗蚀能力,常用作冷凝管,一般成分范围为Al1~6%,Zn24~42%,Cu55~71%。
铝黄铜的牌号和种类不多,国标中铝黄铜有6个牌号,主要是在铝黄铜中加入锰、铁等元素,以提升合金的强度、耐磨性能等综合性能。
具体铝黄铜牌号化学成分在GB/T 5231-2014标准里有体现,如下图:
Ⅳ 黄铜里添加铝锑中间合金起什么作用
铝的性能是增强黄铜的强度跟硬度,黄铜中多多少少都含有一定的铝,比如像普通的A棒,一般含铝为0.1-1%,但是没有明确的规定,所以A棒即使含铝>1%也不算超标,但是铜棒会很硬,可能切割机都切不断,像我们的国标59(HPb59-1)的规定是Cu:57-59,Pb<1.9,Fe<0.5,Al<0.2,杂质<1(除去铜铅锌镍都是杂质),这里对铝就有明确的规定,还规定了杂质<1(铝是杂质之一),铝能提高黄铜的强度跟硬度,但是铝太高也会导致铜棒出现脆性,容易断。所以每个公司根据自己产品的要求,会有不同要求的铝含量。
Ⅵ 熔融粗铝时加入铜的作用
增大阳极熔融物的密度。
利用熔融状态下物质密度不同,通过三层液电解精炼法可由粗铝获得高纯铝,故熔融粗铝时加入铜是为了增大阳极熔融物的密度,使之在最下层。
Ⅶ 材质里有铜和铝起什么作用
铜和铝及其合金是优秀的工程材料。作为合金元素加入钢中则起着不同的作用。加入铝主要是为了脱氧并细化晶粒,加入铜可以增强钢材的耐蚀性能。
Ⅷ 铝合金中铜元素的作用
硅(Si)是改善流动性能的主要成份。从共晶到过共晶都能得到最好的流动性。但结晶析出的硅(Si)易形成硬点,使切削性变差,所以一般都不让它超过共晶点。另外,硅(Si)可改善抗拉强度、硬度、切削性以及高温时强度,而使延伸率降低。 在铝合金中固溶进铜(Cu),机械性能可以提高,切削性变好。不过,耐蚀性降低,容易发生热间裂痕。作为杂质的铜(Cu)也是这样。 镁(Mg) 铝镁合金的耐蚀性最好,因此ADC5、ADC6是耐蚀性合金,它的凝固范围很大,所以有热脆性,铸件易产生裂纹,难以铸造。作为杂质的镁(Mg),在AL-Cu-Si这种材料中,Mg2Si会使铸件变脆,所以一般标准在0.3%以内。 铁(Fe) 杂质的铁(Fe)会生成FeAl3的针状结晶,由于压铸是急冷,所以析出的晶体很细,不能说是有害成份。含量低于0.7 %则有不易脱模的现象,所以含铁(Fe)0.8 ~ 1.0 %反而好压铸。含有大量的铁(Fe),会生成金属化合物,形成硬点。并且含铁(Fe)量过1.2 %时,降低合金流动性,损害铸件的品质,缩短压铸设备中金属组件的寿命。 镍(Ni) 和铜(Cu)一样,有增加抗拉强度和硬度的倾向,对耐蚀性影响很大。想要改善高温强度耐热性,有时就加入镍(Ni),但在耐蚀性及热导性方面有降低的影响 锰(Mn) 能改善含铜(Cu),含硅(Si)合金的高温强度。若超过一定限度,易生成Al-Si-Fe- P+o { T*T f;X Mn四元化合物,容易形成硬点以及降低导热性。锰(Mn)能阻止铝合金的再结晶过程,提高再结晶温度,并能显着细化再结晶晶粒。再结晶晶粒的细化主要是通过MnAl6化合物弥散质点对再结晶晶粒长大起阻碍作用。MnAl6的另一作用是能溶解杂质铁(Fe),形成(Fe,Mn)Al6减小铁的有害影响。锰(Mn)是铝合金的重要元素,可以单独加入Al-Mn二元合金,更多的是和其他合金元素一同加入,因此大多铝合金中均含有锰(Mn)。 锌(Zn) 若含有杂质锌(Zn),高温脆性大,但与汞(Hg)形成强化HgZn2对合金产生明显强度作用。