ALCAST铝合金在化工设备制造中的焊接工艺

　　ALCAST铝合金的用途与特性分析

　　ALCAST铝合金概述

　　ALCAST铝合金是英国ALCOA公司开发的一种铸造铝合金系列，专为砂型铸造和模铸造工艺设计。这类合金具有良好的铸造性能和机械性能平衡，广泛应用于汽车、航空航天和工业领域。

　　ALCAST化学成份：

　　Cu：0.15-0.4

　　Si：0.4-0.8，

　　Fe：0.7-,0.13

　　Mn0.15-0.50,

　　Mg：0.8-1.2

　　Zn：0.25-0.50

　　Cr：0.04-0.35

　　Ti：0.15

　　密度是2.72g/cm3

　　力学性能：

　　拉伸强度(25°CMPa)

　　屈服强度(25°CMPa)

　　硬度500kg力10mm球

　　延伸率1.6mm(1/16in)厚度

　　注：管材室温纵向力学性能

　　不同状态不同的性能。

　　ALCAST铝合金产品用途：

　　铝合金中的主要合金元素为镁与硅，具有中等强度、良好的抗腐蚀性、可焊接性，氧化效果较好。广泛应用于要求有一定强度和抗蚀性高的各种工业结构件，

　　如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、铁道车辆、家具等。

　　主要特性

　　1. 机械性能

　　中高强度：抗拉强度220-320MPa(取决于具体合号)

　　良好延伸率：铸造状态下可达2-8%

　　优异的抗冲击性：特别适合动态载荷应用

　　高疲劳强度：适合循环载荷部件

　　2. 铸造特性

　　优异流动性：能充填复杂铸型

　　低热裂倾向：减少铸造缺陷

　　中等收缩率：约1.3-1.5%

　　良好切削性：铸态可直接机械加工

　　3. 物理特性

　　密度：2.6-2.8 g/cm³(取决于具体成分)

　　熔点范围：550-650°C

　　热膨胀系数：21-23×10⁻⁶/°C

　　热导率：120-150 W/(m·K)

　　4. 耐腐蚀性能

　　在大气环境下耐蚀性良好

　　对海水和化学介质需表面保护

　　可进行阳极氧化处理

　　主要应用领域

　　1. 汽车工业(占总应用约60%)

　　发动机缸体

　　变速箱壳体

　　悬挂部件

　　制动系统组件

　　2. 航空航天

　　飞机液压系统壳体

　　辅助动力装置(APU)部件

　　航空电子设备支架

　　3. 工业设备

　　液压泵和阀门壳体

　　压缩机部件

　　工业机器人结构件

　　重型机械外壳

　　4. 其他领域

　　医疗器械外壳

　　高端音响部件

　　精密仪器框架

　　典型合号及性能比较

　　牌号Si含量Cu含量抗拉强度(MPa)延伸率(%)主要应用

　　ALCAST 2267-9%1-2%260-2803-5通用结构件

　　ALCAST 2388-10%3-4%290-3202-4高强结构件

　　ALCAST 2015-7%0.5-1%220-2406-8薄壁复杂件

　　热处理工艺

　　ALCAST铝合金通常采用以下热处理方案：

　　T5处理：铸后直接人工时效(150-180°C，4-8小时)

　　T6处理：

　　固溶处理(500-520°C，4-6小时，水淬)

　　人工时效(155-165°C，6-10小时)

　　T7处理：过时效处理，提高尺寸稳定性

　　铸造工艺建议

　　熔炼控制：

　　熔炼温度700-750°C

　　建议使用氩气或氮气保护

　　严格除气和除渣

　　浇注参数：

　　浇注温度680-720°C

　　薄壁件取上限温度

　　推荐使用底注式浇注系统

　　模具设计：

　　模温200-300°C(模)

　　合理设置冒口和冷铁

　　拔模斜度≥1°

　　与其他铸造铝合金比较

　　特性ALCASTA356380413

　　抗拉强度(MPa)220-320220-260290-330230-250

　　延伸率(%)2-83-101-32-4

　　铸造性能优异良好良好优异

　　切削性能良好良好优良中等

　　使用注意事项

　　设计考虑：

　　小壁厚≥3mm

　　均匀过渡截面

　　避免尖锐内角(R≥2mm)

　　加工建议：

　　使用硬质合金刀具

　　适当冷却润滑

　　控制进给速度

　　表面处理：

　　推荐阳极氧化(10-25μm)

　　化学转化涂层

　　粉末喷涂或电泳涂装

　　质量控制：

　　X射线检测关键部位

　　渗透检测表面缺陷

　　尺寸精度控制CT6-CT8级

　　ALCAST铝合金系列通过优化的合金成分配比，在铸造性能、机械性能和成本之间取得了良好平衡，特别适合大批量生产的优质铸件。