鑄造鋁硅合金特性和分類

．1鑄造鋁合金的一樣特性為了獲得各種形狀與規(guī)格的優(yōu)質(zhì)精密鑄件．用于鑄造的鋁合金必須具備以下特性，其中最為關(guān)鍵的是流動(dòng)性和可填充性。有填充狹槽窄縫部分的良好流動(dòng)性；有適應(yīng)其他許多金屬所要求的低熔點(diǎn)：導(dǎo)熱性能好，熔融鋁的熱量能快速向鑄模傳遞，鑄造周期較短；熔體中的氫氣和其他有害氣體可通過處理得到有效的控制；鋁合金鑄造時(shí)，沒有熱脆開裂和撕裂的傾向：化學(xué)穩(wěn)定性好，有高的抗蝕性能；不易產(chǎn)生表面缺陷，鑄件表面有良好的光澤和低的表面粗糙度，而且易于進(jìn)行表面處理；鑄造鋁合金的加工性能好，可用壓模、硬(永久)模、生砂和干砂模、熔模、石膏型禱造模進(jìn)行鑄造生產(chǎn)，也可用真空鑄造、低壓和高壓鑄造、擠壓鑄造、半固態(tài)鑄造、離心鑄造等方法成形，生產(chǎn)不同用途、不同品種規(guī)格、不同性能的各種鑄件。．2鑄造鋁合金的牌號(hào)與狀態(tài)表示方式鑄造鋁合金可分為熱處理強(qiáng)化型和非熱處理強(qiáng)化型兩大類。目前，世界各國已開發(fā)出了大量洪鑄造的鋁合金，但目前基本的合金只有以下6類：A1-Cu鑄造鋁合金；Al-Cu-Si鑄造鋁合金；Al-Si鑄造鋁合金；Al-Mg鑄造鋁合金；Al-zn-Mg鑄造鋁合金；Al-Sn鑄造鋁合金：鑄造鋁合金系目前國際上無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，各國(公司)都有自己的合金命名及術(shù)語，下面分別簡述如下。2．3．2．1中國鑄造鋁合金的牌號(hào)與狀態(tài)表示方法按GB8063規(guī)定，鑄造鋁合金牌號(hào)用化學(xué)元素及數(shù)字表示，數(shù)字表示該元素的平均含量。在牌號(hào)的最前面用“z”表示鑄造，例如ZAISi7Mg,表示鑄造鋁合金，平均含硅量為7%,平均含鎂量小于1%。另外還有用合金代號(hào)表示法，合金代號(hào)由字母“z”、“L”(分別是“鑄”、“鋁”的漢語拼音第一個(gè)字母)及其后的三位數(shù)字組成。zL后面第一個(gè)數(shù)字表示臺(tái)金系列.其中1、2、3、4分別表示鋁硅、鋁銅，鋁鎂.鋁鋅系列合金，ZL舌面第二位、第三位兩個(gè)數(shù)字表示順字號(hào)。優(yōu)質(zhì)合金的數(shù)字后面附加字母“A”：合金鑄造方法和變質(zhì)處理代號(hào)。S——砂型鑄造；J——金屬型鑄造；R——熔模鑄造；K——?dú)ば丸T造；B——變質(zhì)處理。合金狀態(tài)代號(hào)。F 鑄態(tài)；T1——人工時(shí)效；T2——退火；T4——固溶處理加自然時(shí)效；T5——固溶處理加不完全人工時(shí)效；T6——固溶處理加完全人工時(shí)效；17——固溶處理加穩(wěn)定化處理；T8——固溶處理加軟化處理。鑄造鋁合金化學(xué)成分。根據(jù)GB/T1173—1995規(guī)定，鑄造鋁合金化學(xué)成分見表2-3,雜質(zhì)允許含量見表2-4。

裘禹每造命合金的化學(xué)成另⑷TVTHM—1釣切「.讎牌再.汁金代號(hào)i:麼兄曲57吩fit}沁Cv盹Wri''…鳥他A!■1?ZAIS訂盹&5-7.5a25-0.45念址1KUQEA0115皿酸Uitti-Cl3]:?廠■:■制L：5.<泅纖12□丿他?幗^口冃『￡XAlS^Mi；ZUM⑥i越$0IJ喚0.2^0.5..S：ZAlSiSOd驅(qū)ZI.BO5.15-5.5I.U-1?Hd■.：■■6ZAlSiSCid昭KU06A遇爲(wèi)茫LU■-h.