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鋁合金鑄造工藝性(xing)能，通常理解為在充(chong)滿鑄型(xing)、結晶和(he)冷卻過程中表現最為突出的(de)(de)那些(xie)性(xing)能的(de)(de)綜合(he)。流動性(xing)、收縮性(xing)、氣(qi)(qi)密性(xing)、鑄造(zao)應力(li)、吸氣(qi)(qi)性(xing)。鋁(lv)合(he)金這些(xie)特性(xing)取決于合(he)金的(de)(de)成分，但也與鑄造(zao)因素、合(he)金加熱溫度、鑄型(xing)的(de)(de)復雜程度、澆冒口(kou)系統、澆口(kou)形狀(zhuang)等(deng)有關(guan)。
1 流動性
流動性是指合金液體充填鑄型的能力。流動性的大小決定合金能否鑄造復雜(za)的(de)鑄件。在(zai)鋁合金(jin)中共(gong)晶合金(jin)的(de)流動性最好(hao)。
影響(xiang)流動性的因(yin)素很多，主要是成分、溫(wen)(wen)度以(yi)及合金液體中存在金屬(shu)氧化物(wu)、金屬(shu)化合物(wu)及其(qi)他污染物(wu)的固(gu)相(xiang)顆粒，但外在的根本因(yin)素為澆注溫(wen)(wen)度及澆注壓(ya)力(li)(俗稱澆注壓(ya)頭(tou))的高(gao)低。
實際生產中(zhong)，在(zai)合金(jin)已確定(ding)的(de)情況(kuang)下(xia)，除了強化(hua)熔(rong)煉工藝(精煉與(yu)除渣)外(wai)，還(huan)必須(xu)改(gai)善(shan)鑄型工藝性(xing)(砂模透氣(qi)性(xing)、金(jin)屬型模具排氣(qi)及溫度)，并在(zai)不影響鑄件質量(liang)的(de)前提下(xia)提高澆注溫度，保證合金(jin)的(de)流動性(xing)。
2 收(shou)縮性
收縮性是的主要特征之一(yi)。一(yi)般講(jiang)，合金從液體澆注到(dao)凝(ning)固，直至冷到(dao)室溫，共分為三(san)個階段，分別為液態(tai)(tai)收(shou)(shou)(shou)(shou)縮(suo)(suo)(suo)、凝(ning)固收(shou)(shou)(shou)(shou)縮(suo)(suo)(suo)和(he)固態(tai)(tai)收(shou)(shou)(shou)(shou)縮(suo)(suo)(suo)。合金的收(shou)(shou)(shou)(shou)縮(suo)(suo)(suo)性(xing)對鑄(zhu)件質(zhi)量(liang)有決(jue)定性(xing)的影(ying)響，它(ta)影(ying)響著鑄(zhu)件的縮(suo)(suo)(suo)孔大小、應(ying)(ying)力的產生、裂紋的形成及尺寸(cun)的變(bian)化。通(tong)常鑄(zhu)件收(shou)(shou)(shou)(shou)縮(suo)(suo)(suo)又(you)分為體收(shou)(shou)(shou)(shou)縮(suo)(suo)(suo)和(he)線收(shou)(shou)(shou)(shou)縮(suo)(suo)(suo)，在實際生產中一(yi)般應(ying)(ying)用線收(shou)(shou)(shou)(shou)縮(suo)(suo)(suo)來(lai)衡(heng)量(liang)合金的收(shou)(shou)(shou)(shou)縮(suo)(suo)(suo)性(xing)。
鋁合(he)金收縮大小(xiao)，通常以百分數來表示(shi)，稱為收縮率。
①體(ti)收縮
體(ti)收縮(suo)(suo)包括(kuo)液體(ti)收縮(suo)(suo)與凝固收縮(suo)(suo)。
