你不知道的铝合金

铝机械性能的优点
  和压铸铝合金相比,铝除了上述物理性能等优点,还具有较高的机械性能。铝的强度和刚度要明显好于塑料,延伸率和冲击抗力则明显好于压铸铝合金。见下表2。
铝机械性能的缺点
  铝的强度和硬度比钢低很多。它的拉断强度和疲劳强度也比铝低,见下表3。但是,它的性能重量比(性能/比重)要明显好于所比较的其它材料。从绝对值讲,钢的性能是所有汽车材料中最好的。但铝的屈服强度比是钢的二倍,模量比几乎相同。更有利的是,铝部件在设计和铸造时,可通过变化截面,布置加强筋和改善表面特性,来减轻材料性能低的不利因素,以保证铝部件的质量和耐用性。
表2 铝机械性能的优点
机械性能 单位 条件 AZ 91D AM 60 AI A380压铸合金 AI A356
T6 尼龙 ABS 钢
拉断强度 MPa Ambient 230 220 320 262 195 45 ~330
屈服强度(拉伸) MPa Ambient 150   160 185 170 40 ~200
屈服强度(收缩) MPa   165     186      
剪切强度 MPa   140   214 205      
RB疲劳强度 MPa 5x108 cyc 82 60 145 90      
0.1%蠕变强度 MPa 1250C 34 34 135        
无缺口冲击强度 Joules   6 22 3.5 11      
有缺口冲击强度 Joules   1.5 3.2          
延伸率 $   3 8-15 4 5 8 17 30-50
弹性模量 GPa Ambient 45 45 72 73 8.9 2.1 207
剪切模量 GPa Ambient 14   27 28     83
布氏硬度     65 60 80 80     140
泊松比     0.35 0.35 0.33       0.30

表3 铝机械性能的缺点
机械性能 单位 条件 AZ 91D AM 60 AI A380压铸合金 AI A356
T6 尼龙 ABS 钢
拉断强度 MPa Ambient 230 220 320 262 195 45 ~330
屈服强度(拉伸) MPa Ambient 150 130 160 185 170 40 ~200
屈服强度(收缩) MPa   165 130   186      
剪切强度 MPa   140   214 205      
RB疲劳强度 MPa 5x108 cyc 82 60 145 90      
0.1%蠕变强度 MPa 1250C 34 34 135        
无缺口冲击强度 Joules   6 22 3.5 11      
有缺口冲击强度 Joules   1.5 3.2          
延伸率 $   3 8-15 4 5 8 17 30-50
弹性模量 GPa Ambient 45 45 72 73 8.9 2.1 207
剪切模量 GPa Ambient 14   27 28     83
布氏硬度     65 60 80 80     140
泊松比     0.35 0.35 0.33       0.30

 
铝加工性能的优点
  铝有很好的加工性能,也就是说有很好的铸造性能。和其它材料比,它的制造成本很低,见表4,值得重视的是,尽管每公斤铝锭的价格要比铝和铁贵一些,但它单位体积的成品价格几乎是一样的。


物理性能 单位 AZ91 AM60 A380
DC A356
T6 尼龙 ABS 钢
Sp比重 g/cm3 1.81 1.79 2.74 2.69 1.4 1.05 7.8
传热系数 W/m0k 51 61 96 159 0.33 0.28 14
膨胀系数 μm/m0k 26 25.6 22 21.5 34.5 76.5 12
减振性能 %29 52   1.2      
比热 J/L0k 1900   2640 2590     1200
熔化潜热 kJ/L 673   1066        
凝固范围 0C 470-595 540-615 540-595 555-615      
腐蚀失重
3天5% NaCL Mg/cm/d 0.02 0.05 0.1       0.5

 
 

  铝的物理化学特性使其比铝更适合压铸大型部件。铝单位体积的熔化潜热只有铝的2/3,比热只有铝的3/4,并且有非常低的溶铁性。这些特性使铝压铸件达到和铝几乎相同的生产成本/每公斤。如果再应用生产效率很高的 HOT RUNNER 技术(例如 THIXOMAT的最新成果),铝压铸部件的生产成本比铝还要低很多。
表4 铝加工性能的优点
序号 优点
1 溶化成本只有铝的2/3
2 压铸生产效率比铝高25%,金属模铸造比铝高300—500K,消失模铸造比铝高200%
3 铝铸件的表面质量和外观明显比铝好(因为模具的热载荷减小,可降低检查频率)
4 模具寿命是铝的2倍(或更多,根据模腔形状)
5 铝脱棋斜角可很小(可取消随后的机加工),而且表面成形好(因为铝的粘度低)

铝加工性能的缺点
  当然和其它材料比,铝加工也具有一些增加成本的特性,论述如下,见表5
表5 铝加工性能的缺点
序号 优点
1 和铝金属模铸造相比,铝压铸生产有较高的残余废料率(和铝压铸废料产出率相比)
2 铝压铸或THIXOMOLD的生产设备投资很高。和铝重力/低压/硝模等工艺比,铝压铸机很贵(因为需要较高的锁模力和充型射料速度),当然它的生产率也是前者的4倍
3 铝压铸需要较高的试模成本和较长的试制时间,而钢制部件(制造采用简单的焊接技术按图加工)或塑料部件(可采用低成本原型工装)则简单得多
4 和铝低压或金属模铸造比,铝压铸需要较高的模具成本。因为压铸模大并复杂,还要承受高锁模力(当然高生产率也可降低单件产品的成本)
5 铝压铸和铝压铸相比,其烧损率要高50K,也就是4%比2%(因为铝的较高的表面活性)
6 铝压铸屑片的回收成本.比铝高,干燥的铝屑片不容易回收,潮湿的就更不容易了,必须非常小心,防止着火

 
 
铝合金与几种材料的性能比较
性能参数 比重g/cm3 抗拉强度Mpa 比强度 屈服强度Mpa 延伸率% 弹性模量Gpa 比刚度 导热系数w/mk 减震系数
AZ91D 1.81 250 138 160 7 45 25.86 54 50
A380 2.70 315 116 160 3 71 25.9 100 5
碳钢 7.86 517 80 400 22 200 24.3 42 15
ABS 1.03 96 93    60       0.9  

 铝是地球上储量最丰富的轻金属元素之一,铝的比重是1.74g/cm3,只有铝的2/3、钛的2/5、钢的1/4;铝合金比铝合金轻36%、比锌合金轻73%、比钢轻77%。
  铝具有比强度、比刚度高,导热导电性能好,并具有很好的电磁屏蔽、阻尼性、减振性、切削加工性以及加工成本低、加工能量仅为铝合金的70%和易于回收等优点。
  铝合金的比强度高于铝合金和钢,略低于比强度最高的纤维增强塑料;比刚度与铝合金和钢相当,远高于纤维增强塑料;耐磨性能比低碳钢好得多,已超过压铸铝合金A380;减振性能、磁屏蔽性能远优于铝合金。
铝物理性能
   除了比重低,铝还有很多其它的良好的物理特性,使之在汽车结构材料应用中,有时比铝和塑料更有应用价值。铝物理性能的主要优点是:比铝高30倍的减振性能; 比塑料高200倍的导热性能; 其热膨胀性能只有塑料的1/2。
表1 铝物理性能的优点



暂时没有任何评论

昵称:
您的评论:谨慎发言,不能发表暴力反动或漫骂的评论,会记录IP!
最多100字