铝合金的分类 - hans5573 - 中国压铸网博客

 
楼主  收藏   举报   帖子创建时间:  2009-12-04 11:01 回复:0 关注量:311
 




    目前应用于压铸方面的合金以铝合金数量占多。取其具有质轻和良好的耐蚀性与机械性能、以及良好的热传导等物理性质。铝合金可以分为加工材和铸造材,在加工材中又可分为热处理型铝合金材料和非热处理型铝合金材料两大类。压铸铝合金是属于铸造材,而一般惯常用的铝合金因为是透过压铸工艺加工成产品,所以并不适合再作热处理。 

1.铝-硅(Al-Si)系列 
    一般的铝硅合金如ADC1适用于大型、薄壁及形状复杂的制品。其硅(Si)元素含量在共晶点附近,使铸件熔液流动性变好,具有优良的铸造性,耐蚀性佳,热传导率高,热膨胀和比重少(2.65g/cm3)等优点。但耐热脆性不佳,易生脆相,阳极氧化性也不好,若铸造条件不适当,则熔液流动性缓慢。 

2.铝-硅-铜(Al-Si-Cu)系列 
    ADC12合金是在Al-Si合金添加铜(Cu)合金元素,属最广泛使用的代表性压铸铝合金,其铸造性和机械性能优良,但耐腐蚀性较差。 

3.铝-硅-镁(Al-Si-Mg)系列 
    ADC3铝合金是在Al-Si合金内添加Mg、Fe等合金元素,具优良的机械性能,耐蚀性及铸造性良好,但当铁(Fe)含量少于1.0%时易与金属模粘合,是普遍使用的合金。另外ADC5及ADC6合金,又称为铝-镁(Al-Mg)合金,具有更加强度、耐蚀性及切削性,是铝合金之中效果最优良的。但由于其凝固收缩量及热膨胀系数大,故此类合金铸造性欠佳。另外由于流动性也欠佳,容易产生粘模现象及研磨后失去金属光泽, 故较适合于阳极氧化处理,另不纯物如铁(Fe)、硅(Si)等皆会影响其表面外观。

   不同国家对压铸铝合金都有不同的称呼,例如Axxx是美国型号,ADCxx是日本型号,LMxx是英国型号,YLxxx是中国型号。 
压铸铝合金特性及应用
A356,LM25具良好致密性、流动性、抗热裂性及耐腐蚀性。   
主要用于制造承受高负荷的大尺寸金属件,如传动机匣、汽缸体等。 
ADC3,A360,LM9具良好耐腐蚀性、流动性高及高抗热裂性能,易于压铸。
ADC10,A380,LM24机械特性高,适用于家具配件,如吸尘机、汽车配件及马达箱等。
ADC12,LM2具良好加工及电镀特性。





铝合金的成份


Si(硅) 
为压铸合金的主要成分,也是显著改善其流动性的重要元素。随着Si含量的增加,抗拉强度及硬度会增加但延伸率则下降。 

Cu(铜) 
铝合金内固相溶铜量,使机械性质变佳,最高强度是在4~6%铜含量,切削性也佳,但会影响压铸铝合金的抗耐蚀能力。 

Mg(镁) 
ADC5、ADC6及A360为含镁元素(Mg)耐蚀性合金。其Al-Mg合金的凝固范围很大,但易生热裂脆性的现象。在某些合金中镁被视为不纯物,如Al-Si-Mg系列中会生成脆性的Mg2Si化合物;少部分Mg2Si化合物会有硬化效果,但含量太高也会造成低温脆性,固规定其含量要在0.3%以下,美国则严格规定在0.1%以下。 

Fe(铁) 
铁元素易形成夹杂物,会以针状FeAl3之有害物释出,但由于压铸的冷却速率很快,铸件组织细致,不纯物影响较不敏感,因此一般压铸铝锭会含约0.9%的铁,避免造成金属粘模的现象,也以免因大量的铁元素(Fe)产生金属间化合物造成铸件上的硬点。 

