铸造铝合金,是指通过熔融金属充填铸型(即铸造工艺)直接获得所需形状零件的铝合金材料。简单来说,它是先做成零件,再做后续处理,与先加工成板材、型材再成形的变形铝合金,在形态和工艺上有根本区别。
铸造铝合金的核心优势在于优异的铸造性能,能制成形状复杂的零件,且具有低密度、比强度较高、抗蚀性好等优点。其关键技术指标包括良好的流动性、较小的收缩倾向和吸气性,以满足精密成型的需求。
根据主要添加元素,铸造铝合金可分为四大系列:
铝-硅系:最常见,用量最大(占铸造铝合金的50%以上[1][8]),铸造性能最优。
铝-铜系:强度高、耐热性好,但铸造性和耐蚀性稍差。
铝-镁系:密度最小,耐蚀性最佳,强度也较高。
铝-锌系:具有“自行淬火”特性,不经热处理即可使用。
铸造铝合金是汽车工业轻量化的绝对主力。根据2021年的数据,全球汽车工业用铝中,铸造铝合金占比高达约75%。其应用覆盖了从发动机到车身结构的多个核心部件:
传动与行走系统:变速箱壳体、车轮、制动钳、转向节等。例如,铝合金车轮相比钢制车轮,每只可减重2-3千克。
当前,铸造铝合金技术正在经历新一轮变革,主要驱动力来自新能源汽车的轻量化需求。
主流合金牌号:ADC12(源于日本标准)是行业最主流、应用最广的牌号,可用于制造气缸体、缸盖、减震器等多种零部件。此外,A380和A356也是用量很大的合金。
免热处理材料与一体化压铸:这是当前最重要的技术方向。传统压铸件需热处理强化,但大型一体化铸件热处理易变形。免热处理铸造铝合金(如中国开发的WZL系列)可在铸态下直接使用,为一体化压铸技术扫清了障碍。这项技术能将过去由70余个零件组成的复杂结构集成为一个单一铸件,大幅简化了制造流程。
高性能材料研发:国内企业如魏桥集团已开发出新型WZL系列铸造铝合金,通过成分优化和晶粒细化技术,性能比传统同类合金高20%以上,并已应用于汽车底盘和车身框架。