ADC12
ADC12铝合金
ADC12是什么材料
日本的铝合**号,又称12号铝料,Al-Si-Cu系合金,是一种压铸铝合金,适合盖子、缸体类等,执行标准为:JIS H 5302-2000《铝合金压铸件》。
ADC12相当于中国国产的合金代号YL113,合**号是YZAlSi11Cu3,执行标准GB/T15115-1994《压铸铝合金》(该标准2002年就列入国家标准修订计划,国标计划项目编号20021029-T-604,但不知为何至今尚未完成)。 美国合**号是383,执行标准为:ASTM B85-03 Standard Specification for Aluminum-Alloy Die Castings (可能还有比ASTM B 85-03更新的版本)
常识
日本的ADC10及ADC12,基本上是用废旧铝再生的,日本还制订出废铝再生压铸铝合金的标准。当前国内广泛应用压铸合金Y112,依据机械工业部的压铸合金标准,比较适宜于用废铝来熔炼,这无疑可缓解铝锭供不应求的矛盾。
成分
ADC12含铝(Al)余量,铜(Cu)1.5~3.5,硅(Si)9.6~12.0,镁(Mg)≤0.3,锌(Zn)≤1.0,铁(Fe)≤0.9,锰(Mn)≤0.5,镍(Ni)≤0.5,锡(Sn)≤0.3[1][2]
ADC12 金相组织
组织说明:
α(Al)+(α+Si)共晶+少量Al2Cu+少
量Mg2Si+杂质AlFeMnSi和细针
[3]
状T(Al2FeSi2)相。
铝锭国标ADC-12的详细描述:
6063铝合金 6063铝合金广泛用于建筑铝门窗、幕墙的框架,为了保证门窗、幕墙具有高的抗风压性能、装配性能、耐蚀性能和装饰性能,对铝合金型材综合性能的要求远远高于工业型材标准。在国家标准GB/T3190中规定的6063铝合金成分范围内,对化学成分的取值不同,会得到不同的材质特性,当化学成分的范围很大时,其性能差异会在很大范围内波动,以致型材的综合性能会无法控制。因此,优选6063铝合金的化学成分成为生产优质铝合金建筑型材的最重要的一环。 1合金元素的作用及其对性能的影响6063铝合金是AL-Mg-Si系中具有中等强度的可热处理强化合金,Mg和Si是主要合金元素,优选化学成分的主要工作是确定Mg和Si的百分含量(质量分数,下同)。1.1 Mg的作用和影响 Mg和Si组成强化相Mg2Si,Mg的含量愈高,Mg2Si的数量就愈多,热处理强化效果就愈大,型材的抗拉强度就愈高,但变形抗力也随之增大,合金的塑性下降,加工性能变坏,耐蚀性变坏。1.2 Si的作用和影响Si的数量应使合金中所有的Mg都能以Mg2Si相的形式存在,以确保Mg的作用得到充分的发挥。随着Si含量增加,合金的晶粒变细,金属流动性增大,铸造性能变好,热处理强化效果增加,型材的抗拉强度提高而塑性降低,耐蚀性变坏。 2Mg和Si含量的选择 2.1 Mg2Si量的确定 2.1.1 Mg2Si相在合金中的作用Mg2Si在合金中能随着温度的变化而溶解或析出,并以不同的形态存在于合金中:(1)弥散相β’’固溶体中析出的Mg2Si相弥散质点,是一种不稳定相,会随温度的升高而长大。(2)过渡相β’是β’’由长大而成的中间亚稳定相,也会随温度的升高而长大。(3)沉淀相β是由β’ 相长大而成的稳定相,多聚集于晶界和枝晶界。能起强化作用Mg2Si相是当其处于β’’弥散相状态的时候,将β相变成β’’相的过程就是强化过程,反之则是软化过程。 2.1.2 Mg2Si量的选择6063铝合金的热处理强化效果是随着Mg2Si量的增加而增大。参见图1[1]。当Mg2Si的量在0.71%~1.03%范围内时,其抗拉强度随Mg2Si量的增加近似线性地提高,但变形抗力也跟着提高,加工变得困难。但Mg2Si量小于0.72%时,对于挤压系数偏小(小于或等于30)的制品,抗拉强度值有达不到标准要求的危险。当Mg2Si量超过0.9%时,合金的塑性有降低趋势。GB/T5237.1—2000标准中要求6063铝合金T5状态型材的σb≥160MPa,T6状态型材σb≥205MPa,实践证明.该合金的**可达到260MPa。但大批量生产的影响因素很多,不可能确保都达到这么高。综合的考虑,型材既要强度高,能确保产品符合标准要求,又要使合金易于挤压,有利于提高生产效率。我们设计合金强度时,对于T5状态交货的型材,取200MPa为设计值。