铸造铝合金的分类

​铸造铝合金的分类

为了获得各种形状与规格的优质精密铸件，用于铸造的铝合金应具有如下优良特性，其中最关键的是流动性和可填充性，其主要特性如下：

①填充狭窄部分的良好流动性;

②适应其他许多金属要求的低熔点;

③熔融铝的热量可快速向铸模传递，铸造周期较短;

④氢是合金中唯一具有较好溶解性的气体，且铝中氢的可溶性可通过处理得到时效控制;

⑤铝合金铸造时没有热脆开裂和撕裂倾向;

⑥化学稳定性好，有高的抗蚀性能;

⑦良好的铸造表面光洁度，铸件表面光泽，很少或没有表面缺陷。

铸造铝合金具有与变形铝合金相同的合金系。铸造铝合金同样可分为不可热处理强化和可热处理强化两大类。除含有相应的强化元素外，还必须含有足够量的共晶形元素（主要是硅）使合金具有相当的流动性，并易于填充铸造时铸件的收缩。所以铸造铝合金中硅元素的最大含量超过多数变形铝合金中硅的含量，这也是变形铝合金和铸造铝合金的主要差别。

铝-硅成分相图示出了单一的共晶形系统的状况，该共晶系统使多数高硅铝铸件能大量生产。硅含量范围大约从4%到共晶点12%时，可减少废料损失，能生产形状复杂多变的铸件，并使铸件具有较好的表面和内在质量，具有这些优点是因为硅增强了熔融铝的流动性，减少了裂纹，把收缩孔隙降到最低程度。

1、铝--硅系铸造铝合金(相当于4×××系）

硅是该系合金的主要合金元素。如在合金中添加铜和镁元素,可使合金通过热处理强化。特别是铜含量较高的合金,不但具有较高的强度,而且还具有较好的铸造性能和耐热性能,但抗蚀性能较差。合金中的铁杂质可降低合金强度、塑性和抗蚀性,常向合金中添加锰来消除。钛能使铸件晶粒细化,改善铸造性能。

该系合金抗蚀性、焊接性、流动性均好,膨胀系数、收缩率小,适于铸造复杂零件。

2、铝--铜系铸造铝合金(相当于2×xx系)

铜是该系合金的主要合金元素,含量在4%~5%。合金中铁和硅等有害杂质元素能降低合金的强度和塑性。该系合金可经热处理强化,获得相当高的强度和韧性,特别是用铁含量低于0.15%的铸锭来制造则更是如此。该系合金如能以特定的工艺减少凝固时产生的应力,就能成功地用于生产高强度、高韧性的铸件。

含铜量在9%~10%的该系合金,由于受其高温强度和耐磨性的限制,只少量用于飞机汽缸盖、某些汽车活塞和缸体。

该系合金强度高，热处理效果好，热稳定性好，密度高，但其抗蚀性能差，铸造性能差，热裂纹倾向大。

3、铝-铜-硅系铸造铝合金（相当于3xxx系）

该系合金是应用最为广泛的一种铸造合金系,在该系合金中,铜对合金的强度起作用。硅能改善恶合金的铸造性能并降低铸件的热脆性(特别是对那些形状复杂的工件,硅的较高含量很重要）。由于镁能提高合金对热处理和敏感性，所以含镁的该系列合金还可用热处理进行强化。

4、铝-镁系铸铝合金(相当于5×Xx系)

该系合金具有中到高的强度和韧性,对海水和海洋气氛来说,有高耐蚀性是该系合金的主要优点,该系合金具有良好的切削性能和低的租糙表面,通过阳极氧化处理后具有很漂亮的外观,但其铸造性能不如铝-硅系合金,在合金中降低镁的含量,并添加少量锌、钛等合金元素,能提高合金的铸造性能。

5、铝-锌系铸造铝合金

该系合金铸造性能良好,并有良好的切削性,焊接性、抗蚀性和尺寸稳定性,有时显示时效硬化能力,密度高,铸造性能好。但用金型铸造时易产生热裂纹。

6、铝-锌-镁-系铸铝合金(相当于7××x系)

该系合金可用自然时效或人工时效来强化,在铸造状态下,具有中到优良的拉伸性能良好的尺寸稳定性,良好的机加工性和一般抗蚀性,该系合金有高的共晶熔点,可采用硬钎接装配铸件。该系合金虽然铸造性能不佳,但若采用良好的铸造工艺及精密控制操作过程，用砂模亦可生产相当复杂的铸件。

7、铝-锡系铸造铝台金(相当于8xXx系)

该系合金具有极好的润滑性能,对于轴承制造,该系合金优于其他许多材料。但铸造方法将十分明显地影响其耐磨性能,合金中锡的细小树枝状晶形分布对获得最佳耐磨性能非常重要,这种树枝状分布状态需要细小的枝状晶间隙,这种细小的间隙可用快速冷却的方法获得。

铝-钻和铝-镁-锰系铸造铝合金可获得银色的阳极氧化效果。

编辑整理：东莞市博望金属材料有限公司

编辑日期：2020-08-06