压铸工艺培训资料

二元晶相图
➢ 大多数二元合金在固态并不能完全相熔，只能部分互熔，形成有限固熔体，并具有共晶 转变特性。如Al-Si，Al-Cu，Mg-Si，Al-Mg等合金 ➢一般的二元相图有三个基本相：液相L（liquid），固相α，固相β。 α 相为成分B熔于成 分A形成的固相， β 相为成分A熔于成分B形成的固相。B成分低于共晶点的叫亚共晶合金， B成分高于共晶点的叫过共晶合金 ➢Al-Si二元合金的 α 相为成分Si熔于成分Al形成的固相， β 相为成分Al熔于成分Si形成的 固相。
Al非常活跃，除了惰性气体，几乎和所有气体、碳氢化合物、油等反应： 4 Al+3O22Al2O3 , 2Al+3H2OAl2O3+3H2 ↑ ， 2Al+3CO2=Al2O3+3CO ↑ ➢熔炼时间不能太长，尤其在高温下长时间的熔炼易导致晶体非自发去活，引起 铸锭晶粒粗大，并使熔体含气量和夹渣增加 ➢夹渣物影响熔体流动性，凝固过程中聚合产生气泡，影响缩松程度
不去除材料 表示指定表面是用不去除材料方法获得，此图形符号也可用于表示保持上道工序形成的表面，不管 表面粗糙度 这种状况是通过去除或不去除材料形成的
DIN/JIS /ASTM
德国/日本/ 美国标准
DIN表示德国标准化主管机关Deutsches Institut für Normung，JIS表示日本工业标准： Japanese Industrial Standards，ASTM表示美国材料与实验协会：American Society for Testing and Materials
Al-Zn合金
用于模具、模板及某些设备支架等，如YZAlZn11Si7
➢ 有较强的力学性能，当Zn的质量分数大于10%时，强度显著提高； ➢ 抗蚀性差，有应力腐蚀倾向 ➢ 压铸时易热裂
➢锌合金硬度65-140，抗拉强度260-440 铝合金硬度45-90，抗拉强度120-290 总体锌合金比铝合金硬度高，抗拉强度大了
Ra: 在取样长度L内轮廓偏距绝对值的算术平均值。 Rz: 在取样长度内5个最大的轮廓峰高的平均值与5个最大的轮廓谷深的平均值之和。 Ry: 在取样长度L内轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离。
延伸率即试样拉伸断裂后标距段的总变形ΔL与原标距长度L之比的百分数：δ=ΔL/L×100%。工程 上常将δ≥5%的材料称为塑性材料，如常温静载的低碳钢、铝、铜等；而把δ≤5%的材料称为脆性 材料，如常温静载下的铸铁、玻璃、陶瓷等。
汽车车轮罩，摩托车曲轴箱
Al-Si-Cu 系
AlSi9Cu4、 A380、ADC10
较好的铸造性能和力学性能，很好的流动性、 气密性和抗热烈性，较好的力学性能、切削 加工性、抛光性和铸造性
齿轮箱，空冷汽缸头，电动工具罩 子，刹车件，汽车发动机缸体、缸 盖，变速箱壳煤气用具，电梯零件， 活塞和气缸头等
材料牌号的选用
合金系
牌号
特点
应用
Al-Si系 AlSi12
共晶铝硅合金，具有好的抗热裂性能和很好 的气密性、流动性，不能热处理强化，抗拉 强度较低
用于承载负荷低，形状复杂的薄壁 铸件，各种仪表壳体，汽车机匣， 牙科设备，活塞等
Al-Si-Mg AlSi10Mg、
系
AlSi10、A360
亚共晶铝硅合金，较好的抗蚀性能，较高的 冲击韧性和屈服强度，但铸造性能稍差
(YL102)
ISO3522-2007 (GB/T 15115- 0.60-
2009) 0.90 (DIN 1706-2010)
≤0.10
10.513.0
≤0.35
≤0.10
≤0.15
≤0.15
5
Alsi10M g(Fe)
DIN
1706-2010
≤1.0
≤0.1
9.011.0
≤0.55
0.20.5
≤0.15 ≤0.15
二元晶相图
两相区 单相α相： Si熔于Al
二元共晶相图，共晶点为577度，含硅的百分比为11.7%（按此图是12.2%)。硅成分小于1.65%时为单相 α相，此组织为硅在铝中的固溶体；硅含量大于1.65%小于11.7%时为双相组织：初始α相+共晶相（Si+ 共晶α相，共晶α相的硅含量为11.7%，以后同）；当硅含量大于11.7%时，为双相组织：初始Si+共晶相 （Si+共晶α相），过共晶合金先析出初晶；当硅含量等于11.7%时，为单相共晶组织：Si+α相 。具体的 组织成份的比例计算可按杠杆定律进行。