鑄造合金液從澆注到凝固(gu)，在最后凝固(gu)的地方會出(chu)現宏觀或(huo)顯(xian)微(wei)收縮(suo)(suo)，這(zhe)種因收縮(suo)(suo)引起(qi)的宏觀縮(suo)(suo)孔肉眼可見，并分(fen)為集(ji)中(zhong)縮(suo)(suo)孔和(he)分(fen)散(san)性縮(suo)(suo)孔。集(ji)中(zhong)縮(suo)(suo)孔的孔徑大(da)(da)而集(ji)中(zhong)，并分(fen)布(bu)在鑄(zhu)件(jian)頂部或(huo)截(jie)面厚大(da)(da)的熱節(jie)處。分(fen)散(san)性縮(suo)(suo)孔形貌分(fen)散(san)而細(xi)小，大(da)(da)部分(fen)分(fen)布(bu)在鑄(zhu)件(jian)軸心和(he)熱節(jie)部位(wei)。顯(xian)微(wei)縮(suo)(suo)孔肉眼難(nan)以看(kan)到，顯(xian)微(wei)縮(suo)(suo)孔大(da)(da)部分(fen)分(fen)布(bu)在晶(jing)(jing)界下(xia)或(huo)樹枝(zhi)晶(jing)(jing)的枝(zhi)晶(jing)(jing)間。
縮孔和疏松是鑄件的主要缺陷之一，產生的原因是液態收縮大于固態收縮。生產中發現，鑄造鋁合金凝(ning)(ning)(ning)固范圍越(yue)小(xiao)，越(yue)易(yi)形成(cheng)集(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)縮孔(kong)，凝(ning)(ning)(ning)固范圍越(yue)寬，越(yue)易(yi)形成(cheng)分散性縮孔(kong)，因此，在(zai)設計中(zhong)(zhong)(zhong)必須使符合順(shun)序(xu)凝(ning)(ning)(ning)固原則，即鑄件(jian)在(zai)液態到凝(ning)(ning)(ning)固期間的體收(shou)縮應得到合金液的補充，是縮孔(kong)和疏松集(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)在(zai)鑄件(jian)外(wai)部(bu)冒口(kou)中(zhong)(zhong)(zhong)。對易(yi)產(chan)(chan)生分散疏松的鋁合金鑄件(jian)，冒口(kou)設置數量比集(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)縮孔(kong)要多，并在(zai)易(yi)產(chan)(chan)生疏松處設置冷鐵，加大局部(bu)冷卻速度，使其同時(shi)或快速凝(ning)(ning)(ning)固。
②線收(shou)縮
線收縮大小將直(zhi)接影(ying)響(xiang)鑄件(jian)的質(zhi)量。線收縮越(yue)大，鋁鑄件(jian)產生裂紋與應力的趨向也(ye)越(yue)大;冷(leng)卻(que)后鑄件(jian)尺(chi)寸(cun)及(ji)形狀變化也(ye)越(yue)大。
對于不同的鑄造鋁合金有不同的鑄(zhu)造收(shou)縮(suo)率，即使同一(yi)合金(jin)，鑄(zhu)件不同，收(shou)縮(suo)率也不同，在同一(yi)鑄(zhu)件上，其(qi)長、寬、高的收(shou)縮(suo)率也不同。應根據具體情況而定(ding)。
3 熱裂(lie)性(xing)
熱裂紋的(de)產生(sheng)，主要是由于鑄件收(shou)縮應力(li)超(chao)過了金屬晶(jing)粒間的(de)結合力(li)，大(da)多(duo)沿晶(jing)界產生(sheng)從裂紋斷口觀察可見(jian)裂紋處(chu)金屬往(wang)往(wang)被氧化，失去(qu)金屬光澤。裂紋沿晶(jing)界延伸，形(xing)狀呈鋸齒形(xing)，表(biao)面較寬(kuan)，內部(bu)較窄(zhai)，有(you)的(de)則穿(chuan)透(tou)整(zheng)個鑄件的(de)端(duan)面。
不同鋁合金鑄件產生裂紋的傾向也不同，這是因為鑄鋁合金凝固過程中開始形成完整的結晶框架的溫度與凝固溫度之差越大，合金收縮率就越大，產生熱裂紋傾向也越大，即使同一種合金也因鑄型的阻力、鑄件的結構、澆注工藝等因素產生熱裂紋傾向也不同。生產中常采用退讓性鑄型，或改進鑄鋁合金的澆注系統(tong)等措施(shi)，使(shi)鋁鑄件避免產生裂紋。通常采用熱裂環法檢測(ce)鋁鑄件熱裂紋。
4 氣密(mi)性
鑄鋁合金氣密性是指(zhi)腔體(ti)型鋁鑄(zhu)件(jian)在高壓氣體(ti)或液(ye)體(ti)的(de)作用下不滲漏程(cheng)度，氣密性實際(ji)上表征了鑄(zhu)件(jian)內部組織致密與純凈的(de)程(cheng)度。
