鋁合金噴射成形工藝

噴射成形是用高壓惰性氣體將合金液流霧化成細小熔滴，在高速氣流下飛行并冷卻，在尚未完全凝固前沉積成坯件的一種工藝。它具有所獲材料晶粒細小、組織均勻、能夠抑制宏觀(guān)偏析等快速凝固技術(shù)的各種優(yōu)點(diǎn)，又具有從合金熔煉到近終成型一步完成的優(yōu)勢，因而引起人們高度重視。

　　鋁合金具有密度低、強度高、韌性好和耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天工業(yè)中被廣泛用作結構材料，同時(shí)，也正在積極開(kāi)發(fā)作為汽車(chē)先進(jìn)材料而應用于高檔轎車(chē)發(fā)動(dòng)機。

　　鑄造工藝是傳統鋁合金主要制備方法，但已難以滿(mǎn)足制備高性能鋁合金的需要�？壳�，傳統工藝已經(jīng)難以進(jìn)一步提高強度、塑性、剛度、耐熱性和耐腐蝕性;第二，在追求高性能的過(guò)程中，鑄造工藝成本由于增添設備和成品率下降而迅速上升;第三，由于合金含量上升，塑性往往降低，因而后續壓力加工成本上升、成品率降低。因此，生產(chǎn)的高成本大大提高了先進(jìn)鋁合金的使用門(mén)檻，嚴重影響整體市場(chǎng)規模的發(fā)展。在這些方面，噴射成形工藝正好具有性能和綜合成本的雙重優(yōu)勢，可使先進(jìn)鋁合金的使用門(mén)檻降低，還可以進(jìn)一步提高性能，在一定范圍內實(shí)現以鋁代鋼，從而迅速培育先進(jìn)鋁合金的市場(chǎng)，并反過(guò)來(lái)促進(jìn)噴射成形工藝獲得規模成本優(yōu)勢。因此，噴射成形工藝將成為先進(jìn)鋁合金的主要生產(chǎn)工藝。

　　目前已獲成功的噴射成形高性能鋁合金材料主要有以下幾種：

　　(1)高強鋁合金。如Al—Zn系超高強鋁合金。由于A(yíng)l—Zn系合金的凝固結晶范圍寬，比重差異大，采用傳統鑄造方法生產(chǎn)時(shí)，易產(chǎn)生宏觀(guān)偏析且熱裂傾向大。噴射成形技術(shù)的快速凝固特性可很好解決這一問(wèn)題。在發(fā)達國家已被應用于航空航天飛行器部件以及汽車(chē)發(fā)動(dòng)機的連桿、軸支撐座等關(guān)鍵部件。

　　(2)高比強、高比模量鋁合金。Al-Li合金具有密度小，彈性模量高等特點(diǎn)，是一種具有發(fā)展潛力的航空、航天用結構材料。鑄錠冶金法在一定程度上限制了Al-Li合金性能潛力的充分發(fā)揮。噴射成形快速凝固技術(shù)為Al-Li合金的發(fā)展開(kāi)辟了一條新的途徑。

　　(3)低膨脹、耐磨鋁合金。如過(guò)共晶Al—Si系高強耐磨鋁合金。該合金具有熱膨脹系數低、耐磨性好等優(yōu)點(diǎn)，但采用傳統鑄造工藝時(shí)，會(huì )形成粗大的初生Si相，導致材料性能惡化。噴射成形的快速凝固特點(diǎn)有效地克服了這個(gè)問(wèn)題。目前噴射成形Al—Si合金在發(fā)達國家已被制成轎車(chē)發(fā)動(dòng)機氣缸內襯套等部件。

　　(4)耐熱鋁合金。如Al—Fe—V—Si系耐熱鋁合金。該合金具有良好室溫和高溫強韌性、良好的抗蝕性，可以在150～300℃甚至更高的溫度范圍使用，部分替代在這一溫度范圍工作的鈦合金和耐熱鋼，以減輕重量、降低成本。噴射成形工藝可以通過(guò)較少的工序直接從液態(tài)金屬制取具有快速凝固組織特征、整體致密、尺寸較大的坯件，從而可以解決傳統工藝的問(wèn)題。

　　(5)鋁基復合材料。將噴射成形技術(shù)與鋁基復合材料制備技術(shù)結合在一起，開(kāi)發(fā)出一種“噴射共成形(Sprayco-deposiion)”技術(shù),很好地解決了增強粒子的偏析問(wèn)題。

　　江蘇豪然噴射成形合金有限公司是目前國內專(zhuān)業(yè)從事噴射成形高性能合金研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售的高科技企業(yè)。該公司成立于2008年6月，坐落于江南歷史文化名城--鎮江。其產(chǎn)品主要應用于航空航天、國防工業(yè)等高端領(lǐng)域亟需的關(guān)鍵合金材料，主要包括鋁合金、硅鋁電子封裝材料、合金鋼等，年生產(chǎn)能力分別達1500 、300 、2000 噸。

　　該公司現有兩條噴射成形鋁合金生產(chǎn)線(xiàn)，可生產(chǎn)具有國際領(lǐng)先水平的高強韌、耐高溫、高剛度、耐磨損鋁合金，能夠為客戶(hù)提供噴射成形錠坯、深加工——熱處理毛坯及構件產(chǎn)品。噴射成形合金錠坯達到Φ500×1600mm ，為客戶(hù)提供各種工業(yè)規格的產(chǎn)品，并可以開(kāi)發(fā)特種規格、特種性能的產(chǎn)品。

　　主要產(chǎn)品：

　　(1) 高強韌 7055 鋁合金型材， T6 態(tài)抗拉強度 720MPa ，伸長(cháng)率 10% ，已在航天、航空、重工領(lǐng)域得到應用，市場(chǎng)前景廣闊�？梢蚤_(kāi)發(fā) 800MPa 級鋁合金滿(mǎn)足更高需求;

　　(2)高剛度鋁合金， T6 態(tài)抗拉強度 560MPa ，彈性模量 95GPa ，熱膨脹系數低于 20ppm/K ;

　　(3)耐熱鋁合金，不進(jìn)行熱處理， 350 ℃ 抗拉強度 200MPa ，室溫彈性模量 85GPa ;

　　(4)輕質(zhì)高強鋁合金，比重 2.55g /cm 3 ，抗拉強度 550MPa ;

　　(5)低熱膨脹硅鋁合金，熱膨脹系數較低達到 7ppm/K ，導熱系數大于 100W/ ( mK )。