ALCAST铝合金的汽车轻量化方案

　　ALCAST铝合金的详细特性与用途分析

　　一、ALCAST铝合金概述

　　ALCAST是国际铝业协会(AA)注册的一种铸造铝合金系列，代表"Aluminum Casting"的缩写。这类合金专为铸造工艺优化设计，具有优异的流动性、铸造成形性和机械性能。

　　ALCAST化学成分：

　　硅 Si ：≤0.40

　　铜 Cu ：≤0.10

　　镁 Mg：4.0～4.9

　　锌 Zn：≤0.25

　　锰 Mn：0.40～1.0

　　钛 Ti ：≤0.15

　　铬 Cr：0.05～0.25

　　铁 Fe： 0.000～ 0.400

　　铝 Al ：余量

　　注：单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　ALCAST力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥310

　　条件屈服强度 σ0.2 (M其他：

　　单个：0.05 合计：0.15 Pa)：≥260

　　伸长率 δ10 (%)：≥10

　　注 ：型材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：所有厚度

　　ALCAST热处理规范：

　　均匀化退火:加热475～490℃;保温12～14h;炉冷。

　　完全退火:加热350～400℃;随材料有效厚度不同,保温时间30～120min;以30～50℃/h速度随炉冷至300℃下,再空冷。

　　快速退火:加热350～460℃;保温时间30～120min;空冷。

　　淬火和时效:淬火495～505℃,水冷;自然时效室温96h。

　　三、核心特性

　　1. 物理特性

　　密度: 2.70-2.81 g/cm³

　　热膨胀系数: 21-23 μm/m·K(20-100℃)

　　比热容: 0.96 J/g·K

　　2. 机械性能(以A380-F为例)

　　抗拉强度: 315 MPa

　　屈服强度: 160 MPa

　　延伸率: 3%

　　布氏硬度: 80 HB

　　疲劳强度: 140 MPa(5×10⁸次循环)

　　3. 工艺特性

　　铸造温度: 680-760℃

　　凝固收缩率: 1.2-1.6%

　　流动性指数: 85-95(相对值)

　　四、主要应用领域

　　1. 汽车工业(占应用总量的60%)

　　动力系统：发动机缸体、缸盖、油底壳

　　传动系统：变速箱壳体、离合器壳体

　　底盘部件：转向节、悬架支架

　　典型案例：特斯拉使用ALCAST A365铸造电池壳体

　　2. 航空航天

　　航空器部件：仪表壳体、支架

　　航天器组件：卫星结构件(需特殊热处理)

　　3. 电子电器

　　散热系统：5G基站散热器、服务器冷却模块

　　外壳部件：电机壳体、变频器外壳

　　4. 工业设备

　　液压系统：泵体、阀体

　　食品机械：符合FDA标准的食品加工部件

　　五、加工工艺指南

　　1. 铸造工艺选择

　　工艺类型适用厚度(mm)表面粗糙度(μm)生产速率

　　高压铸造1.5-5Ra 1.6-3.2高

　　低压铸造3-15Ra 3.2-6.3中

　　砂型铸造>5Ra 12.5-25低

　　2. 热处理规范

　　T5处理：160℃×8h(提高强度20-30%)

　　T6处理：535℃×6h固溶+155℃×4h时效

　　T7处理：过时效处理(改善尺寸稳定性)

　　3. 表面处理建议

　　阳极氧化：可形成15-25μm氧化层

　　电镀：需特殊前处理(锌置换/化学镀镍)

　　喷涂：环氧粉末涂层附着力≥8MPa

　　六、选型技术参数对照

　　性能指标ALCAST 356ALCAST 380ALCAST 413

　　硅含量6.5-7.5%7.5-9.5%11-13%

　　抗拉强度260MPa315MPa290MPa

　　延伸率6%3%2.5%

　　铸造性★★★★☆★★★★★★★★★☆

　　耐蚀性★★★★★★★★☆☆★★★★☆

　　成本较高中等较低