≤1.2
≤0.3 ≤0.15 ≤0.15 ≤0.1
≤0.2
≤0.15
≥240M Pa
≥140M Pa
≥1%
≥90H 屈强强度 B ≥140Mpa
7
AlSi12C u1(Fe)
DIN 1706
0.7--1.3
0.71.2
10.513.5
≤0.55 ≤0.35 ≤0.55
≤0.3
≤0.2
≤0.1
≤0.1
(ASTM B852008)
0.7--1.0
≤0.60
9.010.0
≤0.35
0.450.60
≤0.40 ≤0.50
A380.1 ASTM B179-
3
（ A380.0
2006 (ASTM B85-
0.7--1.0
3.04.0
7.509.50
≤0.5
≤0.1 ≤2.90 ≤0.5
）
2008)
4
AlSi12( Fe)
对铝硅系合金可 抵消铁的有害作 用
对铝硅系合金可 减轻粘模性，在 高硅合金中切削 性变坏
Al-Si合金
用于各种仪表框架、壳体、基座等，如YL102，YZAlSi12
➢ 结晶温度间隔小、合金中硅相有很大的凝固潜热和较大的比热容、线收 缩系数小 ➢ 充型能力较好，热裂和缩松倾向较小 ➢ 有良好的塑性 ➢ 强度较低 ➢ 切削性能差 ➢ 螺纹孔加工困难 ➢ 阳极氧化处理不理想
引用标准
Fe 铁
Cu 铜
Si Mn Mg Zn 硅锰镁锌
Ni 镍
Ti 钛
Cr 铬
Sn 锡
Pb 铅
其它
抗拉强 屈服强 度度
延伸 率
硬度
备注
1
ADC12 JIS H 5302-2006 ＜1.3
1.53.5
9.612.0
＜0.5 ＜0.3 ＜1.0 ＜0.5
＜ 0.30
2
A360.1 (A360.0
)
ASTM B1792006
对抗蚀性的影 响
对铝锌系合金， 抗蚀性提高
含镁高的合金有 优良的抗蚀性
抗腐蚀性降低
抗腐蚀性降低
提高抗腐蚀性
抗腐蚀性降低
对其他性能的 影响
切削性变坏，高 硅铝合金对铸铁 坩埚溶蚀性较大
对铝硅系合金可 改善切削性，粘 模性增加；对AlSi-Cu合金，产生 低温脆性
改善切削性，降 低粘模倾向
对铝锌系合金， 切削性较好
强度与韧性综合性能高
AlSi9Cu3，AlSi12Cu
高强度和韧性、耐热和耐冲击性 AlSi12CuMgNi 的综合性能要求
较高的耐热性、耐冲击性和疲劳 强度等综合性能，良好的抗拉强 度及屈服强度
Alsi7Mg，AlSi6Cu4
具有强度与韧性相结合的综合性 ADC12，AlSi12Cu 能
有好的耐冲击性和强度以及耐腐 AlMg2Mn 蚀性
材料牌号的选用
➢ 铝合金牌号一般是客户指定，客户没指定一般采用公司使用量最大的或 者产能富余的合金牌号（机型）；若考虑采购价格，需要结合密度和价格 一起考虑，考虑密度的话，单价贵的不一定就便宜。 ➢ 目前工业应用的压铸铝合金主要有以下几大系列:Al-Si、Al-Mg、Al-SiCu、Al-Si-Mg、Al-Si-Cu-Mg、Al-Zn等，强度依次增强。压铸铝合金力学 性能的提高往往伴随着铸造工艺性能的降低，多数合金热裂性增加。 ➢ ADC12铝合金属于Al-Si-Cu系，一般做通用件，具体还是需要看最终的 产品对材料的要求，包括气密性和硬度。 ADC12 主要用于摇臂、化油器、 水泵壳体、变速箱壳体、离合器壳体、转向机壳体等零件的生产 ➢ 高硅铝合金材料（含硅量20%-35%）具有优越的耐磨性能，高硅铝合金 因具有比重小、重量轻、导热性好、热膨胀系数低、体积稳定性及耐磨、 耐蚀性好等一系列优点,而广泛的用作汽车发动机的缸套、活塞、转子、刹 车盘、特殊紧固件等材料。
2. 电动工具配件：电机外壳，电机转子，保护罩，机头等 3. 电子电器配件：微型马达座，手机、电脑外壳，散Hale Waihona Puke Baidu器，光
驱架，电视接线盒等 4. 其他：铝锅、机械连接件、工艺品、装饰品、通信基础设备、
3C产品、装备制造业、机电仪表
铝压铸合金的应用
铝压铸合金的应用
资料来源：中国信息产业网
铝压铸合金的应用
AlSi11Cu3、 AlSi17Cu5Mg、 ADC12、 ADC14
过共晶铝硅合金，具有好的流动性，中等的 气密性和好的抗热烈性，高的耐磨性和低膨 胀系数
发动机机体、刹车块、带轮、泵和 其他耐磨零件
