Експлоатационните характеристики на алуминиевите отливки обикновено се разбират като комбинация от характеристики, изявени по време на етапите на-пълнене на формата, кристализация и охлаждане. Те включват течливост, свиване, уплътняване, напрежение при леене и дишане. Тези характеристики на алуминиевите сплави зависят от състава на сплавта, но също така са свързани с коефициентите на коване, температурата на нагряване на сплавта, сложността на матрицата, литниковата и щранговата система и формата на вратата.
1. Течливост: Течливостта се отнася до способността на разтопената сплав да запълни формата. Спецификациите за течливост определят дали сплавта може да се използва за коване на сложни отливки. Евтектичните алуминиеви сплави обикновено имат по-добра течливост.
Много фактори влияят върху течливостта, като обикновено включват състав, температура и наличие на никелов хидроксид, метални съединения и други замърсяващи твърди частици върху стопената сплав. Основните външни фактори обаче са температурата на изливане и налягането на изливане (известно като напрежение на изливане).
При реално производство, като се има предвид фиксиран състав на сплавта, в допълнение към укрепването на процеса на топене (рафиниране и отстраняване на шлаката), също е необходимо да се подобри процесът на леене (пропускливост на пясъчна форма, вентилация на металната форма и температура) и да се повиши температурата на изливане, без да се променя качеството на леене, за да се гарантира течливостта на сплавта.
2. Свиване
Свиването е една от основните характеристики на лятите алуминиеви сплави. Най-общо казано, процесът на сплав от изливане на течност до втвърдяване и охлаждане до стайна температура може да бъде разделен на три етапа: свиване в течност, свиване при втвърдяване и свиване в твърдо състояние. Свиването на сплавта има решаващо влияние върху качеството на отливките, засягайки порьозността на свиване, генерирането на напрежение, образуването на пукнатини и промените в размерите. Свиването при леене обикновено се разделя на обемно свиване и линейно свиване. В действителното производство линейното свиване обикновено се използва за измерване на свиването на сплавта.
Спецификацията на свиване на алуминиевите сплави обикновено се описва като процент, наречен степен на свиване.
(1) Обемно свиване
Обемното свиване включва свиване в течност и свиване при втвърдяване. От отливането до втвърдяването, разтопената сплав претърпява макроскопично или микроскопично свиване в по-късните области на втвърдяване. Тази макроскопична порьозност на свиване, причинена от свиване, се вижда с невъоръжено око и се категоризира на порьозност на концентрирано свиване и пропусклива порьозност на свиване. Концентрираната порьозност на свиване е голяма и концентрирана, разпределена в горната част на отливката или в дебели, горещи точки. Пропускливата свиваща се порьозност е разпръсната и малка, най-вече разпределена в центровете на леене и горещите точки. Микроскопичната свиваща се порьозност е невидима с невъоръжено око и е предимно разпределена под границите на зърната или между дендритите.
Порьозността и разхлабеността при свиване са значителни дефекти в отливките, причинени от свиването на течността, превишаващо свиването в твърдо състояние. Производството показва, че колкото по-нисък е диапазонът на втвърдяване на лятата алуминиева сплав, толкова по-склонна е тя към концентрирана порьозност на свиване; колкото по-широк е диапазонът на втвърдяване, толкова по-склонен е към пропусклива порьозност на свиване. Следователно дизайнът трябва да гарантира, че отлятата алуминиева сплав отговаря на принципа на последователно втвърдяване, което означава, че обемното свиване на отливката от течността до етапа на втвърдяване трябва да бъде компенсирано от разтопената сплав, така че порьозността на свиване и разхлабеността да са концентрирани във външните щрангове на отливката. За отливки от алуминиеви сплави, склонни към порьозност, са необходими повече щрангове, отколкото за концентрирана свиваща се порьозност, и охладителите трябва да се поставят в области, склонни към порьозност, за да се увеличи скоростта на охлаждане и да се даде възможност за едновременно или бързо втвърдяване.
(2) Линейно свиване: Линейното свиване пряко влияе върху качеството на отливката. Колкото по-голямо е линейното свиване, толкова по-голяма е тенденцията за пукнатини и напрежение в алуминиевата отливка; толкова по-голяма е промяната в размерите и формата на отливката след охлаждане.
Различните алуминиеви сплави имат различна степен на свиване при коване. Дори за една и съща сплав различните отливки ще имат различна степен на свиване. При една и съща отливка степента на свиване за дължина, ширина и височина също ще се различава. Подходящата ставка трябва да се определи въз основа на действителната ситуация.
3. Горещи пукнатини: Горещи пукнатини в алуминиевите отливки се появяват главно, защото напрежението на свиване надвишава силата на свързване между металните зърна. Повечето пукнатини се образуват по границите на зърната. Наблюдението на повърхността на счупване на пукнатината разкрива, че металът в пукнатината обикновено е окислен и губи своя метален блясък. Пукнатините се простират по границите на зърната, имат назъбена форма, по-широки са на повърхността и по-тесни отвътре, а някои дори преминават през цялата челна повърхност на отливката. Различните отливки от алуминиеви сплави показват различна склонност към напукване. Това е така, защото колкото по-голяма е разликата между температурата, при която започва да се образува пълна кристална рамка по време на процеса на втвърдяване и температурата на втвърдяване, толкова по-голямо е свиването на сплавта и толкова по-силна е тенденцията за развитие на горещи пукнатини. Дори за една и съща сплав, тенденцията за развитие на горещи пукнатини може да се различава поради фактори като устойчивост на матрицата, структура на отливка и процес на отливане. В производството често се прилагат мерки като използване на форми от -тип откат или подобряване на литниковата система на алуминиеви отливки, за да се предотврати напукване. Методът на пръстена с горещи пукнатини обикновено се използва за откриване на горещи пукнатини в алуминиеви отливки.
4. Ефективност на уплътняване Ефективността на уплътняване на алуминиевите отливки се отнася до нивото на водонепроницаемост в алуминиевите отливки от-тип кухина под въздействието на газ или течност под високо-налягане. Ефективността на уплътняване по същество отразява плътността и яснотата на вътрешната структура на отливката.
Уплътнителните характеристики на алуминиевите отливки са свързани със свойствата на сплавта. Колкото по-нисък е диапазонът на втвърдяване на сплавта, толкова по-ниска е тенденцията за развитие на порьозност и толкова по-ниско е образуването на утаена порьозност, което води до по-добро уплътняване. Херметичността на същата алуминиева леярска сплав също е свързана с процеса на леене. Например, понижаването на температурата на леене, използването на охлаждане за ускоряване на охлаждането и позволяването на втвърдяване под налягане могат да подобрят херметичността на алуминиевите отливки. Херметичността на отливките може също да се подобри чрез използване на импрегниране за уплътняване на течове.
