AC2A铝合金具有良好的铸造性能

AC2A铝合金具有良好的铸造性能

引用

网易

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https://www.163.com/dy/article/JPO292OS0553A0Z4.html

AC2A铝合金是日本工业标准（JIS）中的一种铸造铝合金，属于Al-Si-Cu系合金，具有良好的铸造性能、中等强度及耐腐蚀性。该材料通过优化硅、铜等元素的配比，平衡了流动性、机械性能与成本效益，广泛应用于汽车发动机部件、摩托车零件、机械结构件及低压电器外壳等领域。

材料概述

AC2A是日本工业标准（JIS）中的一种铸造铝合金，属于Al-Si-Cu系合金，具有良好的铸造性能、中等强度及耐腐蚀性。该材料通过优化硅、铜等元素的配比，平衡了流动性、机械性能与成本效益，广泛应用于汽车发动机部件、摩托车零件、机械结构件及低压电器外壳等领域。其典型特征为高铸造成品率、易加工性及在轻量化设计中的突出优势。

化学成分

AC2A的化学成分设计以满足铸造工艺需求为核心：

• 铝（Al）：余量，作为基体元素提供轻量化基础。
• 硅（Si）：4.0~6.0%，改善流动性并减少收缩缺陷。
• 铜（Cu）：2.0~4.0%，提升室温强度与切削性能。
• 镁（Mg）：0.3~0.6%，形成Mg₂Si强化相，增强时效硬化效果。
• 其他元素：铁（Fe）≤1.0%，锌（Zn）≤0.5%，锰（Mn）≤0.5%，控制杂质以优化耐蚀性。

物理与力学性能

1. 物理特性

• 密度：2.68~2.70 g/cm³，显著轻于钢铁材料。
• 熔点范围：575~630℃，适合砂型铸造与金属型铸造。
• 热导率：130~150 W/(m·K)，散热性能优异。
• 热膨胀系数：21.5×10⁻⁶/℃（20~100℃）。

1. 力学性能（铸态）

• 抗拉强度（UTS）：200~230 MPa，满足一般结构件需求。
• 屈服强度（YS）：120~150 MPa。
• 延伸率：≥2.0%，塑性略低于变形铝合金。
• 硬度：HB 70~90，适用于表面镀层或喷涂处理。

铸造与热处理工艺

1. 铸造工艺

• 砂型铸造：成本低，适合复杂形状零件，但表面粗糙度较高（Ra 12.5~25 μm）。
• 金属型铸造：冷却速率快，组织致密，强度提升10%~15%。
• 压铸：需调整铜含量至下限（2.0%），避免热裂倾向。

1. 热处理

• T5时效处理
• 温度：150180℃，保温48小时。
• 效果：硬度提升至HB 90~100，抗拉强度达250 MPa。
• T6固溶+时效处理
• 固溶：500520℃，保温610小时，水淬。
• 时效：同T5工艺，强度可提高至280 MPa，但成本显著增加。

加工与表面处理

1. 机加工

• 铸态切削性能良好，推荐使用高速钢或硬质合金刀具，切削速度30~50 m/min。
• 加工后需去毛刺，避免应力集中。

1. 焊接

• 适用氩弧焊（TIG）与电阻焊，焊前需预热至150~200℃以减少裂纹风险。
• 焊缝区域强度约为母材的70%，建议通过局部热处理恢复性能。

1. 表面处理

• 阳极氧化：生成10~20 μm氧化膜，提升耐磨性与耐腐蚀性。
• 电镀：镀镍或镀铬用于装饰或提高导电性。
• 喷涂：环氧树脂或陶瓷涂层适用于高温或化学腐蚀环境。

应用领域

1. 汽车工业

• 发动机缸盖、变速箱壳体、油泵外壳。
• 摩托车车轮毂、制动系统支架。

1. 机械制造

• 液压阀体、齿轮箱盖、压缩机零件。
• 农业机械支架、纺织机械框架。

1. 电子电器

• 电机端盖、散热器外壳、低压开关壳体。