鑄鋁合金的氣密性與合金的性質有關，合金凝固范圍越小，產生疏松傾向也越小，同時產生析出性氣孔越小，則合金的氣密性就越高。同一種鑄鋁合金的氣密性好壞，還與鑄造工藝有關，如降低鑄鋁合金澆注溫度、放置冷鐵以加快冷卻速度以及在壓力下凝固結晶等，均可使鋁鑄件的氣(qi)密性提(ti)高(gao)。也可用浸滲法堵塞泄露(lu)空(kong)隙(xi)來(lai)提(ti)高(gao)鑄件(jian)的氣(qi)密性。
5 鑄造(zao)應(ying)力(li)
鑄(zhu)造(zao)應(ying)力包括熱應(ying)力、相變(bian)應(ying)力及收縮應(ying)力三種(zhong)。各種(zhong)應(ying)力產生的原因不盡相同。
①熱應力(li)
熱應力(li)是(shi)由于鑄件不同(tong)的幾何形(xing)狀相交處斷面厚薄不均，冷卻不一致引起的。在薄壁處形(xing)成壓應力(li)，導(dao)致在鑄件中殘留應力(li)。
②相(xiang)變應(ying)力
相變應力是由于某些鑄鋁合金在凝(ning)固后冷卻過(guo)程中產生(sheng)相變(bian)(bian)，隨之帶來體(ti)積尺寸變(bian)(bian)化。主要是鋁(lv)鑄件壁厚不(bu)均(jun)，不(bu)同部位在不(bu)同時間內發生(sheng)相變(bian)(bian)所致。
③收縮(suo)應力
鋁鑄件收縮時受到鑄型、型芯的阻礙而產生拉應力(li)所致。這種應力(li)是暫時的，鋁鑄件開箱是會自動消失。但開箱時間(jian)不當，則常(chang)常(chang)會造成(cheng)熱裂紋，特(te)別(bie)是金(jin)(jin)屬(shu)型澆注的鋁合金(jin)(jin)往往在這種應力(li)作用下容易產生熱裂紋。
鑄(zhu)鋁(lv)合(he)金件中的(de)(de)殘(can)留(liu)應(ying)力(li)降低(di)了合(he)金的(de)(de)力(li)學性能(neng)，影響鑄(zhu)件的(de)(de)加工精度。鋁(lv)鑄(zhu)件中的(de)(de)殘(can)留(liu)應(ying)力(li)可通(tong)過退火處理消除。合(he)金因導熱(re)性好，冷卻過程中無(wu)相變，只要鑄(zhu)件結構設計合(he)理，鋁(lv)鑄(zhu)件的(de)(de)殘(can)留(liu)應(ying)力(li)一(yi)般較小。
6 吸氣性
鋁合金易吸收氣體，是鑄造鋁合金的主要特性。液(ye)態鋁及(ji)(ji)鋁合金的組(zu)分與(yu)爐料、有機(ji)物(wu)燃(ran)燒產物(wu)及(ji)(ji)鑄(zhu)型等所(suo)含水(shui)分發生(sheng)反應而產生(sheng)的氫氣被鋁液(ye)體吸收所(suo)致(zhi)。
鋁合金熔液溫度越高，吸收的氫也越多;在700℃時，每100g鋁中氫的溶解度為0.5～0.9，溫度升高到850℃時，氫的溶解度增加2～3倍。當含堿金屬雜質時，氫在鋁液中的溶解度顯著增加。 鑄鋁合金除熔煉時吸氣外，在澆入鑄型時也會產生吸氣，進入鑄型內的液態金屬隨溫度下降，氣體的溶解度下降，析出多余的氣體，有一部分逸不出的氣體留在鑄件內形成氣孔，這就是通常稱的“針孔”。氣體有時會與縮孔結合在一起，鋁液中析出的氣體留在縮孔內。若氣泡受熱產生的壓力很大，則氣孔表面光滑，孔的周圍有一圈光亮層;若氣泡產生的壓力小，則孔內表面多皺紋，看上去如“蒼蠅腳”，仔細觀察又具有縮孔的特征。液(ye)(ye)中含(han)氫量越(yue)高，鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)中產生的(de)(de)針孔(kong)也(ye)越(yue)多。鋁(lv)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)中針孔(kong)不(bu)僅降(jiang)低(di)了(le)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)氣(qi)密性、耐蝕性，還降(jiang)低(di)了(le)合金(jin)的(de)(de)力學性能。要(yao)獲得無氣(qi)孔(kong)或(huo)少氣(qi)孔(kong)的(de)(de)鋁(lv)鑄(zhu)(zhu)件(jian)(jian)(jian)，關鍵(jian)在(zai)于(yu)熔煉條件(jian)(jian)(jian)。若熔煉時添加覆(fu)蓋(gai)劑保護(hu)，合金(jin)的(de)(de)吸氣(qi)量大為(wei)減少。對鋁(lv)熔液(ye)(ye)作(zuo)精(jing)煉處理，可有效控制鋁(lv)液(ye)(ye)中的(de)(de)含(han)氫量。