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1、压铸生产中，压铸合金主要以锌合金、铝合金、镁合金、铜合金等有色合金为主，黑色合金有少量应用。 压铸合金牌号表示方法为：基本金属及主要合金化元素用化学元素符号表示，混合稀土用“RE”表示，石墨用“G”表示。除基本元素的名义百分含量不标注外，其它合金化元素的名义百分含量用阿拉伯数字表示在合金化元素之后，当含量小于1%时，一般不注出含量。在牌号的前标或尾标（压铸锌合金用尾标）用“Y”表示压铸；在牌号的前标用“Z”表示铸造合金。压铸合金牌号表示示例如下： 1、压铸锌合金 Z Zn A14 Y 表示用于压铸 铝元素符号及百分含量
2、 基体元素锌元素符号 表示铸造合金 2、压铸铝合金 YZ A1 Si10 Mg 镁元素符号 硅元素符号及百分含量 基体元素铝元素符号 表示压铸合金 第一节 主要压铸合金性能 一、压铸锌合金 锌合金具有结晶温度范围小、熔点低、填充成形容易、不易产生疏松、不易产生粘模、可延长压铸模寿命的特点。 锌合金力学性能较高，可压铸各种复杂、薄壁铸件，其铸件可以进行各种表面处理，特别具有良好的电镀性、并具有良好的常温使用性能。 锌合金在
3、压铸成为铸件后，会发生尺寸的收缩，而合金成分对尺寸变化的影响较大，不含铜的锌合金铸件其尺寸较为稳定，一般锌—铝合金铸件的尺寸变化不大。 锌合金工作范围较窄，温度低于0℃时，其冲击韧性急剧地降低，而温度超过100℃时，力学性能显著下降。 锌合金易老化，老化现象表现在体积涨大、强度降低、塑性降低。主要原因是由于铅、锡、镉等杂质在锌中溶解度过小。因此，选材和熔炼时应严格控制杂质含量。 压铸锌合金化学成分和力学性能（GB/T13818—92）如表2-1所示，在国标中合金代号由字母“Y”、“X”（“压”、“锌”字两汉语拼音第一个字母）及其后面的三位阿拉伯数字组成。YX后面前两位数字表示合金中化学元
4、素铝的名义百分含量，第三个数字表示合金中化学元素铜的名义百分含量。 国内外主要压铸锌合金化学成分比较如表2-2所示。 压铸锌合金中主要元素的作用如表2-3所示。 压铸锌合金中温度与力学性能的关系如表2-4所示。 表2-1 压铸锌合金化学成分和力学性能（GB/T13818—92） 序 号 合金牌号 合金 代号 化学成分，% 力学性能≥ 主要成分 杂质含量（不大于） 抗拉 强度σb N/mm 伸长率 δ% L0=50
5、 布氏硬度HB 5/250/30 冲击 韧性 ak J 铝 铜 镁 锌 铁 铅 锡 镉 铜 1 ZZnAl4Y YX040 3.5 ~ 4.3 — 0.02 ~ 0.06 其 余 0.1 0.005 0.003
6、 0.004 0.25 250 1 80 35 2 ZZnAl4Cu1Y YX041 3.5 ~ 4.3 0.75 ~ 1.25 0.03 ~ 0.08 其 余 0.1 0.005 0.003 0.004 270 2 90 39 3 ZZnAl4Cu3Y YX
7、043 3.5 ~ 4.3 2.5 ~ 3.0 0.02 ~ 0.06 其 余 0.1 0.005 0.003 0.004 320 2 95 42 表2-2 国内外主要压铸锌合金化学成分比较 国 别 合金 牌号 ωB / % 标准 规范 Al Cu Mg Zn
8、 Fe Pb Cd Sn Pd+Cd 中 国 ZZnAl4Y ZZnAl4Cu1Y 3.5~4.3 3.5~4.3 <0.25 0.75~1.25 0.02~0.06 0.03~0.08 余量 <0.1 <0.1 <0.005 <0.005 <0.004 <0.004 <0.003 <0.003 GB/T13818-92 德国
