压铸铝合金材料主要有哪几种？

• 1
  铝与锌的压铸差异
• 2
  A380 与 ADC12：默认选择
• 3
  A360 与 B390：流动性与耐磨性
• 4
  A413 与 K-Alloy：气密性
• 5
  力学、物理与成分数据的实际解读
• 6
  压铸铝合金材料的适用边界
• 7
  机加工如何影响材料选择
• 8
  压铸铝合金材料对比

铝的熔点约为 580–660 °C，具体取决于合金。这大约是锌工作温度的两倍，也决定了本页其余所有决策。高温金属会熔蚀钢制模具，因此铝采用冷室压铸机，由浇勺将金属液注入压射室，而不是热室压铸机的坩埚。

模具通常采用 H13 模具钢，通过钻孔水道进行水冷。中型零件的加工节拍为 30–90 秒，其中约一半时间用于凝固，而非充型。合金选择在很大程度上就是选择零件凝固速度及其收缩行为。

铝在模具中冷却时收缩约 0.4–0.7%。合金和壁厚决定具体数值。一个 200 mm 的壳体沿长度方向可能收缩超过 1 mm，因此压铸件通常在关键面上设计为留有余量，再通过 CNC 加工修回。

气孔是另一个常态。充型过程中卷入的气体形成小孔洞，集中在壁厚较大或流道交汇处。真空辅助和更严格的工艺窗口可以减少气孔，但没有任何压铸工艺能完全消除。应针对气孔进行设计，而不是假装它不存在。

A380 是大多数西方压铸厂首先报价的合金。它流动性好，能填充薄壁，并在长批量生产中保持尺寸稳定。典型化学成分为硅 7.5–9.5%、铜 2.0–4.0%、锌不超过 3.0%。抗拉强度约为 324 MPa，屈服强度约为 159 MPa。

铜含量赋予 A380 强度，也带来其弱点。铜提高硬度和切削性能，但会降低盐雾环境下的耐腐蚀性。对于室内电子壳体，这没有问题。对于用螺栓固定在车辆底部的零件，在开模前值得先讨论清楚。

ADC12 是日本牌号，成分与 A380 接近。实际使用中，大多数零件两者可以互换，许多车间在现场将其视为同一种材料。如果图纸标注 ADC12 而压铸厂库存为 A380，在接受替代前应索取化学成分报告。

铜含量也影响零件的机加工表现。铜含量较高时，切屑更干净，飞刀加工的表面质量更好。铜含量较低的牌号容易粘刀，需要更锋利的刀具和更慢的精加工进给。

A360 牺牲少量强度，换取明显更好的耐腐蚀性和气密性。硅含量为 9.0–10.0%，铜含量控制在 0.6% 以下。它填充薄壁的能力好，适合盖板、泵体以及接触湿气或道路盐的零件。

这种取舍是实实在在的。铜含量较低意味着硬度较低，因此 A360 在刀具下更软，滑动表面的耐磨性也更差。如果内孔需要与钢轴配合运转，A360 不是正确选择。

B390 则相反。它含 16–18% 的硅，在基体中形成硬质初生硅颗粒。这些颗粒使合金具有很高的耐磨性，同时也让刀具加工变得困难：预期需要使用 PCD 或涂层硬质合金，并降低切削速度。

B390 常用于发动机缸体、制动部件和液压件，这些部位的内孔或端面承受持续磨损。它很少适合外观壳体，因为阳极氧化后硅往往表现为斑驳的表面。

A413 处于铜含量范围的低端，硅含量接近 11–13%。它是一种气密性合金。在 A380 可能在 3 bar 气压下从薄壁渗漏的场合，A413 通常能保持密封，因此常见于歧管和密封壳体。

这种气密性的代价是塑性和强度。A413 更脆，对冷隔或尖锐内角更不宽容。它的机加工表面也比 A380 略暗，如果零件有可见面，这一点很重要。

K-Alloy 是一种专有的低铜系列，针对接触湿气和盐分的零件开发。它的耐腐蚀性接近 A360，同时在薄壁中保持更好的铸造性。供应情况因地区而异，围绕它进行设计前应确认货源。

这两个系列通常都在充型时采用真空辅助。合金化学成分有帮助，但真正封住泄漏的是工艺窗口。

典型的高压铝合金压铸件抗拉强度为 310–330 MPa，屈服强度为 150–170 MPa，延伸率为 2–4%。硬度约为 75–95 HB。该系列合金的密度约为 2.7 g/cm³，因此不同牌号之间的重量差异很小。

不要把那些数值当作设计许可。铸造抗拉值是在单独浇铸的试棒上测得的，且假定标距段内孔隙率低。实际零件若在薄加强筋旁有厚凸台，该凸台处达不到同样数值。

导热系数为 92–121 W/m·K。这就是压铸铝适合做散热器壳体的原因。这也意味着零件会快速从模具中带走热量，因此冷却水道布局比多数人预想的更重要。

热膨胀约为 20–22 × 10⁻⁶ /°C。如果压铸壳体固定钢嵌件，或在 60 °C 温差下与钢支架配合，两种材料的变形量不同。应按高温工况留间隙，而不是按装配台工况。

壁厚是第一道边界。低于约 1.0 mm 时，金属在充填型腔前就凝固，会产生冷隔。高于约 4.0 mm 时，厚壁区最后冷却，中心会形成缩孔。加强筋和凸台的作用就是让截面保持均匀。

拔模是第二道。压铸件需要 1–3° 拔模斜度才能顺利脱模而不拉伤。看起来很小，但在 150 mm 深的壁上会变成几毫米的锥度。设计成垂直壁的零件需要二次机加工或重新设计。

倒扣需要滑块或斜顶，每个都会增加模具成本，并成为飞边形成的位置。如果某个特征可以后续机加工出来，通常比在模具里加滑块更便宜。

孔隙是第三道。如果零件必须承受气体或液压压力，或螺纹孔需要全螺纹强度，仅靠压铸可能达不到。真空辅助、挤压销和局部溢流会有帮助。留余量并把关键区域加工干净也有帮助。

我们见到的大多数压铸件都是先铸成近净形，再在 CNC 上精加工。铸件提供三维几何形状，机加工提供公差：内孔 ±0.005 mm，密封面 Ra 0.8–1.6 μm，配合面的平面度要求。

选择合金时，这种分工很重要。A380 用涂层硬质合金在中速下切削良好。B390 需要 PCD 刀片，因为硅颗粒会在几百件内崩坏硬质合金刃口。A360 切削更软，如果进给不足会产生撕裂。

铸件还有硬表层和软芯部。表层来自模具表面的快速冷却，深度可达 0.3–0.8 mm。第一刀切削时更硬，因此精加工前先做一次轻切削清理，通常能在刀具寿命上收回成本。

我们在三个工厂拥有 127 台 CNC 设备，包括 16 台同时五轴加工中心和 12 台四轴铣床。这种组合让我们能把铸件从 4,000 mm 框架加工到 Ø400 mm 转台，而无需把工件转到另一家供应商。