Aliuminio liejinių eksploatacinės charakteristikos paprastai suprantamos kaip ypatybių, išryškėjusių formų -pildymo, kristalizacijos ir aušinimo etapais, derinys. Tai apima sklandumą, susitraukimą, sandarinimą, liejimo įtempį ir kvėpavimą. Šios aliuminio lydinių charakteristikos priklauso nuo lydinio sudėties, bet taip pat yra susijusios su kalimo veiksniais, lydinio kaitinimo temperatūra, formos sudėtingumu, užtvarų ir stovų sistema bei vartų forma.
1. Skystumas: Skystumas reiškia išlydyto lydinio gebėjimą užpildyti formą. Skystumo specifikacijos nustato, ar lydinys gali būti naudojamas sudėtingiems liejiniams kalti. Eutektiniai aliuminio lydiniai paprastai turi geresnį sklandumą.
Skystumui įtakos turi daugelis veiksnių, paprastai įskaitant sudėtį, temperatūrą ir nikelio hidroksido, metalų junginių ir kitų teršalų kietųjų dalelių buvimą ant išlydyto lydinio. Tačiau pagrindiniai išoriniai veiksniai yra liejimo temperatūra ir pylimo slėgis (paprastai žinomas kaip liejimo įtempimas).
Faktinėje gamyboje, atsižvelgiant į fiksuotą lydinio sudėtį, be lydymo proceso sustiprinimo (rafinavimo ir šlako pašalinimo), taip pat būtina pagerinti liejimo procesą (smėlio formos pralaidumą, metalo liejimo formą ir temperatūrą) ir padidinti liejimo temperatūrą nekeičiant liejimo kokybės, kad būtų užtikrintas lydinio sklandumas.
2. Susitraukimas
Susitraukimas yra viena iš pagrindinių aliuminio lydinių savybių. Paprastai kalbant, lydinio procesą nuo skysčio išpylimo iki kietėjimo ir aušinimo iki kambario temperatūros galima suskirstyti į tris etapus: susitraukimą skystu, kietėjimo susitraukimą ir kietąjį susitraukimą. Lydinio susitraukimas turi lemiamos įtakos liejinių kokybei, turintis įtakos susitraukimo poringumui, įtempių susidarymui, įtrūkimų susidarymui ir matmenų pokyčiams. Liejimo susitraukimas paprastai skirstomas į tūrinį susitraukimą ir linijinį susitraukimą. Faktinėje gamyboje lydinio susitraukimui matuoti paprastai naudojamas linijinis susitraukimas.
Aliuminio lydinių susitraukimo specifikacija paprastai apibūdinama procentais, vadinama susitraukimo greičiu.
(1) Tūrinis susitraukimas
Tūrio susitraukimas apima skysčio susitraukimą ir kietėjimo susitraukimą. Nuo liejimo iki kietėjimo išlydytas lydinys makroskopiškai arba mikroskopiškai susitraukia vėlesniuose kietėjimo regionuose. Šis makroskopinis susitraukimo poringumas, kurį sukelia susitraukimas, matomas plika akimi ir skirstomas į koncentruotą susitraukimo poringumą ir pralaidų susitraukimo poringumą. Koncentruotas susitraukimo poringumas yra didelis ir koncentruotas, pasiskirstęs liejinio viršuje arba storose, karštose vietose. Pralaidus susitraukimo poringumas yra išsklaidytas ir smulkus, daugiausia pasiskirstęs liejimo ašyse ir karštosiose vietose. Mikroskopinis susitraukimo poringumas yra nematomas plika akimi ir dažniausiai pasiskirsto žemiau grūdelių ribų arba tarp dendritų.