Ni(镍) 
镍和铜元素一样,随着其含量的增加,硬度、抗拉强度越高,而耐蚀性则变差,故可改善高温抗拉强度。 

Mn(锰) 
添加在含铜硅的铝合金,可改善其高温强度,但若过量,会有Al-Si-Fe-Mn的四元化合物生成,导致铸件上出现硬点。Al-Mn合金流动性佳,适用于需耐蚀的制品,适当的锰含量还可以减少粘模的情况出现。 

Zn(锌) 
锌蚀造成高温脆性的原因,JIS规定需在1.0%以下,而国外规定添加量容许在3%以下。当添加量保持在1.0%以下时,压铸件出现龟裂现象较少。 




压铸铝合金的表面处理





1.阳极氧化 
同时具备功能性及装饰性表层,大部分阳极氧化铝合金件薄涂层厚度约为2μm~25μm。 
而高耐用性及高抗磨损的铝合金铸件则有25μm~75μm表层厚度。铝合金氧化层可以加工染上 
各种颜色,而且氧化层时非导电性的,所以可以安全使用于不同的电器产品配件上。 

2.磷化/铬化 
磷化是一种很有用的非金属及较薄的涂层,通过磷化合物会于金属表面形成置换层,一 
般会应用于钢材、锌合金、铝合金等制品上,使制品处理后能提高耐腐蚀性及耐磨性。铬化 
膜是目前耐蚀能力最好的铝转化膜,所以可以作为铝合金件表面的单一涂层。 

3.微弧氧化 
使用高电压于铝合金件上生成陶瓷化表面膜,涂层硬度及耐磨性极高,而且耐蚀性及绝 
缘性能都比阳极氧化更佳。 
微弧氧化膜由三组形成: 
第一层是附着铝表面的薄膜,厚度约为3~5μm。 
第二层是氧化膜的主要部分,厚度约150~250μm。主层硬度高而且孔隙率很小,致密度 
非常高。 
第三层是最后的表面层。这一层是比较松散及粗糙的,所以处理后一般会加工除去,直 
接在主层上使用。 

※铝合金微弧氧化与阳极氧化比较 
性能微弧氧化膜硬质阳极氧化膜
最大厚度μm~30050~80
显微硬度HV1500~2500300~500
击穿电压高低
均匀性内外表面均匀尖位表面均匀性较低
孔隙率低高
耐磨性高低
盐雾测试一般高
粗糙度高一般
热冲击高低


※微弧氧化技术的应用: 

——航空配件:气动组件、密封配件。 
——汽车配件:活塞、喷嘴。 Bitmap 
——家庭用品:水龙头、电熨斗。 
——电子仪器:仪表、电绝缘配件。 




压铸铝合金标准对照1


国际标准成份 
元素 A356(%) A360(%) A380(%) ADC10(%) ADC12(%) LM12(%) LM5(%) LM24(%) 
硅 Si 6.5-7.5 9.0-10.0 7.5-9.5 7.5-9.5 9.6-12.0 9.0-11.5 0.3max 7.5-9.5 
铁 Fe 0.20max 1.3max 1.3max 1.3max 1.3max 1.0max 0.6max 1.3max 
铜 Cu 0.20max 0.6max 3.0-4.0 2.0-4.0 1.5-3.5 0.7-2.5 0.1max 3.0-4.0 
锰 Mn 0.10max 0.35max 0.50max 0.5max 0.50max 0.5max 0.3-0.7 0.5max 
镁 Mg 0.25-0.45 0.40-0.6 0.10max 0.3max 0.3max 0.30max 3.0-6.0 0.30max 
镍 Ni —— 0.50max 0.50max 0.5max 0.5max 0.5max 0.1max 0.5max 
锌 Zn 0.10max 0.50max 3.0max 1.0max 1.0max 2.0max 0.1max 3.0max 
锡 Sn —— 0.15max 0.35max 0.3max 0.3max 0.2max 0.05max 0.2max 
铅 Pb —— —— —— —— —— 0.3max 0.05max 0.3max 
钛 Ti 0.20max —— —— —— —— 0.2max 0.2max 0.2max 
铝 Al 余量 余量 余量 余量 余量 余量 余量 余量 