Al-Mg系 AlMg5Si1
抗蚀性能好，冲击韧性高，伸长率低，铸造 汽车变速器的油泵壳体，连杆，联
压铸铝合金中主要元素的作用
元素 含量变化 对铸造性能的影响
对力学性能的 影响
Si
增加
流动性提高，产生缩孔，热裂倾向 抗拉强度提高，
小
伸长率下降
Mg
增加
对铝镁系合金流动性提高，热裂倾 抗拉强度提高，
向增大，易疏松
伸长率下降
Cu
增加
流动性提高，热裂倾向增大
抗拉强度、硬度 提高，伸长率下 降，降低塑性
Zn
➢布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、里氏（HL）硬度等，其中以HB及HRC较为常用 ➢布氏硬度计的测头为钢球，而洛氏硬度计的测头为金刚石 ➢在一定条件下，HB与HRC可以互换。其换算公式可大概记为：1HRC≈1/10HB。
去除材料表 面粗糙度
表示指定表面是用去除材料的方法获得，如通过机械加工获得的表面
压铸工艺培训
报告人： 部 门：压铸工艺部 日 期：2016.10.14
目录
➢ 铝压铸合金的应用 ➢ 材料牌号 ➢ 材料牌号的选用 ➢ 材料熔炼、除气 ➢ 二元晶相图
铝压铸合金的应用
1. 摩托车、汽车配件：轻量化、导热性能好、高强度、良好的 塑性。汽车发动机缸体，缸盖，化油器壳体，齿轮泵，车轮 毂，底盘，刹车踏板，雨刮器系列等。
性能差
结器，钓鱼竿
熔炼、除气
➢ 熔化炉气氛中的气体，是铝液气体的主要来源之一：氢气、氧气、水蒸气、 二氧化碳、一氧化碳、氮气，二氧化硫和各种碳氢化合物 ➢ 铝合金容易吸氢，氢原子小，较易溶于金属，在高温下容易迅速扩散，所以 需要控制熔炼温度720±20°C。铝的熔点是660°C，合金熔点比纯铝要低， 视情况而定 ➢ 铝渣主要是Al2O3，SiO2，MgO
➢假如产品表面要抛光电镀，外观要求高，那就不得不用锌合金的。铝合金材质是很 难达到很高的表面质量要求的，因为铝合金压铸成型性能较差，在制品表面易产品很 多的气孔，电镀出来后表面质量很差
材料牌号的选用
零件
发动机气缸 发动机活塞 发动机缸盖
端盖、支架、阀体 方向盘
特性
材料牌号
较低的热膨胀率与较好的耐磨性， A390，A380，ADC10，
≤0.2
＜0.2 ＜0.2
≥240M ≥154M ≥1.4 ≥80H 屈强强度 Pa Pa % B ≥154Mpa
≤0.15 ≤0.35
≤0.25
≥315M Pa
≥165M Pa
≥3.5 %
机械性来源于 A360.0
屈服强度 ≥325M ≥160M ≥3.5 ≥85H ≥160Mpa (机
Pa Pa % B 械性来源于
≤0.2
≤0.25
≥240M Pa
≥140M Pa
≥1%
≥70H B
参数字符含义
字符 含义
解释
σb
抗拉强度 抗拉强度即表征材料最大均匀塑性变形的抗力，单位为MPa。
Rp
δ HB/HRC /HV/HL
表面粗糙度 延伸率 硬度
➢Rp----最大的峰值（在取样长度内，在平均线以上的轮廓的最大高度） 表面粗糙度有Ra ，Rz，Ry 之分，据GB 3505摘录：
企业
广东鸿图
发动机系统
√
传动系统
√
转向系统
制动系统
雨刮系统
底盘系统
空气管理系统
电子控制系统
车体结构件
电子仪表
√
通讯
√
模具
√
鸿特精密
√ √
√
宜安科技
√
√ √ √ √
文灿股份
√ √
√
√ √ √ √
√
爱柯迪
√ √ √ √ √
华朔
√ √ √ √
√
√
√
√
数据来源：上市公司年报
华朔用的材料牌号
序号
原材料 牌号
A380.0)
≤0.25
≥240M Pa
≥130M Pa
≥2%
≥60H B
≤0.05
≤0.15
≤0.15
≥240M Pa
≥140M Pa
≥1%
≥70H B
6
AlSi9Cu 3(Fe)
DIN 1706-2010 （DIN 1725-
0.60.8
1983)
3.23.7
8.0- 0.310.0 0.5
0.10.3
增加
提高流动性，对铝锌系和高硅系合 金，铸造性能提高，热裂倾向增大
对铝锌系合金抗 拉强度提高，伸 长率下降
注：含镁8％的铝合金具有优良的
Mg
≤0.5%
耐蚀性，但其铸造性能差，在高温 提高强度和屈服 下的强度和塑性都低，冷却时收缩 极限
大，故易产生热裂和形成疏松。
Fe
增加
流动性降低，热裂倾向大
力学性能明显下 降