9、 GB-ZnAl4 GB-ZnAlCu1 3.7~4.1 3.7~4.1 <0.03 0.5~1.0 0.03~0.06 0.03~0.06 余量 <0.02 <0.02 <0.005 <0.005 <0.004 <0.004 <0.001 <0.001 <0.006 <0.006 DIN 1743 美国 AG40A AC41 3.5~4.3 3.5~4.3 <0.25 0.75~1.25
10、 0.02~0.05 0.02~0.05 余量 <0.1 <0.1 <0.005 <0.005 <0.004 <0.004 <0.003 <0.003 ASTM B86 英国 A合金 B合金 3.8~4.3 3.8~4.3 <0.10 0.75~1.25 0.03~0.06 0.03~0.06 余量 <0.1 <0.1 <0.005 <0.005
11、<0.004 <0.004 <0.002 <0.002 BS 1004 日本 ZDC1 ZDC2 3.5~4.3 3.5~4.3 0.75~1.25 <0.25 0.02~0.06 0.02~0.06 余量 <0.1 <0.1 <0.005 <0.005 <0.004 <0.004 <0.003 <0.003 JIS H5301 表2-3 压铸锌合金中主要元素的作用
12、元素 含量变化 对铸造性能的影响 对力学性能的影响 对抗蚀性能的影响 对其他性能的影响 Al >4.5% — 冲击韧度下降，其他性能变化不大 — — >5% — 力学性能下降，合金变脆 易发生晶间腐蚀 — <3.5% 流动性降低，热裂和收缩量增加 — — — Cu 提高到1.25%
13、 — 强度和硬度都有所提高 可减少晶间腐蚀 — >4% — 冲击韧度下降 由于铝的存在，产生晶间腐蚀 — Fe 存在 — 力学性能下降 抗蚀性能下降 生成Fe-Al化合物、恶化切削性能 Pb Sn Cd 万分之几 — 强度下降 产生晶间腐蚀 体积和尺寸发生变化 表2-4压铸锌合金中温度与力学性能的关系 合金牌号
14、 温度 （℃） 抗拉强度 （MPa） 伸长率 （%） 冲击吸收功 （J） 硬度 HBS ZZnAl4Cu1Y 95 40 21 0 -40 244 300 334 382 382 23 13 7 8.5 5 6.42 6.85 7.25 5.83 0.36 62 89 91 97 103 ZZnAl4Y 95 40 21 0 -40 200 252 288 303 32
15、3 30 16 10 9.5 4.5 5.96 6.26 6.24 1.15 0.31 43 68 82 — — 二、压铸铝合金 铝合金密度小、强度大，其抗拉强度与密度之比为9~15，在高温或低温下工作时，同样保持良好的力学性能。 铝合金具有良好的耐蚀性和抗氧性，大部分铝合金在淡水、海水、浓硝酸、硝盐酸、汽油及各种有机物中均有良好的耐蚀性。 铝合金的导热性、导电性、切削性能较好。 铝合金压铸时易粘模，压铸铝合金铁的含量一般控制在0.8%~0.9%范围可减轻粘模现象。 铝合金线收缩较小，故具有良好的填充性能，但体收
16、缩较大，易在最后凝固处生成大的缩孔现象。 压铸铝合金的化学成分和力学性能（GB/T15115-94）如表2-5所示，在国标中压铸铝合金的代号是用字母“YL”和其后的数字表示，“Y”及“L”分别为“压”、“铝”两字汉语拼音的第一个字母。 国内外主要压铸铝合金化学成分比较表如表2-6所示。 压铸铝合金中主要元素的作用如表2-7所示。 压铸铝合金的铸造性能如表2-8所示。 表2-5压铸铝合金的化学成分和力学性能 （GB/T15115-94） 序号 合金 牌号 合金 代号 化学成分，% 力学性能（不低于）