压铸铝合金标准对照2


欧洲国家标准 美国 日本 
BS 
1490-1988 ISO 
3522-1984 EN 
1706-1998 NF A 
57-102 DIN 
1725-1986 UNI ASTMB 
85/AA SAEJ JIS H 
5302 
LM0 Al 99.5 - A5 - UNI 3950 150 452 - 
LM2 Al-Si10Cu2Fe AC-46100 A-S9U3-Y4 - UNI 5076 384 - ADC 12 
LM4 Al-Si5Cu3 AC-45200 A-S5U3 G-AlSi6Cu4 UNI 3052 319 383 AC 2A 
LM5 Al-Mg5Si1/Al-Mg6 AC-51300 AG6 G-AlMg5 UNI 3058 514 326 AC 7A 
LM6 Al-Si12/Al-Si12Fe AC-44100 AS13 G-AlSi12 UNI 4514 A413 320 AC 3A 
LM9 Al-Si10Mg AC-43400 A-S10G G-AlSi10Mg UNI 3045 A360 - AC 4A 
LM12 Al-Cu10Si2Mg - A-U10G - UNI 3041 222 309 - 
LM13 Al-Si12Cu/Al-Si12CuFe AC-48000 A-S12UN - UNI 3050 336 340 AC 8A 
LM16 Al-Si5Cu1Mg AC-45300 A-S4UG - UNI 3600 355 321 AC 4D 
LM20 Al-Si12Cu/Al-Si12CuFe AC-47000 A-S12-Y4 G-AlSi12(Cu) UNI 5079 A413 322 ADC 1 
LM21 Al-Si6Cu4 AC-45000 A-S5U2 G-AlSi6Cu4 UNI 7369/4 308 305 AC 2A 
LM22 Al-Si5Cu3 AC-45400 A-S5U G-AlSi6Cu4 UNI 3052 319 326 AC 2A 
LM24 Al-Si8Cu3Fe AC-46500 A-59U3A-Y4 G-AlSi8Cu3 UNI 5075/3601 A580 326 ADC 10Z 
LM25 Al-Si7Mg AC-42000 A-57G G-AlSi7Mg UNI 3599 A356 306 AC 4C 
LM26 Al-Si9Cu3Mg - A-57U3G - UNI 3050 332 323 - 
LM27 Al-Si5Cu3 AC-46600 - - UNI 7369 - 332 AC 2B 
LM28 Al-Si19CuMgNi - - - UNI 6251 - - AC 9B 
LM29 Al-Si23CuMgNi - - - UNI 6251 - - - 
LM30 Al-Si17Cu4Mg - - - - 390 - ADC 14 
LM31 Al-Zn5Mg AC-71000 A-Z5G - UNI 3602 712 - - 




