ALCA5铝合金在汽车轻量化结构中的应用优势

　　ALCA5铝合金的用途及特性详解

　　1. ALCA5铝合金的基本介绍

　　ALCA5铝合金是一种铝-铜（Al-Cu）系铸造铝合金，通常用于砂型铸造、金属型铸造或压铸工艺。其命名可能源自企业标准（如某些公司的内部牌号），而非国际通用标准（如ISO或AA），因此需结合具体化学成分和热处理状态分析其性能。

　　ALCA5实测化学成分：

　　铝 Al(小值)：余量

　　硅 Si：0.30~0.6

　　铁 Fe：0.10~0.30

　　铜 Cu：≤0.10

　　锰 Mn：≤0.10

　　镁 Mg：0.35~0.6

　　铬 Cr：≤0.05

　　锌 Zn：≤0.15

　　钛 Ti：≤0.10

　　未指定的其他元素：单个：≤0.05;合计：≤0.15

　　注：①在生产者或供者与买方都同意下，挤压件和锻件(Zr+Ti)限量大可定为0.25%

　　ALCA5力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥245

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥140

　　伸长率 δ10 (%)：≥10

　　注 ：型材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：所有厚度

　　状态：铝及铝合金拉(轧)制无缝管 (H32)

　　质量特征

　　密度：2.75g/cm3。

　　弹性模量：拉伸：70.3GPa(10.2×106psi)，剪切26.4GPa(3.83×106psi)，压缩71.7GPa(10.4×106psi)

　　疲劳强度：H321和H116状态：循环5106次时160MPa(23ksi);R.R.Moore型试验。

　　性能：具有良好的延展性、抗蚀性;

　　应用：电子、电气用弹簧、开关、接插件、引线框架、连接器、端子、振动片等。ALCA5用于弹性材料;弹性要求特别高时，选用ALCA5;

　　功能：适用于制作弹性元件、零件、耐蚀零件和抗磁零件等材料。

　　规格：厚度：0.08-4.0 ; 宽度：8.0-600

　　2. 主要特性

　　（1）高强度

　　通过Cu元素的固溶强化，ALCA5具有较高的室温强度（抗拉强度通常在250-350MPa范围）。

　　可通过T5或T6热处理（人工时效）进一步提升强度。

　　（2）良好的铸造性能

　　流动性较好，适用于复杂薄壁铸件。

　　热裂倾向较低，适合金属型铸造。

　　（3）中等耐腐蚀性

　　含Cu铝合金的耐蚀性低于Al-Si系（如A356），但通过表面处理（如阳极氧化）可改善。

　　（4）可加工性

　　切削性能优于Al-Si系铸造合金（如ADC12）。

　　可进行抛光、电镀等后处理。

　　3. 典型用途

　　（1）汽车工业

　　发动机支架、变速箱壳体（需高刚性部件）。

　　涡轮增压器壳体（耐高温性要求较低的场景）。

　　（2）航空航天

　　非承力结构件（如仪表支架、舱门铰链）。

　　直升机旋翼配件（需轻量化铸造件）。

　　（3）机械制造

　　液压阀体、泵壳（需压力密封性）。

　　工业机器人关节部件（高强度+轻量化）。

　　（4）装备

　　火炮底座、轻型装甲辅助结构。

　　导弹发射架组件（需铸造一体成型）。

　　（5）消费电子

　　高端相机机身框架（需精密铸造）。

　　无人机机体结构（平衡重量与强度）。

　　4. 化学成分与类似合金对比

　　合号主要成分铸造工艺典型强度 (MPa)核心优势

　　ALCA5Al-Cu-Mg砂型/金属型250-350高强+易切削

　　A356 (Al-Si-Mg)Al-Si7-Mg0.3砂型/压铸200-280优耐蚀+高流动性

　　2024 (变形铝)Al-Cu4-Mg1轧制/锻造400-450超高强度+航空级

　　关键区别点：

　　ALCA5 vs A356：ALCA5强度更高，但A356耐蚀性和铸造流动性更优。

　　ALCA5 vs 2024：2024为变形合金，强度远超铸造ALCA5，但无法直接铸造复杂件。

　　5. 加工与热处理建议

　　铸造工艺：

　　浇注温度：700-750℃（金属型铸造）。

　　模具预热：200-300℃以减少热裂。

　　热处理：

　　T5状态：仅人工时效（如180℃×8小时）。

　　T6状态：固溶处理（500℃×12小时）+时效。

　　6. 注意事项

　　焊接性较差：含Cu铝合金易产生焊接裂纹，需采用特殊焊料（如4043焊丝）。

　　耐蚀性增强：建议进行铬酸阳极氧化或喷涂防腐涂层。

　　总结：ALCA5是适合高强铸造件的铝合金，在汽车、领域优势明显，但需注意其耐蚀性限制和焊接工艺优化。