ALCAST铝合金高精度CNC加工的切削参数指南

　　ALCAST板材铝合金的深度解析

　　ALCAST实测化学成分：

　　Al :余量

　　硅 Si :≤0.25

　　铜 Cu :≤0.10

　　镁 Mg:2.2~2.8

　　锌 Zn:≤0.10

　　锰 Mn:≤0.10

　　铬 Cr:0.15~0.35

　　铁 Fe: 0.000~ 0.400

　　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力学性能：

　　抗拉强度 σb (MPa)：≥205

　　条件屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥170

　　伸长率 δ5 (%)：≥9

　　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)

　　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5106次时160MPa(23ksi);R.R.Moore型试验。

　　二、ALCAST板材典型特性

　　1. 铸造工艺性能

　　流动性：比普通变形铝合金高30-50%

　　热裂倾向：低至中等（取决于具体合金）

　　收缩率：5-7%（凝固收缩）

　　气密性：优良（特别适合薄壁件铸造）

　　2. 力学性能（典型值）

　　合金类型抗拉强度(MPa)屈服强度(MPa)延伸率(%)布氏硬度(HB)

　　Al-Si系220-310140-2202-1060-90

　　Al-Cu系300-450200-3501-880-120

　　Al-Mg系250-350150-2805-1550-80

　　3. 物理特性

　　密度：2.65-2.85 g/cm³（比普通铝材低3-8%）

　　热膨胀系数：21-24×10⁻⁶/°C

　　热导率：90-160 W/(m·K)

　　电导率：22-40% IACS

　　三、核心优势

　　近净成形能力：

　　可铸造小壁厚1.5mm

　　尺寸精度可达CT6-CT8级

　　表面粗糙度Ra 3.2-6.3μm（铸态）

　　设计自由度：

　　可实现复杂内部空腔结构

　　适合一体化成型（减少组装部件）

　　允许集成冷却通道等特殊结构

　　经济性优势：

　　材料利用率可达85-95%

　　比机加工件成本降低30-60%

　　模具寿命长（通常5-10万次）

　　四、主要应用领域

　　1. 汽车工业（占比约45%）

　　发动机缸体/缸盖

　　变速箱壳体

　　转向节

　　电动车电池箱体

　　2. 航空航天（高端应用）

　　航空发动机机匣

　　直升机传动壳体

　　卫星支架结构

　　无人机框架

　　3. 工业设备

　　液压阀体

　　泵壳体

　　压缩机部件

　　机器人结构件

　　4. 消费电子

　　笔记本外壳

　　5G基站壳体

　　相机机身

　　VR设备框架

　　五、加工工艺要点

　　1. 铸造工艺选择

　　工艺类型适用壁厚表面质量小孔径公差等级

　　压铸0.8-25mm优φ2mmCT6-CT7

　　砂型铸造≥3mm一般φ5mmCT10-CT12

　　金属型2-50mm良好φ3mmCT8-CT9

　　熔模铸造0.5-8mm优良φ1mmCT5-CT6

　　2. 后处理工艺

　　T5热处理（铸件直接时效）

　　温度：150-200°C

　　时间：4-12小时

　　效果：提高尺寸稳定性

　　T6热处理（完全热处理）

　　固溶：500-540°C/4-12h

　　淬火：60-80°C水

　　时效：150-180°C/4-16h

　　表面处理：

　　微弧氧化（膜厚30-100μm）

　　粉末喷涂（40-120μm）

　　电泳涂装（15-25μm）

　　六、选型设计建议

　　1. 壁厚设计原则

　　均匀壁厚（推荐3-6mm）

　　大壁厚差不超过2:1

　　过渡区采用渐变设计

　　2. 加强筋设计

　　高度≤5倍壁厚

　　根部圆角R≥0.25t（t为壁厚）

　　间距≥3倍筋高

　　3. 模具考虑因素

　　拔模斜度1-3°

　　分型面选择在大截面处

　　顶针位置避开功能面

　　七、质量控制要点

　　铸造缺陷防控：

　　X射线检测气孔（ASTM E505）

　　渗透检测表面裂纹（ASTM E165）

　　超声波检测内部缺陷（ASTM E317）

　　力学性能测试：

　　每炉次至少3组试样

　　测试标准：ASTM B557/B557M

　　尺寸检测：

　　首件全尺寸检测

　　批量生产5-10%抽检

　　关键尺寸检测

　　八、典型问题解决方案

　　1. 热裂问题

　　措施：

　　优化浇注系统（采用阶梯式）

　　控制模温（180-250°C）

　　添加晶粒细化剂（如Ti+B）

　　2. 气孔缺陷

　　对策：

　　提高模具排气（排气槽深度0.05-0.15mm）

　　使用真空压铸

　　熔体除气（氩气旋转除气）

　　3. 尺寸变形

　　解决方案：

　　增加工艺补偿量

　　优化冷却系统

　　采用校正模具

　　ALCAST铝合金板材特别适合需要复杂形状、高结构效率的中等强度应用场景。在实际选用时，建议根据具体服役条件（载荷、环境、寿命要求等）选择合适的合金系和处理工艺，必要时可咨询材料专家进行定制化开发。