压铸铝合金的化学成分1


合金牌号 成 份 
ANSI ASTM UNS 硅 铁 铜 锰 镁 镍 锌 锡 钛 除铝以外的其他成分 铝 
360.0 SG100B A03600 9.0-10.0 2.0 0.6 0.35 0.40-0.60 0.50 0.50 0.15 - 0.25 余量 
A360.0 SG100A A13600 9.0-10.0 1.3 0.6 0.35 0.40-0.60 0.50 0.50 0.15 - 0.25 余量 
380.0 SC84B A03800 7.5-9.5 2.0 3.0-4.0 0.50 0.10 0.50 3.0 0.35 - 0.50 余量 
A380.0 SC84A A13800 7.5-9.5 1.3 3.0-4.0 0.50 0.10 0.50 3.0 0.35 - 0.50 余量 
383.0 SC102A A03830 9.5-11.5 1.3 2.0-3.0 0.50 0.10 0.30 3.0 0.15 - 0.50 余量 
384.0 SC114A A03840 10.5-12.0 1.3 3.0-4.5 0.50 0.10 0.50 3.0 0.35 - 0.50 余量 
390.0 SC174A A03900 16.0-18.0 1.3 4.0-5.0 0.10 0.45-0.65 - 0.10 - 0.20 0.20 余量 
B390.0 SC174B A23900 16.0-18.0 1.3 4.0-5.0 0.50 0.45-0.65 0.10 1.5 - 0.10 0.20 余量 
392.0 S19 A03820 18.0-20.0 1.5 0.40-0.80 0.20-0.60 0.80-1.20 0.50 0.50 0.30 0.20 0.50 余量 
413.0 S129 A04130 11.0-13.0 2.0 1.0 0.35 0.10 0.50 0.50 0.15 - 0.25 余量 
A413.0 S12A A14130 11.0-13.0 1.3 1.0 0.35 0.10 0.50 0.50 0.15 - 0.25 余量 
C433.0 S5C A34430 4.5-6.0 2.0 0.6 0.35 0.10 0.50 0.50 0.15 - 0.25 余量 
518.0 G8A A05180 0.35 1.8 0.25 0.35 7.5-8.5 0.15 0.15 0.25 - 0.25 余量 
360.0 SG100B A03600 9.0-10.0 2.0 0.6 0.35 0.40-0.60 0.50 0.50 0.15 - 0.25 余量 
A360.0 SG100A A13600 9.0-10.0 1.3 0.6 0.35 0.40-0.60 0.50 0.50 0.15 - 0.25 余量 
380.0 SC84B A03800 7.5-9.5 2.0 3.0-4.0 0.50 0.10 0.50 3.0 0.35 - 0.50 余量 
A380.0 SC84A A13800 7.5-9.5 1.3 3.0-4.0 0.50 0.10 0.50 3.0 0.35 - 0.50 余量 
383.0 SC102A A03830 9.5-11.5 1.3 2.0-3.0 0.50 0.10 0.30 3.0 0.15 - 0.50 余量 
384.0 SC114A A03840 10.5-12.0 1.3 3.0-4.5 0.50 0.10 0.50 3.0 0.35 - 0.50 余量 
390.0 SC174A A03900 16.0-18.0 1.3 4.0-5.0 0.10 0.45-0.65 - 0.10 - 0.20 0.20 余量 
B390.0 SC174B A23900 16.0-18.0 1.3 4.0-5.0 0.50 0.45-0.65 0.10 1.5 - 0.10 0.20 余量 




压铸铝合金的化学成份2


序号 合金牌号 化学成份 
合金代号 硅 铜 锰 镁 铁 镍 钛 锌 铅 锡 铝 
1 YZALSi12 YL102 10.0-13.0 S0.6 S0.6 S0.05 S1.2 - - S0.3 - - 余量 
2 YZALSi10Mg YL104 8.0-10.5 S0.3 0.2-0.5 0.17-0.30 S1.0 - - S0.3 S0.05 S0.01 余量 
3 YZALSi12Cu2 YL108 11.0-13.0 1.0-2.0 0.3-0.5 0.4-1.0 S1.0 S0.05 - S1.0 S0.05 S0.01 余量 
4 YZALSi9Cu4 YL112 7.5-9.5 3.0-4.0 S0.5 S0.3 S1.2 S0.5 - S1.2 S0.1 S0.1 余量 
5 YZALSi1Cu3 YL113 9.6-12.0 1.5-3.5 S0.5 S0.3 S1.2 S0.5 - S1.0 S0.1 S0.1 余量 
6 YZALSi17Cu5Mg YL117 16.0-18.0 4.0-5.0 S0.5 0.45-0.65 S1.2 S0.1 S0.1 S1.2 - - 余量 
7 YZALMg5Si1 YL302 0.8-1.3 S0.1 0.1-0.4 4.5-5.5 S1.2 - S0.2 S0.2 - - 余量 




