ALCAST铝合金航天应用中的性能经济性对比

　　ALCAST板材铝合金的用途及特性分析

　　一、ALCAST铝合金概述

　　ALCAST是一种专为铸造工艺优化的铝合金板材系列，属于改良型Al-Si系铸造合金。这类材料通过特殊的成分设计和轧制工艺，兼具铸造铝合金的流动性和轧制板材的机械性能，主要用于需要复杂成型又要求一定强度的结构件制造。

　　ALCAST化学成分：

　　执行标准：AMS4086-AMS4058 DIN-A-256/12

　　镁 Mg：3.5～4.5

　　锌 Zn：≤0.25

　　锰 Mn：0.20～0.7

　　钛 Ti ：≤0.15

　　铬 Cr：0.05～0.25

　　铁 Fe： 0.000～ 0.500

　　注：单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　ALCAST铝棒力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥240

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥95

　　伸长率 δ10 (%)：≥10

　　伸长率 δ5 (%)：≥12

　　注 ：管材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：所有壁厚

　　ALCAST热处理规范：

　　1.均匀化退火:加热475～490℃;保温12～14h;炉冷。

　　2.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。

　　3.快速退火:加热350～460℃;保温时间30～120min;空冷。

　　4.淬火和时效:淬火 495～505℃,水冷;自然时效室温96h。

　　2. 机械性能

　　牌号状态抗拉强度(MPa)屈服强度(MPa)伸长率(%)硬度(HB)

　　360F180-240120-1602-460-75

　　360T5230-290180-2203-575-90

　　380F220-280160-2002-370-85

　　380T5280-330200-2401-380-95

　　3. 物理特性

　　密度: 2.68-2.71g/cm³

　　热导率: 96-120W/(m·K)

　　电导率: 22-28%IACS

　　热膨胀系数: 21.5-23.6×10⁻⁶/°C

　　固相线温度: 520-580°C

　　4. 特殊性能

　　铸造流动性: （螺旋流动性>60cm）

　　抗热裂性: 优良

　　切削性能: 85-90%（相对标准）

　　表面处理适应性: 良好

　　气密性: 高压铸造可达50MPa

　　三、主要用途

　　1. 汽车工业

　　发动机支架和托架

　　变速箱壳体

　　油底壳和泵体

　　新能源汽车电池壳体

　　2. 电子电器

　　散热器外壳

　　电机端盖

　　5G基站壳体

　　电源逆变器外壳

　　3. 工业设备

　　液压阀块

　　空压机壳体

　　食品机械部件

　　纺织机械框架

　　4. 建筑装饰

　　装饰性铸件

　　艺术浮雕板

　　仿古建筑构件

　　特种门窗型材

　　四、加工工艺特点

　　铸造工艺窗口：

　　压铸温度: 680-720°C

　　模具温度: 180-250°C

　　注射速度: 30-50m/s

　　比压: 400-800bar

　　热处理工艺：

　　T5处理: 180-220°C×4-8h

　　T6处理: 固溶530°C×6h+时效155°C×8h

　　退火: 345°C×2h缓冷

　　后续加工：

　　机加工余量: 0.5-1.5mm

　　钻孔进给: 0.05-0.15mm/rev

　　铣削速度: 300-500m/min

　　抛光: 可达Ra0.8μm

　　五、应用技术要点

　　设计建议：

　　小壁厚: 2.5mm（压铸）

　　拔模斜度: 1-3°

　　圆角半径: ≥1.5mm

　　加强筋高宽比≤5:1

　　焊接修复：

　　适用方法: TIG焊（4047焊丝）

　　预热温度: 150-200°C

　　层间温度: ≤250°C

　　焊后需时效处理

　　表面处理：

　　化学镀镍: 厚度10-25μm

　　阳极氧化: 需特殊前处理

　　粉末喷涂: 环氧底漆+聚酯面漆

　　电泳涂装: 耐蚀性佳

　　六、市场常见规格

　　参数压铸板轧制板

　　厚度(mm)3-251.5-10

　　宽度(mm)500-1200800-2000

　　长度(mm)600-25002000-6000

　　表面状态铸态O/H12

　　公差等级CT6-CT7±0.1mm

　　ALCAST系列铝合金通过优化硅含量和添加特殊微量元素，在保持良好铸造性能的同时提高了机械强度，特别适合需要复杂成型又要求一定结构强度的部件制造。其优异的切削性能和表面处理适应性使其成为大批量生产精密铸件的理想选择。