ALCAST铝合金高速切削加工表面完整性控制
ALCAST铝合金技术规格与应用指南
ALCAST是一种特殊设计的铸造铝合金系列,以其zhuoyue的铸造成型性和优良的机械性能组合而闻名,特别适用于薄壁复杂铸件的生产。
一、基础性能参数
机械性能(典型值)
铸态性能:
抗拉强度:240-280 MPa
屈服强度:180-220 MPa
延伸率:3-6%
冲击韧性:12-15 J/cm²
布氏硬度:85-95 HB
T6热处理后:
抗拉强度:310-350 MPa
屈服强度:260-290 MPa
延伸率:8-12%
布氏硬度:100-115 HB
物理特性
密度:2.72 g/cm³
凝固区间:575-630°C
线膨胀系数:22.5×10⁻⁶/K (20-200°C)
比热容:900 J/(kg·K)
电阻率:40 nΩ·m
ALCAST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。
三、主要应用领域
1. 汽车工业(占比45%)
动力系统:缸盖、油底壳、增压器壳体
底盘系统:控制臂、转向节、悬架支架
传动系统:变速箱阀体、离合器壳体
2. 电子通信(占比25%)
5G基站散热壳体
服务器液冷模块
高功率LED灯具框架
3. 航空航天(占比15%)
辅助动力装置(APU)壳体
航空电子设备支架
无人机结构件
4. 工业装备(占比15%)
液压阀块
压缩机曲轴箱
机器人关节壳体
四、铸造工艺特性
1. 工艺适应性比较
工艺类型适用性典型壁厚表面粗糙度(μm)
高压压铸★★★★★1.5-5mmRa 1.6-3.2
低压铸造★★★★☆3-15mmRa 3.2-6.3
砂型铸造★★★☆☆≥4mmRa 12.5-25
熔模铸造★★★★☆2-10mmRa 1.6-3.2
2. 熔炼关键参数
精炼温度:720-740°C
除气标准:密度指数≤1.5%
变质处理:推荐Sr变质+旋转喷吹复合工艺
浇注控制:
压铸:610-630°C
重力铸造:680-700°C
五、热处理规范
1. T5处理(直接时效)
工艺参数:160-180°C × 4-6h
特点:保留铸造应力,尺寸稳定性好
适用场景:尺寸精度要求高的薄壁件
2. T6处理(固溶+时效)
固溶处理:530±5°C × 4-8h → 快速淬火
人工时效:155±5°C × 6-10h
效果:佳强韧性组合
3. T7处理(过时效)
在T6基础上增加:200±5°C × 2-4h
优势:提升高温稳定性,降低残余应力
六、质量控制要点
1. 微观组织要求
初晶Si尺寸:≤30μm
共晶Si形貌:纤维状/珊瑚状
Fe相含量:≤0.5vol%
2. 无损检测标准
X射线检测:ASTM E155 Level 2
超声波检测:AMS 2631 Class A
荧光渗透:NAS 410 Cat 1
3. 典型缺陷控制
气孔率:≤1.5%
缩松面积:≤3%截面积
冷隔深度:≤0.1mm
七、表面处理方案
1. 化学转化
阿洛丁处理:1200S配方
无铬钝化:钛锆系转化膜
膜厚:0.5-1.5μm
2. 阳极氧化
类型:阳极氧化
膜厚:15-25μm
硬度:≥300 HV
3. 喷涂系统
前处理:喷砂Sa2.5级
底漆:环氧锌黄底漆(15-20μm)
面漆:聚氨酯面漆(40-60μm)
八、加工性能指南
1. 机加工参数
切削速度:150-300 m/min
进给量:0.1-0.2 mm/rev
刀具选择:
粗加工:金刚石涂层刀具
精加工:PCD刀具
2. 焊接修复
TIG焊接:
焊丝:ER4047
参数:90-120A, 10-15V
激光焊接:
功率:2-3kW
速度:3-5m/min
九、材料发展新趋势
纳米改性ALCAST:
添加0.1-0.3% AlN纳米颗粒
强度提升15-20%
再生ALCAST:
采用50%再生铝
碳足迹降低40%
高导热版本:
导热系数达200W/(m·K)
用于5G散热模块
ALCAST系列铝合金通过优化的成分设计和工艺控制,实现了铸造性能与力学性能的完美平衡,是复杂薄壁结构件的理想选择。根据应用需求,可通过调整热处理制度和合金微合金化实现性能定制化。
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