ALCAST铝合金的微观组织对比分析

　　ALCAST板材铝合金（Al-Si系压铸合金）的用途及特性

　　ALCAST是压铸专用铝合金，属于Al-Si系（类似A380/ADC12），专为高压铸造（HPDC）工艺优化设计，适用于薄壁复杂件、汽车零部件和电子壳体等大批量生产场景。其核心优势在于高流动性、低热裂倾向和成本效益。

　　1. 核心特性

　　特性描述

　　铸造性能流动性（螺旋流动长度≥800mm）

　　机械强度抗拉强度≥280 MPa（压铸态）

　　耐热性连续工作温度≤180℃（优于纯铝）

　　表面质量铸件表面粗糙度Ra≤3.2μm（无需二次加工）

　　密度2.68 g/cm³（比钢轻65%）

　　ALCAST化学成分：

　　铬(Cr)≤0.04

　　锆(Zr)0.08～0.15

　　锌(Zn)5.7～6.7

　　硅(Si)≤0.12

　　铁(Fe)0.000～0.150

　　锰(Mn)≤0.10

　　镁(Mg)1.9～2.6

　　钛(Ti)≤0.06

　　铜(Cu)2.0～2.6

　　铝(Al) 余量

　　注：单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　ALCAST铝棒力学性能：

　　密度：20℃(68℉)时为 2.83g/cm3(0.102lb/in3)。

　　退火温度 415℃(775℉)

　　固溶温度 475℃(890℉)

　　时效温度 120-175℃(250-350℉)

　　注 ：管材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：所有壁厚

　　ALCAST铝合金热处理工艺

　　1、熔炼

　　ALCAST合金特点是含Mn，Mn是难熔金属，熔炼温度应控制在740-760℃。取样前均匀搅拌两次以上，保证金属完全熔化、温度准确、成分均匀。搅拌后在铝液深度的中部、炉膛左右两侧各取一个样进行分析，分析合格后即可转炉。

　　2、净化与铸造

　　熔体转入静置炉后，用氮气和精炼剂进行喷粉、喷气精炼，精炼温度735-745℃，时间15分钟，精炼完后静置30分钟。通过此过程除气、除渣、净化熔体。　熔

　　铸时在铸模至炉口间有两道过滤装置，炉口有泡沫陶瓷过滤板(30PPI)过滤，铸造前用14目玻璃纤维丝布过滤，充分滤去熔体中的氧化物、夹渣。

　　3. 主要应用领域

　　领域典型部件性能要求

　　汽车工业发动机支架、变速箱壳体高刚性+减重需求

　　3C电子笔记本外壳、散热器基座薄壁成型+电磁屏蔽

　　家电空调压缩机壳体、洗衣机配重块耐腐蚀+低成本

　　电动工具手持设备外壳、齿轮箱抗冲击+尺寸稳定性

　　4. 力学性能（压铸态）

　　状态抗拉强度 (MPa)屈服强度 (MPa)延伸率 (%)硬度 (HB)

　　As-Cast280-320140-1602-380-90

　　T5时效310-340180-2001-295-105

　　5. 压铸工艺参数

　　推荐HPDC参数（冷室压铸机）：

　　python复制代码# 关键工艺窗口   melt_temperature = 680-720    # ℃     mold_temperature = 180-220     # ℃     injection_pressure = 40-80     # MPa     injection_speed = 3-5          # m/s

　　缺陷控制要点：

　　气孔：模温＞200℃时降低至＜1%孔隙率

　　缩松：保压压力≥60 MPa，保压时间≥3s

　　6. 后处理与连接

　　表面处理

　　喷砂：消除流痕（Al₂O₃砂粒，粒度#80-#120）

　　阳极氧化：生成10-15μm氧化层（需先酸洗去Cu富集层）

　　焊接性

　　方法适用性备注

　　激光焊★★☆需填充4047焊丝（Si含量匹配）

　　搅拌摩擦焊★★★仅适用于厚度＞5mm的修复

　　胶接★★★★☆方案（配合硅烷偶联剂）

　　7. 耐环境性能

　　盐雾试验：96小时出现白锈（需涂装防护）

　　导热系数：96 W/(m·K)（适合散热部件）

　　导电率：25% IACS（低于纯铝）

　　8. 与其他压铸合金对比

　　对比项ALCASTA380ADC12

　　Si含量8-10%7.5-9.5%9.6-12%

　　Cu含量2-3.5%2-4%1.5-3.5%

　　流动性★★★★☆★★★★★★★★☆

　　成本低（Fe容忍度高）中等中等

　　9. 使用限制与对策

　　不可热处理强化 → 仅能通过T5时效提升硬度（强度增幅＜15%）

　　切削加工性差 → 刀具寿命降低30%（推荐PCD刀具）

　　回收料比例：新料占比需≥50%（避免Fe超标）

　　行业定位总结

　　ALCAST通过高Si+中Cu的配方设计，在成本、工艺性和性能之间取得平衡，是汽车轻量化和消费电子结构件的压铸材料。其的填充能力支持0.5mm壁厚成型，但需注意后续加工损耗率控制（通常≤5%）。随着一体化压铸技术（如特斯拉后底板）的普及，ALCAST类合金的市场占比预计将持续增长。