the fluidity of aluminum

Metal fluidity

Fluidity - this is a purely foundry term and it differs from the general scientific term "fluidity". In ordinary science, "fluidity" is a quantity, reverse viscosity and, so, it can be accurately measured numerically.

Foundry fluidity (ее также называют «литейная текучесть») определяют как расстояние, on which the liquid metal penetrates into the cavity of the casting mold during metal casting, including, at aluminum casting. Therefore, fluidity is not absolute, relative magnitude.

When molten aluminum enters the mold cavity, then during this flow it loses its thermal energy. Finally, aluminum begins to solidify and stops flowing at some point in the cavity.

zhidkotwkuchest-alyuminiya-neobxodimostFigure 1 - For such complex castings with thin elements, a high degree of metal fluidity is required

Influence of casting technology on metal fluidity

The main factors, affecting the fluidity of the metal, They are as follows.
1) Исходная температура металла.
2) Мощность отбора тепла от расплава материалом литейной формы, including the effect of thermal insulation coatings on the mold.
3) Кинетическая энергия металла. Гравитационное литье (литье в кокиль) и литье в песчаные формы полагаются на течение металла сверху вниз под собственным весом. Low and high pressure casting is used in different ways, adjustable pressure for, to make the metal flow into the mold.
4) Степень чистоты металла, то есть наличие в сплаве посторонних примесей также оказывает большое влияние на жидкотекучесть металла (рисунок 2).

zhidkotekuchest-alyuminiya-filtrFigure 2 - Influence of filtration of aluminum melt on its fluidity

The role of metal fluidity in casting

1) Недостаточная жидкотекучесть может приводить к неполному заполнению литейной формы и нечеткому повторению формы изделия.
2) Чрезмерная жидкотекучесть может приводить к проникновению металл сквозь песчаную форму или чрезмерное выплескивание металла при его движении по литейным каналам.
3) На практике жидкотекучесть металла контролируется путем выбора сплава, melt temperature and mold temperature.
4) Ухудшение жидкотекучести металла могут быть указанием на его загрязненность.
5) Можно ожидать изменения жидкотекучести металла при изменении содержания примесей, the introduction of additives for grain refinement or alloy modification.

Spiral fluidity test

Спиральная проба – это заливка металла в спиральную песчаную форму (рисунок 3). It is the oldest method for assessing the fluidity of a metal.. The metal is poured into a mold at a carefully controlled temperature and the length is measured, which metal went through.

zhidkotekuchest-spiralnaya-probaFigure 3 - Diagram of a spiral fluidity test

Vacuum fluidity test

Сущность вакуумной пробы на жидкотекучесть заключается в следующем (рисунок 4). Ceramic or quartz tube connects to the vacuum system. This pipe is dipped into the tested melt at a given temperature. The height of the rise of the metal is judged on its fluidity.

zhidkotekuchest-vakuumnaya-probaFigure 4 - Scheme of a vacuum sample for fluidity

Influence of alloying elements on aluminum fluidity

Влияние на жидкотекучесть алюминия содержания в нем легирующих элементов (медь и кремний) показано на рисунке 5.

zhidkotekuchest-alyuminiya-legirovanieFigure 5 - Dependence of aluminum fluidity
from silicon and copper content

Влияние на жидкотекучесть алюминия модификаторов (стронций), измельчителей зерна (титан, титан/бор) и примесей (железо) показано на рисунке 6.

zhidkotekuchest-alyuminiya-legiruyushchie-elementyFigure 6 - Influence of changes in impurity content on the fluidity of aluminum alloy A320, alloying elements and modifying additives

Effect of aluminum purity on its fluidity

The fluidity of aluminum is very sensitive to its purity level, as seen from the picture 7.

zhidkotekuchest-chistogo-alyuminiyaFigure 7 - A sharp decrease in the fluidity of pure aluminum with an increase in the total content of impurities

A source: European Aluminium Association, 2002