铸造铝硅合金特性和分类

2.3．1 铸造铝合金的一般特性

为了获得各种形状与规格的优质精密铸件．用于铸造的铝合金必须具备以下特性，其中最为关键的是流动性和可填充性。

(1) 有填充狭槽窄缝部分的良好流动性；

(2) 有适应其他许多金属所要求的低熔点：

(3)导热性能好，熔融铝的热量能快速向铸模传递，铸造周期较短；

(4) 熔体中的氢气和其他有害气体可通过处理得到有效的控制；

(5)铝合金铸造时，没有热脆开裂和撕裂的倾向：

(6)化学稳定性好，有高的抗蚀性能；

(7)不易产生表面缺陷，铸件表面有良好的光泽和低的表面粗糙度，而且易于进行表面处理；

(8)铸造铝合金的加工性能好，可用压模、硬(永久)模、生砂和干砂模、熔模、石膏型祷造模进行铸造生产，也可用真空铸造、

低压和高压铸造、挤压铸造、半固态铸造、离心铸造等方法成形，生产不同用途、不同品种规格、不同性能的各种铸件。

2.3．2铸造铝合金的牌号与状态表示方法

铸造铝合金可分为热处理强化型和非热处理强化型两大类。目前，世界各国已开发出了大量洪铸造的铝合金，但目前基本的合金只有

以下6类：

(1)A1-Cu铸造铝合金；

(2)Al-Cu-Si铸造铝合金；

(3)Al-Si铸造铝合金；

(4)Al-Mg铸造铝合金；

(5)A1-zn-Mg铸造铝合金；

(6)Al-Sn铸造铝合金：

铸造铝合金系目前国际上无统一标准，各国(公司)都有自己的合金命名及术语，下面分别简述如下。

2．3．2．1 中国铸造铝合金的牌号与状态表示方法

(1)按GB8063规定，铸造铝合金牌号用化学元素及数字表示，数字表示该元素的平均含量。在牌号的最前面用“z”表示铸造，例

如ZAISi7Mg，表示铸造铝合金，平均含硅量为7％，平均含镁量小于1％。另外还有用合金代号表示法，合金代号由字母“z”、“L”(分别是“铸”、“铝”的汉语拼音第一个字母)及其后的三位数字组成。zL后面第一个数字表示台金系列．其中1、2、3、4分别表示铝硅、铝铜，铝镁．铝锌系列合金，ZL舌面第二位、第三位两个数字表示顺字号。优质合金的数字后面附加字母“A”：

(2)合金铸造方法和变质处理代号。

S——砂型铸造；

J——金属型铸造；

R——熔模铸造；

K——壳型铸造；

B——变质处理。

(3)合金状态代号。

F——铸态；

T1——人工时效；

T2——退火；

T4——固溶处理加自然时效；

T5——固溶处理加不完全人工时效；

T6——固溶处理加完全人工时效；

17——固溶处理加稳定化处理；

T8——固溶处理加软化处理。

(4)铸造铝合金化学成分。

根据GB／T1173—1995规定，铸造铝合金化学成分见表2-3，杂质允许含量见表2-4。

美国及ISO铸造及铝合金

根据美国铝业协会（AA）规定，铸造铝合金用三位数字加小数点表示，小数点后是“O”（XXX.O）表示纯铝及铝合金铸件成分，小数点后是“1”或“2”(即XXX．1或XXX.2)表示纯铝或铝合金铸锭。牌号的第一位是“1”表示铸造纯铝，第一位是“2”、

“3”、“4”、“5”、“7”、“8”表示铸造铝合金

美国铝业协会的分类法如下。

1XX.X：控制非合金化的成分；

2XX.X：含铜且铜作为主要合金化元素的铸造铝合金；

3XX.X：含镁或(和)铜的铝硅合金；

4XX.X：二元铝硅合金；

5XX.X：含镁，且镁作为主要合金化元素的铸造铝合金，通常还含有铜、硅、铬、锰等元素：

6XX.X：目前尚未使用；

7XX.X：含锌，且锌作为主要合金化元素的铸造铝合金；

8XX.X：含锡，且锡作为主要合金化元素

9XX.X：目前尚未使用。

UNS数字系统用A加五位数字表示铸造纯铝及铝合金。IS0标准的铸造纯铝及铝合金中，纯铝铸锭用Al加99及小数点表示。小数点后

为0，表示铝含量有效值为99％，例如铝含量为99．00％，牌号表示为A199．O。小数点后数字为5、7、8表示铝含量的小数点后的有效

值，例如A199．5、A199．7等表示Al含量为99．5％，99．7％。铸造铝合金用Al加元素符号及元素的平均含量表示，牌号前加标准号。ISO铸造铝合金标准号有R164、R2147及3522。例如3522AlCu4MgTi、R164A1CuMgTi、R214A1CuMgTi等。美国“AA”、“U：NS”及“ISO”的铸造纯铝及铝合金牌号及化学成分可参阅有关参考文献。