JIS中规定在1.0%以内,但外国标准有到3%的,这里所讲的当然不是合金成份的锌(Zn),而是以杂质锌(Zn)的角色来说,它有使铸件产生裂纹的倾向。 铬(Cr) 铬(Cr)在铝中形成(CrFe)Al7和(CrMn)Al12等金属间化合物,阻碍再结晶的形核和长大过程,对合金有一定的强化作用,还能改善合金韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性。但会增加淬火敏感性。 钛(Ti) 在合金中只需微量可使机械性能提高,但导电率却下降。Al-Ti系合金产生包晶反应时,钛(Ti)的临界含量约为0.15%,如有硼存在可以减少。 在铝合金中有时还存在钙(Ca),铅(Pb),锡(Sn)等杂质元素。这些元素由于熔点高低不一,结构不同,与铝(Al)形成的化合物亦不相同,因而对铝合金性能的影响各不一样。钙(Ca)在铝中固溶度极低,与铝(Al)形成CaAl4化合物, 钙(Ca)能改善铝合金切削性能。铅(Pb),锡(Sn)是低熔点金属,它们在铝(Al)中固溶度不大,降低合金强度,但能改善切削性能。 锌合金当中各项主要元素及微量元素对铸造性能和铸件性能的影响 铝(Al) 它是主要成份,有改善机械性能,提高流动性的作用,能防止铁(Fe)的侵蚀和腐蚀。超过4.5%会变脆,低于3.5%强度,硬度会降低,流动性变差。 铜(Cu) 铜(Cu)含量超过1.25%可以明显增加合金的强度与硬度。但Al-Cu的析出,压铸铸后会收缩,继而转为膨胀,使铸件尺寸不稳定。 镁(Mg) 为抑制晶粒间的腐蚀而加入少量的镁(Mg),镁(Mg)的含量超过了规定值,就会使流动性变差,并且也容易产生热脆性,冲击值也降低。 铅(Pb) 锡(Sn) 镉(Cd) 铅(Pb)含量的增加可以降低锌(Zn)的硬度,增加锌(Zn)的溶解度,但是在含铝(Al):o _;l S%E 的锌合金中,铅(Pb),锡(Sn),镉(Cd)任意一种超过规定量,都会产生腐蚀。这种腐蚀是不规则的,经过某段时间以后才产生,而且在高温,高湿气氛下,腐蚀得特 铁(Fe) 铁(Fe)虽然能明显提高锌(Zn)的再结晶温度,减缓再结晶的过程,但是在压铸熔炼当中,铁(Fe)来自铁坩埚,鹅颈管和熔化用具,固溶于锌(Zn),铝(Al)所带的铁(Fe)是极微量的,超过了固溶限的铁(Fe) 会以FeAl3 结晶出来。(Fe)所造成的缺陷多生成渣滓以FeAl3的化合物浮起。铸件变脆,机加工性能变差。铁的流动性会影响铸件表面的光滑度。
Ⅸ 铸造黄铜为什么加铝
防止黄铜被氧化 把氧化的黄铜还原过来
Ⅹ 铜合金中各元素有什么作用
常用的铜合金分为黄铜、青铜、白铜3大类。以黄铜为例:
黄铜以锌作主要添加元素的铜合金,具有美观的黄色,统称黄铜。铜锌二元合金称普通黄铜或称简单黄铜。三元以上的黄铜称特殊黄铜或称复杂黄铜。含锌低於36%的黄铜合金由固溶体组成,具有良好的冷加工性能,如含锌30%的黄铜常用来制作弹壳,俗称弹壳黄铜或七三黄铜。含锌在36~42%之间的黄铜合金由和固溶体组成,其中最常用的是含锌40%的六四黄铜。为了改善普通黄铜的性能,常添加其他元素,如铝、镍、锰、锡、硅、铅等。铝能提高黄铜的强度,硬度和耐蚀性,但使塑性降低,适合作海轮冷凝管及其他耐蚀零件。锡能提高黄铜的强度和对海水的耐腐性,故称海军黄铜,用作船舶热工设备和螺旋桨等。铅能改善黄铜的切削性能;这种易切削黄铜常用作钟表零件。黄铜铸件常用来制作阀门和管道配件等。船舶常用的消防栓防爆月牙扳手,就是黄铜加铝铸造而成。