压铸铝合金的应用及技术标准


合金系列 国别 合金牌号 W 标准规范 
Si Cu Mg Fe Al 
Al-Si 系 中国 YL102 10.0-13.0 <0.6 <0.05 <1.2 余量 GB/T15115-94 
日本 ADC1 11.0-13.0 <1.0 <0.30 <1.2 余量 JISH5302-82 
美国 413 11.0-13.0 <1.0 <0.35 <2.0 余量 ASTMB85-82 
俄罗斯 AJ12 10.0-13.0 <0.6 <0.10 <1.5 余量 TOCT2685-82 
德国 AlSi12 11.0-13.5 <0.10 <0.05 <1.0 余量 DIN1725 
Al-Si-Mg 系 中国 YL104 8.0-10.5 <0.30 0.17-0.30 <1.0 余量 GB/T15115-94 
日本 ADC3 9.0-10.0 <0.60 0.40-0.60 <1.3 余量 JISH5302-82 
美国 360 9.0-10.0 <0.60 0.40-0.60 <2.0 余量 ASTMB85-82 
俄罗斯 AJ14 8.0-10.5 <0.10 0.17-0.30 <1.0 余量 TOCT2685-82 
德国 AlSi10Mg 9.0-11.0 <0.10 0.20-0.50 <1.0 余量 DIN1725 
Al-Si-Cu 系 中国 YL112 7.5-9.5 3.0-4.0 <0.30 <1.2 余量 GB/T15115-94 
 YL113 9.6-12.0 1.5-3.5 <0.30 <1.2 余量  
日本 ADC10 7.5-9.5 2.0-4.0 <0.30 <1.3 余量 JISH5302-82 
 ADC12 9.6-12.0 1.5-3.5 <0.30 <1.3 余量  
美国 380 7.5-9.5 3.0-4.0 <0.10 <1.3 余量 ASTMB85-82 
 383 9.5-11.5 2.0-3.0 <0.10 <1.3 余量  
俄罗斯 AJ16 4.5-6.0 2.0-3.0 <0.10 <1.5 余量 TOCT2685-82 
德国 AlSi8Cu3 7.5-9.5 2.0-3.5 <0.30 <1.3 余量 DIN1725 
Al-Mg 系 中国 YL302 0.80-1.30 <0.10 4.5-5.5 <1.2 余量 GB/T15115-94 
日本 ADC3 <0.30 <0.20 4.0-8.5 <1.8 余量 JISH5302-82 
美国 518 <0.35 <0.25 7.0-8.5 <1.8 余量 ASTMB85-82 
德国 AlMg9 <0.50 <0.05 7.0-10.0 <1.0 余量 DIN1725 




铝合金铸造特性比较


铝合金 砂型铸造 重力铸造 低压铸造 高压铸造 流动性 抗热裂性 耐腐蚀性 
ADC12 G G G E G E F 
LM5 F F F F F F E 
A360 G G - G G E G 
A380 F F F E G E F 
A356.2 E E E G G E E 


性能表现排序: E- 优 > G-良 > F-可 




压铸铝合金机械性能


通用牌号 A356 A360 A380 ADC12 LM2 LM5 LM24 
密度 2.67 2.68 2.76 2.68 2.74 2.65 2.79 
熔点 557-613 557-596 538-593 515-582 525-570 580-642 520-580 
热传导率 151 113 109 96.2 100 138 96.3 
抗拉极限 234 317 324 310 300 170-280 320 
伸长率 3.5 3.5 3.5 3.5 1-3 5 1-3 
热容量 0.963 0.963 0.963 0.963 0.963 0.963 0.963