从图1可知,抗拉强度在200MPa左右时,Mg2Si量大约为0.8%,而对于T6状态的型材,我们取抗拉强度设计值为230MPa,此时Mg2Si量就提高到0.95%。 2.1.3 Mg含量的确定 Mg2Si的量一经确定,Mg含量可按下式计算:Mg%=(1.73×Mg2Si%)/2.73 2.1.4 Si含量的确定Si的含量必须满足所有Mg都形成Mg2Si的要求。由于Mg2Si中Mg和Si的相对原子质量之比为Mg/Si=1.73,所以基本Si量为Si基=Mg/1.73[2]。但是实践证明,若按Si基进行配料时,生产出来的合金其抗拉强度往往偏低而不合格。显然是合金中Mg2Si数量不足所致。原因是合金中的Fe、Mn等杂质元素抢夺了Si,例如Fe可以与Si形成ALFeSi化合物。所以,合金中必须要有过剩的Si以补充Si的损失。合金中有过剩的Si还会对提高抗拉强度起补充作用。合金抗拉强度的提高是Mg2Si和过剩Si贡献之和。当合金中Fe含量偏高时,Si还能降低Fe的不利影响。但是由于Si会降低合金的塑性和耐蚀性,所以Si过应有合理的控制。我厂根据实际经验认为过剩Si量选择在0.09%~0.13%范围内是比较好的。 合金中Si含量应是:Si%=(Si基+Si过)% 3 合金元素控制范围的确定 3.1 Mg的控制范围Mg是易燃金属,熔炼操作时会有烧损。在确定Mg的控制范围时要考虑烧损所带来的误差,但不能放得太宽,以免合金性能失控。我们根据经验和本厂配料、熔炼和化验水平,将Mg的波动范围控制在0.04%之内,T5型材取0.47%~0.50%,T6型材取0.57%~0.60%。3.2 Si的控制范围当Mg的范围确定后,Si的控制范围可用Mg/Si比来确定。因为该厂控制Si过为0.09%~0.13%,所以Mg/Si应控制在1.18~1.32之间。图2示出了我厂6063铝合金T5和T6状态型材化学成分的选择范围。图中示出了过Si上限线和下限线。若要变更合金成分时,比如想将Mg2Si量增加到0.95%,以便有利于生产T6型材时,可沿过Si上下限区间将Mg上移至0.6%左右的位置即可。此时Si约为0.46%,Si过为0.11%,Mg/Si为1.3。4 结束语根据我厂的经验,在6063铝合金型材中Mg2Si量控制在0.75%~0.80%范围内,已完全能够满足力学性能的要求。在正常挤压系数(大于或等于30)的情况下,型材的抗拉强度都处在200~240MPa范围内。而这样控制合金,不仅材料塑性好,易于挤压,耐蚀性高和表面处理性能好,而且可节约合金元素。但是还应特别注意对杂质Fe进行严格控制。若Fe含量过高,会使挤压力增大,挤压材表面质量变差,阳极氧化色差增大,颜色灰暗而无光泽,Fe还降低合金的塑性和耐蚀性。实践证明,将Fe含量控制在0.15%~0.25%范围内是比较理想的。6063化学成分 化学成分: 硅Si:0.20-0.6 铁Fe: 0.35 铜Cu:0.10 锰Mn:0.10 镁Mg:0.45-0.9 铬Cr:0.10 锌Zn:0.10 钛Ti:0.10 铝Al:余量 其他: 单个:0.05 合计:0.15力学性能 力学性能: 抗拉强度 σb (MPa):≥150 伸长应力 σp0.2 (MPa):≥110 伸长率 δ5 (%):≥7 注 :棒材室温纵向力学性能 试样尺寸:直径≤12.5[1 铝板,是指用纯铝或铝合金材料通过压力加工制成(剪切或锯切)的获得横断面为矩形,厚度均匀的矩形材料.国际上习惯把厚度在0.2mm以上,500mm以下,200mm宽度以上,长度16m以内的铝材料称之为铝板材或者铝片材,0.2mm以下为铝箔材,200mm宽度以内为排材或者条材(当然随着大设备的进步,最宽可做到600mm的排材也比较多). 以合金成分分通常有几种铝板: 高纯铝板 (由含量99.9以上高纯铝轧制而成) 纯铝板 (成分基本由纯铝轧制而成) 合金铝板(由铝及辅助合金组成,通常有铝铜,铝锰,铝硅,铝镁,等系列) 复合铝板或者釺焊板(通过多种材料复合的手段得到特殊用途铝板材料) 包铝铝板(铝板外边包覆薄铝板用于特殊用途) 以厚度分:(单位mm) 薄板 0.2-2.0 常规板 2.0-6.0 中板 6.0-25.0 厚板 25-200 超厚板200以上
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