鈿t7嘗曲船Ll施ZI106'玄拜k諺LCl-1.50,3心0.10425AM￡KAtSilCirii$ucp：j:電.唧理洱噪茁fehEg￡Abil2Cii2A]gi辺側(cè)11.U-130E.C-2-0￡14-LO|>.1-EX9；：ipiJAEl2G罰佃站1ZU09(^-1.5曲-扁1」;.llZAlsbtii^ZI1I040-&05.f]-fi.O4275EtJ空ISM3噸".imiJjifl*i(knL?r1.*0.4-1X6a10^0.0：余l(xiāng)it乙政比IAZLIJ4A-A-.5..*15a45-0.6D誠4"⑴⑷l-iZA】戀加1比屜!k4S罟計(jì):Zrg藏1-Z金丸:p那1進(jìn)\1$皿.如蜃il35-0.550.LO-也茁盹15-1140血ZAlOfiMnrSfttn4.3-i3:.ft€?：L?阪寒豪蚊17ZAlG6Mn\4,J-5^:.CL*-LOais-a33的d18空|<■.胡<Zt3C(J4.0-10■■)余冷19EAIC詢心G!A0.15-0.^QD15-0.25.■3Qt；ZAKtJMiiUJVjiZL30SA4.d-i、0.3^0.5rj：5亍鶴兔刪:;御1vaos-o.3Zi<LQ5^(12:?磁號(hào):液&「■.<.■ji：ZA1RE3Cb3Sl2Z12OTKKl.S-2I)10-3-^淞穿勺Cl250.?-L.2 ■-.■:■:?■■-.1訊y1：”；|.：■22ZAlMelOZE3OI:墾呼劇燉-D.25■曲?ZAlMj^Sii；'iSESOT(18-L3[:猱d*乳耘ii；t~0.4期1ZAWZnlZ13057. ；11U-1耳ar^a.2-fi.125#;■■必;1吃門衣.,門|60^1)|>1-13◎哄1軸：理隠71臟i0-5^0.63工Q-M0.15'電2554心3便黑證合循力學(xué)性噂的淫疋.町悶sia儲(chǔ)卜陶;?o混育粘憶當(dāng)?shù)阎泣a上總址總小]'-號(hào)呵，其^含饋v為4珈.表*鑄造鋁僅金雜質(zhì)免許含量(G15.1117^-195)51“;于；他FW:fillZnMnTiZr^□+'II-Him.m{?tlsJZrsJ1.■:.■滸|聞怨；ZLlftl缺<1002Q3033C.25犠nSiLI1.52ZA15i7MgAZJ^Ol.ACL2(123(1L0aiaida200IMo.osCL7Cl.733SJ；ZIA020.7I.U0.30ai0.50.202：.：■2,24ZAlSi^Mgr^iiitlft9aI0.150.151).01伽L9145穌旳九:川臨L^bfeii.ti念豎asft150.]：irrrg11r..1,46逼Z；ulM胡XL.EtSAG.2L-2a.i.o,iHOEtxtso.s0.37ZAJSSCulM^ZL1060.6as:如:■HOI(KOS<：.9LtlBZAJS7Qj4ZUOf?2(.16gn.5LkdJ仙I.OL2甘ZAISL2Cui2MgEZLL(KI(12D.20'■]An-3i0,05；1.2toZLlt?(i7tt20i2-ft20Q01DtOS：.2

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表［劃過卑各圈鑄進(jìn)鋁合金牌號(hào)對照宸:;￡ : ,_L申 同箕 闔<ri?VB■j<jcrAS1：WUM耳A陶AASAL::..■.ZE.l(lt:箜11HZ1J01；?卿，血E■WJ560AD5W356.(XA3阪0「迫'ZL102泊■fliiite■W\14110U13.0r財(cái)'^LIW/I.14阿.AJJ3KZt.104zr.ioHZLI041■■j.■A44.AJJ4IE■MS&Ofl360?0A36E0ZC.1U52L1S[IZIJ05A/I5A05550VO550355-0055.ft332ZUU&-- *:-AB4EMB：鈾如姑13180J—KL107.