2．3．2．3 日本的铸造铝合金

表2-5至表2-7列出了日本主要铸造铝合金的化学成分及典型特性和用途。

2．3．2．4世界各国铸造铝合金对照

表2—8为世界各国铸造铝合金牌号对照表。

2．3．3 铸造铝合金的特性和主要用途举例

根据用途或生产方式，铸造铝合金可分为一般铸造用铝合金和压力铸造用铝合金，以下按日本金属协会(JIS)分类法，介绍铸造铝

合金的特性和主要用途。

2．3．3．1 一般铸造用铝合金

A A1-Cu系合金(AClA)

Al—Cu系合金的切削性优良，热处理材料的力学性能高，特别是有较大的伸长率。但高温强度低，容易发生高温断裂及铸造裂纹。耐蚀性比Al—Si和Al—Mg系合金稍差。如用人工时效处理，能显著改善其力学性能。它主要用于制作要求强度较高的零件。

此系列合金的凝固温度范围广，容易产生细的缩孑L，属于铸造比较困难的合金。

B Al—Si系合金(AC3A)

AC3A合金熔液的流动性好，但容易产生缩孔。该合金的热脆性小，焊接性、耐蚀性好。主要用于薄壁大型铸件和形状复杂的铸件。

C Al—Mg系合金(AC7A，AC7B)

Al-Mg系合金添加镁能够提高力学性能，改善切削性及耐蚀性，但热脆性却增大了。Al—Mg合金容易氧化，熔液的流动性不好。凝固温度的范围广，补缩冒口的效果差，铸造的成品率低

Ac7A(含镁3．5％～5％)合金的耐蚀性，特别是对海水的耐蚀性好，容易进行阳极氧化而得到美观的薄膜。在该系合金中，它是伸长

率最大、切削性也好的合金。但熔化、铸造比较困难。

AC7B(含镁9．5％～11．0％)经过T4处理可以得到比AC7A更优良的力学性能，阳极氧化性也好，但容易发生应力腐蚀，铸造性不

好。

D AL-siCu系合金(AC2A，AC2B，AC4B，AC4D,

AC2A、AC2B是在Al—Cu系合金中添加硅，AC4B，AC4D是在Al—Si系合金中添加铜，从而使它们的切削性与力学性能得到改善的合

金。如经过热处理，其效果更好。

此系列合金，熔液的流动性和耐压性好，它因铸造裂纹和缩孔少，而广泛用于机械零件的铸造，也适用于金属模的铸造。

AC2A、AC2B的切削性和焊接性好，铸造裂纹少，但铸造操作方法难以掌握。

AC4B的铸造性和焊接性良好，但耐蚀性较差。

AC4D的强度高，铸造性良好，有耐热性、耐压性，耐蚀性也好。

E Al—Si—Mg系合金(AC4A，AC4C)

在AL-Si系合金添加少量的镁，不仅不会失去AL-Si系合金的特性且会改善其力学性能与切削性。

AC4A由于添加了锰，故铸造性非常好，耐震性、力学性能能及耐蚀性也好。

AC4CC铸造性、焊接性、耐震性、耐蚀性都好是电性最为优良的铸造铝合金。

F A1-Cu-Mg-Ni系合金(AC5A)

此系列合金的铸造性不太好，但与其它耐热合金比较缩孔却很少，出现外缩孔的倾向较大。膨胀系数稍高，但切削性、耐磨损性优良。

G ALSi-Cu-Mg-Ni系合金(AC8A，AC8B)

为降低Al—Cu-Mg—Ni系合金的热膨胀系数，改善耐磨性，可在其中添加硅。此系合金可作为活塞用合金。当要求线膨胀系数和耐磨性时，可采用过共析结晶硅合金。

AC8A耐热性良好，线膨胀系数小，与AC8B比较，内部容易发生气孔。

AC8B高温强度比AC8A优良，铸造性也优良，但是线膨胀系数比AC8A大。

从AC8B中除掉镍便是AC8C，温度在300℃以下时，其性能与AC8B差不多。

H 其他合金

a超级硅铝合金

超级硅铝合金是制作活塞用的合金，其组成是把AC8A中硅的含量定为15％～23％。此种合金的铸造性与AC8A和AC8B没有多大差