17、 硅 铜 锰 镁 铁 镍 钛 锌 铅 锡 铝 抗拉 强度 σb N/mm2 伸长率 δ% (L0=50) 布氏 硬度 HB 5/250/30 1 YZAlSi12 YL102 10.0 ~ 13.0 ≤ 0.6 ≤ 0.6 ≤ 0.05 ≤ 1.2
18、 — — ≤ 0.3 ¬— — 余 220 2 60 2 YZAlSI10Mg YL104 8.0 ~ 10.5 ≤ 0.3 0.2 ~ 0.5 0.17 ~ 0.30 ≤ 1.0 — — ≤ 0.3 ≤ 0.05 ≤ 0.01 余 2
19、20 2 70 3 YZAlSi12Cu2 YL108 11.0 ~ 13.0 1.0 ~ 2.0 0.3 ~ 0.9 0.4 ~ 1.0 ≤ 1.0 ≤ 0.05 — ≤ 1.0 ≤ 0.05 ≤ 0.01 余 240 1 90 4 YZAlSi9Cu4 YL
20、112 7.5 ~ 9.5 3.0 ~ 4.0 ≤ 0.5 ≤ 0.3 ≤ 1.2 ≤ 0.5 — ≤ 1.2 ≤ 0.1 ≤ 0.1 余 240 1 85 5 YZAlSi11Cu3 YL113 9.6 ~ 12.0 1.5 ~ 3.5 ≤ 0.5 ≤ 0.3
21、 ≤ 1.2 ≤ 0.5 — ≤ 1.0 ≤ 0.1 ≤ 0.1 余 230 1 80 6 YZAlSi17Cu5Mg YL117 16.0 ~ 18.0 4.0 ~ 5.0 ≤ 0.5 0.45 ~ 0.65 ≤ 1.2 ≤ 0.1 ≤ 0.1 ≤ 1.2 ¬
22、not;¬— — 余 220 <1 7 YZAlMg5Si1 YL302 0.8 ~ 1.3 ≤ 0.1 0.1 ~ 0.4 4.5 ~ 5.5 ≤ 1.2 — ≤ 0.2 ≤ 0.2 — — 余 220 2 70 注：除有范围的元素及铁为必检元素外，其余元素在
23、有要求时抽检 表2-6国内外主要压铸铝合金化学成分比较 合 金 系 列 国 别 合金牌号 ωB / % 标准规范 Si Cu Mg Fe Al Al-Si系 中国 日本 美国 俄罗斯 德国 YL102 ADC1 413 AJI2 AlSi12 10.0~13.0 11.0~13.0 11.0~13.0 10.0~13.0 11.0
24、~13.5 <0.6 <1.0 <1.0 <0.6 <0.10 <0.05 <0.30 <0.35 <0.10 <0.05 <1.2 <1.3 <2.0 <1.5 <1.0 余量 GB/T 15115 - 94 JISH 5302 - 82 ASTMB 85 - 82 ΓOCT 2685 - 82 DIN 1725 Al-Si-Mg系 中国 日本 美国 俄罗斯 德国 YL104 ADC3 360 AJI4 AlSi10Mg
25、 8.0~10.5 9.0~10.0 9.0~10.0 8.0~10.5 9.0~11.0 <0.30 <0.60 <0.60 <0.10 <0.10 0.17~0.30 0.40~0.60 0.40~0.60 0.17~0.30 0.20~0.50 <1.0 <1.3 <2.0 <1.0 <1.0 余量 GB/T 15115 - 94 JISH 5302 - 82 ASTMB 85 - 82 ΓOCT 2685 - 82 DIN 1725 Al-Si-Cu系
26、 中国 日本 美国 俄罗斯 德国 YL112 YL113 ADC10 ADC12 380 383 AJI6 AlSi8Cu3 7.5~9.5 9.6~12.0 7.5~9.5 9.6~12.0 7.5~9.5 9.5~11.5 4.5~6.0 7.5~9.5 3.0~4.0 1.5~3.5 2.0~4.0 1.5~3.5 3.0~4.0 2.0~3.0 2.0~3.0 2.0~3.5 <0.30 <0.30 <0.30 <0.30 <0.10 <0.10