■\?I-6A.'T7^AUJJ90ACJI9J豁9.0「拓ZE40SZIX ..「SC】鱒(IU)xi109A(K加瑯.0?J6.]■goRZl.lilA0354I354.0?諼蛍￡3裁'rJi:;：*d：暮：rJa："：ri?■ii■￡t：?：：■：■：■吞礦:退?y-a：：：.^■■/：：■■,",'a..■□.J1.1..■■■.J".I.1..■■:■. . .?-:*:.J..ZL2011燉總MAj|l9■；$巴：:31p■i：ii31 '".HZI.-102 ZL1.■；Ani2.WJ36OOA360.0309：2.x-fc::■- ■--.-.■■：■■、：詬羈朋二 ..維.二廣.?訂:;::心:??瓷:：.'yr".W39SO2$io說詡ss:：:■■.欄主】.：?： -Ztj：-M8:mV52Bl4)畑520X：5v： 2：i =-.- .■AJK2：AO?UCJ:W5UI514.(J314.L二IK..■!wA.liJ:彌縉金-ZL151皺出01Ai.tr?ZLKX2m斗,\0712QAO/I22732.2iiZL.-5U3■W3英 國:.闔.禮 國日 節(jié)Jis3SDBSBS7LXFAIRLV羽:西：：住aS?G63G.AlSiMft(X2171.68fA0WA：S：7M(；Ui2QASI3G-Al5i1.2::.氐疵龍孫綁」AC3AAJSil2AC2B卿[m/期擴(kuò)ASIOGAS10Gt3.23fit.01)>C4AAISBMgLM16沁G-AHdClAG1D[31-2J歸is嵐話(S,2I51.O1■AC4BLM4I..M21L79A-S51ZA.-S903r；4豳M(fèi)(^.2151.U1:.AC2K:誠"'". .LMI3J'七亠ASJ2UfiacbaAlSil^CnIM(；.AE$j(6i)....-.■.■■■■..■■■■J...■■2．3．3鑄造鋁合金的特性和要緊用途舉例根據(jù)用途或生產(chǎn)方式，鑄造鋁合金可分為一般鑄造用鋁合金和壓力鑄造用鋁合金，以下按日本金屬協(xié)會(huì)(JIS)分類法，介紹鑄造鋁合金的特性和主要用途。2．3．3．1一般鑄造用鋁合金AAl-Cu系合金(AClA)Al—Cu系合金的切削性優(yōu)良，熱處理材料的力學(xué)性能高，特別是有較大的伸長率。但高溫強(qiáng)度低，容易發(fā)生高溫?cái)嗔鸭拌T造裂紋。耐蝕性比Al—Si和Al—Mg系合金稍差。如用人工時(shí)效處理，能顯著改善其力學(xué)性能。它主要用于制作要求強(qiáng)度較高的零件。此系列合金的凝固溫度范圍廣，容易產(chǎn)生細(xì)的縮孑L，屬于鑄造比較困難的合金。BAl—Si系合金(AC3A)AC3A合金熔液的流動(dòng)性好，但容易產(chǎn)生縮孔。該合金的熱脆性小，焊接性、耐蝕性好。要緊用于薄壁大型鑄件和形狀復(fù)雜的鑄件。CAl—Mg系合金(AC7A，AC7B)Al-Mg系合金添加鎂能夠提高力學(xué)性能，改善切削性及耐蝕性，但熱脆性卻增大了。Al—Mg合金容易氧化，熔液的流動(dòng)性不好。凝固溫度的范圍廣，補(bǔ)縮冒口的效果差，鑄造的成品率低Ac7A(含鎂3.5%?5%)合金的耐蝕性，專門是對海水的耐蝕性好，容易進(jìn)行陽極氧化而取得美觀的薄膜。在該系合金中，它是伸長率最大、切削性也好的合金。但熔化、鑄造比較困難。AC7B(含鎂9.5%?11.0%)經(jīng)過T4處理可以得到比AC7A更優(yōu)良的力學(xué)性能，陽極氧化性也好，但容易發(fā)生應(yīng)力侵蝕，鑄造性不好。