ALCAST铝合金的焊接性能及接头强度研究

　　ALCAST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设计的高性能铝合金系列，属于Al-Si-Mg系铸造铝合金。该系列材料通过优化的化学成分设计和先进的铸造工艺控制，具有优异的铸造性能和良好的机械性能，广泛应用于汽车、航空航天等领域的复杂铸件生产。

　　ALCAST实测化学成分：

　　硅 Si :0.7~1.3 ;

　　铁 Fe:0.5 ;

　　铜 Cu:0.10;

　　锰 Mn: 0.4~1.0;

　　镁 Mg: 0.6~1.2;

　　铬 Cr:0.25;

　　锌 Zn:0.20;

　　钛 Ti:0.10;

　　铝 AL:余量。

　　注:单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　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%

　　ALCAST铝合金力学性能：

　　抗拉强度 σb(MPa)：≥310

　　条件屈服强度σ0.2 (MPa)：≥270

　　伸长率 δ5(%)：≥6

　　弹性模量：E 69.3～70.7Gpa

　　退火温度为：345℃。

　　热膨胀系数(200-100℃)

　　熔点范围(℃)

　　电导率20℃(68°F)(%ACS)

　　电阻率20℃(68°F)m㎡/m

　　密度(20℃)g/cm3

　　注 ：棒材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：棒材直径(方棒、六角棒内切圆直径)≤25

　　状态：铝及铝合金拉(轧)制无缝管 (H32)

　　二、主要特性

　　1. 机械性能

　　强度特性：抗拉强度可达250-350MPa（取决于具体牌号）

　　延伸率：典型值为3-10%

　　硬度范围：80-120HB

　　疲劳性能：10⁷循环疲劳强度达90-120MPa

　　2. 铸造性能

　　流动性能：比普通铸造铝合金提高20-30%

　　收缩率：体积收缩率约4-6%

　　热裂倾向：低热裂敏感性

　　气密性：适合生产高压密封件

　　3. 物理特性

　　密度：2.65-2.70 g/cm³

　　热导率：约120-150 W/(m·K)

　　热膨胀系数：21.5-23.5×10⁻⁶/°C(20-100°C)

　　比热容：900-950 J/(kg·K)

　　4. 加工性能

　　切削性能：切削力比钢铁材料低60-70%

　　表面处理：适合阳极氧化、喷涂等处理

　　焊接性能：可采用TIG/MIG焊接

　　抛光性能：可获得镜面效果(Ra<0.1μm)

　　三、典型应用领域

　　1. 汽车工业

　　发动机部件：缸体、缸盖、进气歧管

　　传动系统：变速箱壳体、离合器壳体

　　底盘部件：控制臂、转向节

　　电动车辆：电池壳体、电机外壳

　　2. 航空航天

　　航空发动机：辅助部件壳体

　　飞机结构：非承力支架、舱门部件

　　航天器：仪器支架、外壳部件

　　3. 工业设备

　　液压系统：泵体、阀体

　　压缩机：壳体、端盖

　　机器人：轻量化结构件

　　四、常见ALCAST牌号对比

　　牌号ALCAST 1ALCAST 3ALCAST 5ALCAST 7

　　主要成分AlSi7MgAlSi9MgAlSi10MgAlSi12Mg

　　抗拉强度(MPa)250280310290

　　屈服强度(MPa)0

　　延伸率(%)8657

　　典型应用一般结构件薄壁件高强件高气密件

　　五、热处理工艺

　　ALCAST铝合金推荐热处理工艺：

　　T5处理：铸态+人工时效(150-180°C×2-8h)

　　T6处理：

　　固溶处理：535±5°C×4-12h

　　淬火：60-100°C热水

　　时效：155±5°C×2-10h

　　T7处理：过时效处理(提高尺寸稳定性)

　　六、铸造工艺要点

　　熔炼控制：严格控制在700-750°C

　　精炼处理：采用氩气或旋转除气

　　模具设计：考虑收缩率和补缩系统

　　工艺选择：

　　高压铸造：适合大批量生产

　　砂型铸造：适合大型复杂件

　　熔模铸造：适合高精度零件

　　质量控制：X射线检测气孔和缩松

　　ALCAST铝合金系列通过优化的成分设计和先进的铸造工艺，实现了良好的综合性能平衡。其优异的铸造性能特别适合生产复杂薄壁铸件，在汽车轻量化和工业设备制造领域具有显著优势。