Výkonnostní charakteristiky hliníkových odlitků jsou obecně chápány jako kombinace vlastností, které vynikají během fází{0}}plnění formy, krystalizace a chlazení. Patří mezi ně tekutost, smrštění, těsnění, licí napětí a prodyšnost. Tyto vlastnosti hliníkových slitin závisí na složení slitiny, ale souvisí také s faktory kování, teplotou ohřevu slitiny, složitostí formy, systémem vtoků a nálitků a tvarem vtoku.
1. Tekutost: Tekutost se týká schopnosti roztavené slitiny plnit formu. Specifikace tekutosti určují, zda lze slitinu použít pro kování složitých odlitků. Eutektické hliníkové slitiny mají obecně lepší tekutost.
Tekutost ovlivňuje mnoho faktorů, typicky včetně složení, teploty a přítomnosti hydroxidu niklu, kovových sloučenin a dalších kontaminujících pevných částic na roztavené slitině. Avšak základními vnějšími faktory jsou licí teplota a licí tlak (běžně známý jako licí napětí).
Ve skutečné výrobě, s daným pevným složením slitiny, je kromě posílení procesu tavení (rafinace a odstraňování strusky) také nutné zlepšit proces odlévání (propustnost pískové formy, odvětrávání kovové formy a teplotu) a zvýšit teplotu lití beze změny kvality odlitku, aby byla zajištěna tekutost slitiny.
2. Smrštění
Smrštění je jednou z hlavních charakteristik litých hliníkových slitin. Obecně řečeno, proces slitiny od lití kapaliny po tuhnutí a ochlazení na pokojovou teplotu lze rozdělit do tří fází: smrštění v kapalině, smrštění tuhnutím a smrštění v tuhém stavu. Smršťování slitiny má rozhodující vliv na kvalitu odlitků, ovlivňuje smršťovací pórovitost, vznik napětí, tvorbu trhlin a rozměrové změny. Smršťování odlitků se obecně dělí na objemové smrštění a lineární smrštění. Ve skutečné výrobě se k měření smrštění slitiny obecně používá lineární smrštění.
Specifikace smrštění hliníkových slitin se obecně popisuje jako procento, nazývané míra smrštění.
(1) Objemové smrštění
Objemové smrštění zahrnuje smrštění kapalinou a smrštění tuhnutím. Od lití po tuhnutí prochází roztavená slitina makroskopickým nebo mikroskopickým smršťováním v pozdějších oblastech tuhnutí. Tato makroskopická smršťovací pórovitost způsobená smršťováním je viditelná pouhým okem a je kategorizována na koncentrovanou smršťovací pórovitost a propustnou smršťovací pórovitost. Koncentrovaná pórovitost smrštění je velká a koncentrovaná, rozmístěná v horní části odlitku nebo na silných horkých místech. Propustná smršťovací pórovitost je rozptýlená a nepatrná, většinou distribuovaná na licích čepech a horkých místech. Mikroskopická smršťovací pórovitost je pouhým okem neviditelná a je většinou distribuována pod hranicemi zrn nebo mezi dendrity.
Smršťovací pórovitost a volnost jsou významné vady odlitků, způsobené kapalným smrštěním převyšujícím smrštění v pevném stavu. Výroba ukázala, že čím nižší je rozsah tuhnutí lité hliníkové slitiny, tím je náchylnější ke koncentrované smršťovací pórovitosti; čím širší je rozsah tuhnutí, tím je náchylnější k propustné smršťovací pórovitosti. Konstrukce proto musí zajistit, aby litá hliníková slitina odpovídala principu sekvenčního tuhnutí, což znamená, že objemové smrštění odlitku z kapaliny do fáze tuhnutí by mělo být kompenzováno roztavenou slitinou tak, aby se smršťovací pórovitost a volnost koncentrovaly do vnějších nálitků odlitku. Pro odlitky z hliníkové slitiny náchylné k pórovitosti je zapotřebí více nálitků než pro pórovitost s koncentrovaným smršťováním a do oblastí náchylných k pórovitosti by se měly umisťovat chladiva, aby se zvýšila rychlost chlazení a umožnilo současné nebo rychlé tuhnutí.
(2) Lineární smrštění: Lineární smrštění přímo ovlivňuje kvalitu odlitku. Čím větší je lineární smrštění, tím větší je tendence k prasklinám a napětí v hliníkovém odlitku; tím větší je změna rozměrů a tvaru odlitku po ochlazení.
Různé hliníkové slitiny mají různé míry smrštění při kování. I pro stejnou slitinu budou mít různé odlitky různé míry smrštění. Na stejném odlitku se budou také lišit míry smrštění pro délku, šířku a výšku. Odpovídající sazba by měla být stanovena na základě skutečné situace.
3. Praskání za horka: Praskliny za horka u hliníkových odlitků vznikají hlavně proto, že napětí ze smrštění převyšuje pevnost spojení mezi kovovými zrny. Většina trhlin se tvoří podél hranic zrn. Pozorování povrchu trhliny ukazuje, že kov v místě trhliny je obvykle oxidován a ztrácí svůj kovový lesk. Trhliny se táhnou podél hranic zrn, mají vroubkovaný tvar, jsou širší na povrchu a užší uvnitř a některé dokonce procházejí celou čelní plochou odlitku. Různé odlitky z hliníkové slitiny vykazují různé tendence k praskání. Je tomu tak proto, že čím větší je rozdíl mezi teplotou, při které se během procesu tuhnutí začíná tvořit kompletní krystalická kostra, a teplotou tuhnutí, tím větší je smrštění slitiny a tím silnější je tendence ke vzniku trhlin za horka. Dokonce i u stejné slitiny se tendence ke vzniku trhlin za horka může lišit v důsledku faktorů, jako je odolnost formy, struktura odlévání a proces odlévání. Ve výrobě se často používají opatření, jako je použití forem typu zpětného rázu{8}} nebo zlepšení systému vtoků hliníkových odlitků, aby se zabránilo praskání. Metoda horkých prasklin se obecně používá k detekci horkých trhlin v hliníkových odlitcích.
4. Těsnící výkon Těsnící výkon hliníkových odlitků se vztahuje k úrovni vodotěsnosti hliníkových odlitků dutého -typu pod vlivem- vysokého tlaku plynu nebo kapaliny. Těsnící výkon v podstatě odráží hustotu a čistotu vnitřní struktury odlitku.
Těsnicí výkon hliníkových odlitků souvisí s vlastnostmi slitiny. Čím nižší je rozsah tuhnutí slitiny, tím nižší je tendence k rozvoji pórovitosti a tím nižší je tvorba vysrážené pórovitosti, což má za následek lepší těsnicí výkon. S procesem odlévání souvisí i vzduchotěsnost stejné hliníkové licí slitiny. Vzduchotěsnost hliníkových odlitků může zlepšit například snížení licí teploty, použití ochlazování k urychlení chlazení a umožnění tuhnutí pod tlakem. Vzduchotěsnost odlitků lze zlepšit i použitím impregnace k utěsnění netěsností.