DAL-siCu系合金(AC2A，AC2B，AC4B，AC4D,AC2A、AC2B是在Al—Cu系合金中添加硅，AC4B，AC4D是在Al—Si系合金中添加銅，從而使它們的切削性與力學(xué)性能取得改善的合金。如經(jīng)過熱處理，其效果更好。此系列合金，熔液的流動(dòng)性和耐壓性好，它因鑄造裂紋和縮孔少，而廣泛用于機(jī)械零件的鑄造，也適用于金屬模的鑄造。AC2A、AC2B的切削性和焊接性好，鑄造裂紋少，但鑄造操作方式難以把握。AC4B的鑄造性和焊接性良好，但耐蝕性較差。AC4D的強(qiáng)度高，鑄造性良好，有耐熱性、耐壓性，耐蝕性也好。EAl—Si—Mg系合金(AC4A，AC4C)在AL-Si系合金添加少量的鎂，不僅不會(huì)失去AL-Si系合金的特性且會(huì)改善其力學(xué)性能與切削性。AC4A由于添加了錳，故鑄造性超級(jí)好，耐震性、力學(xué)性能能及耐蝕性也好。AC4CC鑄造性、焊接性、耐震性、耐蝕性都好是電性最為優(yōu)良的鑄造鋁合金。FAl-Cu-Mg-Ni系合金(AC5A)此系列合金的鑄造性不太好，但與其它耐熱合金比較縮孔卻很少，出現(xiàn)外縮孔的傾向較大。膨脹系數(shù)稍高，但切削性、耐磨損性優(yōu)良。GALSi-Cu-Mg-Ni系合金(AC8A，AC8B)為降低Al—Cu-Mg—Ni系合金的熱膨脹系數(shù)，改善耐磨性，可在其中添加硅。此系合金可作為活塞用合金。當(dāng)要求線膨脹系數(shù)和耐磨性時(shí)，可采用過共析結(jié)晶硅合金。AC8A耐熱性良好，線膨脹系數(shù)小，與AC8B比較，內(nèi)部容易發(fā)動(dòng)氣孔。AC8B高溫強(qiáng)度比AC8A優(yōu)良，鑄造性也優(yōu)良，可是線膨脹系數(shù)比AC8A大。從AC8B中除掉鎳便是AC8C，溫度在300°C以下時(shí)，其性能與AC8B差不多。H其他合金a超級(jí)硅鋁合金超級(jí)硅鋁合金是制作活塞用的合金，其組成是把AC8A中硅的含量定為15%?23%。此種合金的鑄造性與AC8A和AC8B沒有多大差別，但如果需要得到均勻而細(xì)小的初晶硅，必須在熔解時(shí)進(jìn)行變質(zhì)處理。此種合金的抗拉強(qiáng)度比AC8A稍差，但高溫強(qiáng)度優(yōu)良，硬度、耐磨性能也好。這是日本輕金屬公司研制的。bCX-2ACX-2A合金是日本輕金屬公司研制的Al-Mg-Zn系合金，強(qiáng)度高，而且有韌性，耐應(yīng)力侵蝕的性能好。過去，為了提高制品的強(qiáng)度，都是采用經(jīng)T6處理的材料。目前由于經(jīng)過F處理的材料也有相當(dāng)高的強(qiáng)度和韌性，因此已有不少單位開始使用經(jīng)處理的CX_2A合金。Cx-2A的熔體流動(dòng)性不次于AC7A，耐蝕性比AC7A稍差，但其他性能比AC4C更為優(yōu)越。cNU合金Nu合金是日本輕金屬公司研制的強(qiáng)力合金，韌性不比AClA低，而且強(qiáng)度還有所提高，耐應(yīng)力腐蝕性能也好。其綜合性能比鑄鐵好，所以是廣泛用做代替鑄鐵件及銅合金鑄件的輕量化合金材料。這種合金的鑄造工藝與AC1A合金的幾乎相同。d優(yōu)質(zhì)合金近年來歐美一些國家稱優(yōu)質(zhì)合金為“高質(zhì)量鑄件(PremiumQuallityCast,ings)”合金，指的就是把雜質(zhì)元素鐵的含量降低到0．15％以下的優(yōu)質(zhì)合金。此種優(yōu)質(zhì)合金可以制作出強(qiáng)度高、韌性好的鋁合金鑄件。為此目的所開發(fā)的JIs合金有AClA、AC4C、AC4D等，它們幾乎都通過T4或T6處置。2．3．3．2壓力鑄造用鋁合金AAl.Si系合金(ADCl、AI)C7)ADCl的熔液流動(dòng)性好，所以鑄造性優(yōu)良。