ALCA5铝合金在汽车轻量化中的关键作用

　　ALCA5圆棒铝合金：用途与特性综合分析

　　基础介绍

　　ALCA5是日本轻金属协会(JIS标准)中的一种特殊铝合金，属于Al-Cu-Mg系铝合金，具有优异的机械性能和特殊应用价值。

　　ALCA5实测化学成分：

　　Cu0.15-0.4-,

　　Si0.4-0.8,

　　Fe0.7-,

　　Mn0.15-,

　　Mg0.8-1.2-,

　　Zn0.25-,

　　Cr0.04-0.35-,

　　Ti0.15

　　力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa) ) 140-180

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa) )≥115

　　试样尺寸：所有壁厚

　　注：管材室温纵向力学性能

　　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5*106次时160MPa(23ksi);R.R.Moore型试验。

　　核心特性

　　1. 机械性能表现

　　超高强度：经热处理后抗拉强度可达450-520MPa

　　优良韧性：断裂韧性KIC值约28-32MPa·m¹/²

　　高温稳定性：在150-250℃范围内保持良好强度

　　疲劳性能：10⁷次循环疲劳强度约140-160MPa

　　2. 物理特性参数

　　密度：2.80g/cm³(略高于常规铝合金)

　　热膨胀系数：23.6×10⁻⁶/℃(20-100℃)

　　比热容：880J/(kg·K)

　　电阻率：50nΩ·m

　　3. 特殊性能优势

　　优异的耐热性：可在250℃下长期工作

　　良好的耐磨性：明显优于6000系铝合金

　　抗应力腐蚀能力：特别适合高应力环境

　　尺寸稳定性：热处理后变形量极小

　　主要应用领域

　　1. 航空航天

　　飞机承力结构件

　　航天器高温部件

　　直升机旋翼连接件

　　2. 装备

　　轻型装甲组件

　　武器系统支架

　　导弹发射装置

　　3. 汽车工业

　　高性能赛车底盘

　　涡轮增压系统部件

　　电动赛车电池框架

　　4. 模具制造

　　塑料注塑模具

　　压铸模模芯

　　精密铸造模具

　　5. 特殊机械

　　石油钻探设备

　　高速纺织机械部件

　　机器人关键受力件

　　热处理工艺规范

　　标准热处理(T6)

　　固溶处理：495-505℃/1h→水淬

　　时效处理：155-165℃/10-12h

　　特殊热处理(T7)

　　过时效处理：190-210℃/8-10h

　　分级时效：165℃/4h→190℃/6h

　　加工技术要点

　　切削加工

　　推荐使用PVD涂层硬质合金刀具

　　切削速度建议80-150m/min

　　需使用高浓度切削液

　　焊接工艺

　　优先采用电子束焊接或激光焊接

　　常规焊接需使用4047焊丝

　　焊后必须进行重新热处理

　　表面处理

　　硬质阳极氧化(膜厚50-80μm)

　　微弧氧化处理

　　化学镀镍

　　市场规格参数

　　直径范围：Φ10-Φ250mm

　　标准长度：2000-4000mm

　　常见状态：T6、T6511、T7351

　　同系合金对比

　　特性ALCA520247075

　　室温强度★★★★☆★★★☆☆★★★★★

　　耐热性★★★★★★★★☆☆★★☆☆☆

　　耐蚀性★★☆☆☆★★☆☆☆★☆☆☆☆

　　加工难度★★★★☆★★★☆☆★★★★☆