张奥健 徐 春,2 陈惠芬,2 叶 兵

(1. 上海应用技术大学机械工程学院，上海 201418；2.上海应用技术大学材料科学与工程学院，上海 201418；3. 上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心，上海 200240)

过共晶铝硅合金与共晶和亚共晶铝硅合金相比，具有密度更低，热膨胀系数更小，且耐磨性能和耐高温性能好的优点，因此是制造发动机及压缩机活塞、汽缸体、刹车盘等零件的理想材料，在航空航天、汽车、机械等行业具有巨大的应用市场[1-4]。工业上常使用的过共晶铝硅合金中硅的质量分数为14%～26%，硅相的显微硬度值是铝的15倍左右，因此硅相分布在铝基体中，相当于软的铝基体上分布着很多硬质点，从而大大增加了合金的耐磨性能[5-7]。因此从耐磨角度看，希望铝合金表面存在大量的硅相颗粒。然而，过共晶铝硅合金在压铸时，初晶硅的析出受压铸工艺参数和冷却速度等因素的影响，通常铸件表面存在几百微米厚的贫硅区，或者说初生硅极少，这不利于产品的耐磨性能，因此必须通过机加工去除贫硅区，从而将大大增加铸件的制造成本[8-9]。

本文以B390铝合金压铸件为研究对象，借助商用AnyCasting软件模拟其充型、凝固过程，合理取样并统计压铸件表面贫硅区的厚度，研究了压铸工艺参数以及冷却速度对贫硅区厚度的影响，优化压铸工艺以减小表面贫硅区的厚度，为工业上压铸优质的耐磨表面提供技术支撑。

1 试验材料与方法

试验所用的熔炼原材料为纯镁(wMg=99.94%)、纯铝(wAl=99.70%)、纯锌(wZn=99.98%)及AlSi28、AlCu50、AlMn10、AlNi10、AlFe20中间合金，采用SG2-5-10型坩埚电阻炉熔炼化学成分如表1所示的B390铝合金。……