它的耐蝕性和線膨脹性也好，適用于壓鑄壁薄而形狀復(fù)雜的鑄件，但切削性和陽極氧化性不好。ADC7的熔液流動(dòng)性比ADCl差，強(qiáng)度低，所以使用較少。BAloSi.Mg系合金(ADC3)A【)C3的鑄造性比ADCl稍差，但耐蝕性、切削性優(yōu)良，有韌性。其缺點(diǎn)是容易產(chǎn)生粘?，F(xiàn)象。CAl—Mg系合金(A【)C5)Al—Mg系合金的耐蝕性和切削性是鋁合金中最優(yōu)良的，并且能制出美觀的陽極氧化膜，但是它的流動(dòng)性、耐壓性不好，有熱脆性，也易產(chǎn)生粘?，F(xiàn)象。DAl—Mg.Mn系合金(A【)C6)AI)C6的切削性、耐蝕性良好，延伸性大，但強(qiáng)度低。鑄造性、耐壓性不太好，陽極氧化薄膜的性能好。EAl-Si-Cu系合金(ADClO，ADCl2)ADCl0的鑄造性、耐壓性好，適合制造大型壓鑄件。力學(xué)性能和切削性良好，但耐蝕性稍差。ADCl2與ADCl0比較，含硅量多，所以適合于壓鑄復(fù)雜的鑄件。它的強(qiáng)度高，耐壓性特別好，熱脆性小。FDX-1合金Dx一1合金是日本輕金屬公司研制的添加有其他元素的Al—Si—Cu系新合金，它不影響Al-i-Cu系合金的鑄造性，由于添加了新的合金元素和經(jīng)過簡單的時(shí)效處理，它成為具有高強(qiáng)度的壓鑄用合金。壓鑄件經(jīng)過熱處理，一般都會(huì)產(chǎn)生水泡，因而會(huì)引起強(qiáng)度降低。但是Dx一1合金在

200°C以下的時(shí)效溫度內(nèi)進(jìn)行析出處置，它的強(qiáng)度仍可提高。表2-9至表2.13列出了主要鑄造鋁合金的特性和性能（JIS合金）。表2母車力錯(cuò)造用鋁合金的物理炷館口標(biāo)淮）r-呑幫!■>.■-L■Ji"鼓鹹蒂數(shù)兀-&裁加壞頁垃［25TI巧-仙-1jw-:n-IDO^：衛(wèi)~、:訓(xùn)：勢曲-f.■込環(huán)和J■臭2.<：J■<JU'24.Ux10&陽一tj>■1}'i課■o126.02.S.：650535'J■:Itl" 切AQ3A〔CIO520iL55-$22.5xIQ^「曲旳.礦煮142.了叢遛?:J24.gAC2E2.78-CIS3202L.5■<JO心皿口-?.ixID(m^4.0.1口A2.旺酈5右20l5k10v2K5xJQ'6康岡詢垃;—■■:;<■■■■".:77.V25.UAC3B268595560''2工0x1""UJ6]js75.0詰,UAC4U2775905^0兒05"23-OxJQ*剛:&或輕96Tb.IJ?X0ACiC2.6S6105?52i.ixKJ"22r5xJ0'623.5xtD's159「寂沐23.0A.C4CHZ686：IO5552i.ix山"22.5xIt)6■23.5x10"］旳72.524.0A：.4JJ2.716255S022.5小"23.Q*匹孑:対比幾血匸診"'"'is?'''''72.524.0ACSA2795/5處*y11諭淨(jìng)箋愆命：7U72.5如dAC?Alt：66J5；.-.-V-.-：57024.0^]0'625,枳代典必%XiO*14&?7.623.5AC8Ai"0?ji；2'J.U小Y2L<Jh：Q-(-二.0x3d"■i：?20.fiAC&B2.765S0口2.1.Tx>r-11一丄.-■I<l5-.025.-5\\CiC'.2.TflIH?.0'6?：5IQh1劭驗(yàn)曲.24.3AC9A2.6552016-?kIOT19.：■x:■)"2(1.3xJC■"IDS27.0AQJJi2.GS67052fli?.Gv：nJ孤3城弓表2-比邑力弟造用鋸合金的物理灶旌｛J◎廊枝）常■?■謝對混此也開":撰勝張系隸代：：燧傳輔