Susitraukimo poringumas ir purumas yra reikšmingi liejinių defektai, atsirandantys dėl skysčio susitraukimo, viršijančio kietojo susitraukimo. Gamyba parodė, kad kuo mažesnis aliuminio lydinio kietėjimo diapazonas, tuo labiau jis linkęs į koncentruotą susitraukimo poringumą; kuo platesnis kietėjimo diapazonas, tuo jis labiau linkęs į pralaidų susitraukimo poringumą. Todėl konstrukcija turi užtikrinti, kad aliuminio lydinys atitiktų nuoseklaus kietėjimo principą, o tai reiškia, kad liejinio tūrio susitraukimas nuo skysčio iki kietėjimo stadijos turėtų būti kompensuojamas išlydytu lydiniu, kad susitraukimo poringumas ir purumas būtų sutelkti išoriniuose liejinio stovuose. Aliuminio lydinio liejiniams, linkusiems į poringumą, reikia daugiau stovų nei esant koncentruotam susitraukimo poringumui, o poringose vietose turėtų būti šaldomos, kad padidėtų aušinimo greitis ir tuo pačiu metu arba greitai kietėtų.
(2) Linijinis susitraukimas: linijinis susitraukimas tiesiogiai veikia liejimo kokybę. Kuo didesnis linijinis susitraukimas, tuo didesnis aliuminio liejinio įtrūkimų ir įtempių polinkis; tuo didesnis liejinio matmenų ir formos pokytis po aušinimo.
Skirtingi aliuminio lydiniai turi skirtingą kalimo susitraukimo laipsnį. Netgi tam pačiam lydiniui skirtingi liejiniai turės skirtingą susitraukimo greitį. Tame pačiame liejinyje ilgio, pločio ir aukščio susitraukimo laipsniai taip pat skirsis. Tinkama norma turėtų būti nustatyta atsižvelgiant į faktinę situaciją.
3. Karštas įtrūkimas. Karšti įtrūkimai aliuminio liejiniuose dažniausiai atsiranda dėl to, kad susitraukimo įtempis viršija metalo grūdelių sukibimo stiprumą. Dauguma įtrūkimų susidaro palei grūdų ribas. Stebint plyšio lūžio paviršių matyti, kad metalas ties plyšiu dažniausiai oksiduojasi ir praranda metalinį blizgesį. Įtrūkimai tęsiasi išilgai grūdelių ribų, yra dantytos formos, yra platesni paviršiuje ir siauresni viduje, o kai kurie netgi praeina per visą galinį liejinio paviršių. Skirtingi aliuminio lydinio liejiniai turi skirtingą įtrūkimo tendenciją. Taip yra todėl, kad kuo didesnis skirtumas tarp temperatūros, kurioje stingimo proceso metu pradeda formuotis visas kristalinis karkasas, ir kietėjimo temperatūros, tuo didesnis lydinio susitraukimas ir stipresnė polinkis į karštų įtrūkimų susidarymą. Net ir to paties lydinio karštųjų įtrūkimų atsiradimo tendencija gali skirtis dėl tokių veiksnių kaip atsparumas pelėsiams, liejimo struktūra ir liejimo procesas. Siekiant išvengti įtrūkimų, gamyboje dažnai naudojamos tokios priemonės kaip atatrankos{8}}formos arba aliuminio liejinių užtvarų sistemos tobulinimas. Karšto įtrūkimo žiedo metodas paprastai naudojamas karštiems aliuminio liejinių įtrūkimams aptikti.
4. Sandarinimo efektyvumas Aliuminio liejinių sandarumo charakteristikos reiškia vandens nepralaidumo lygį tuščiavidurio tipo aliuminio liejiniuose, veikiant aukšto slėgio dujoms ar skysčiams. Sandarinimo efektyvumas iš esmės atspindi liejinio vidinės struktūros tankį ir aiškumą.
Aliuminio liejinių sandarinimo savybės yra susijusios su lydinio savybėmis. Kuo mažesnis lydinio kietėjimo diapazonas, tuo mažesnė polinkis susidaryti poringumui ir mažesnis nusodinto poringumo susidarymas, todėl sandarinimo efektyvumas yra geresnis. To paties aliuminio liejimo lydinio sandarumas taip pat susijęs su liejimo procesu. Pavyzdžiui, sumažinus liejimo temperatūrą, naudojant šaltį, kad paspartintų aušinimą, ir leidus sukietėti esant slėgiui, galima pagerinti aliuminio liejinių sandarumą. Liejinių sandarumą taip pat galima pagerinti naudojant impregnavimą sandarinimui.