27、<0.10 <0.30 <1.2 <1.2 <1.3 <1.3 <1.3 <1.3 <1.5 <1.3 余量 GB/T 15115 - 94 JISH 5302 - 82 ASTMB 85 - 82 ΓOCT 2685 - 82 DIN 1725 Al-Mg系 中国 日本 美国 德国 YL302 ADC5 518 AlMg9 0.80~1.30 <0.30 <0.35 <0.50 <0.10 <0.20 <0.25
28、<0.05 4.5~5.5 4.0~8.5 7.5~8.5 7.0~10.0 <1.2 <1.8 <1.8 <1.0 余量 GB/T 15115 - 94 JISH 5302 – 82 ASTMB 85 – 82 DIN 1725 表2-7压铸铝合金中主要元素的作用 元 素 含量 变化 对铸造性能的影响 对力学性能的影响 对抗蚀性能的影响 对其他性能的影响 Si 增加 流动性提高，产生缩孔、热裂倾向性小
29、 抗拉强度提高，但伸长率下降 对铝锌系合金，抗蚀性提高 切削性变坏，高硅铝合金对铸铁坩埚熔蚀较大 Mg 增加 对铝镁系合金，流动性提高,热裂倾向增大 抗拉强度提高，但伸长率下降 — 对铝硅系合金可改善切削性，但粘型性增加 Cu 增加 流动性提高 抗拉强度、硬度提高、但伸长率下降 抗蚀性降低 改善切削性能 Zn 增加 对铝锌系合金、铸造性能提高，但热裂倾向增大 对铝
30、锌系合金抗拉强度提高，但伸长率下降 抗腐蚀性降低 — Mg ≤0.5% — 提高强度 提高抗腐蚀性能 对铝硅系合金可以抵消铁的有害作用 Fe 增加 流动性降低，热裂倾向大 力学性能明显下降 抗腐蚀性能下降 对铝硅系合金可减轻粘型，在高硅合金中切削性变坏 表2-8压铸铝合金的铸造性能 序号 合金牌号 合金 代号 密度 ( g /cm3 ) 液相线与固相线的温度(
31、℃) 收缩率(%) 20℃ 开始凝固 凝固终了 线收缩率 体收缩率 1 YZAlSi12 YL102 2.56~2.655 2.5~2.55 2.45~2.47 585~574 0.9~1.0 3.0~3.5 2 YZAlSi10Mg YL104 2.67~2.68 2.55~2.56
32、 2.46~2.47 600~574 1.0~1.1 3.2~3.4 3 YZAlSi12Cu2 YL108 2.68 — — — — — 4 YZAlSi9Cu4 YL112 — — — — — — 5 YZAlMg5Si1 YL302 2.67 —
33、 — 630~560 1.25~1.30 — 三、压铸镁合金 镁合金的密度为1.74g/cm3，只相当于铸铁的25%，铝合金的64%左右。镁合金强度大，其抗拉强度与密度之比为14~16。 镁合金具有良好的吸收能的能力，具有良好的刚度和减震性，在承受冲击载荷时能吸收较大的冲击能量。所以镁合金可制造强烈颠簸和吸收振动作用的零件。 铸镁在低温下（达-196℃）仍有良好的力学性能。故可制造在低温下工作的零件。 镁合金在压铸时，与铁的亲和力小,粘模现象少,模具寿命较铝合金长。压铸件不需退火和消除应力就具有尺寸稳定性能。在负载的情况下，又具有好的蠕
34、变强度，特别适应于制造汽车发动件零件和小型发动机零件。 镁合金具有良好的抗冲击和抗压缩能力，能产生良好的冲击强度与压缩强度。 镁合金压铸件具有良好的切削性能，以镁合金的切削功率为1，则铝为1.3，黄铜为2.3，铸铁为3.5，碳钢为6.3，镍合金为10。加工时可不必添加冷却剂与润滑剂。 镁合金还具有高导热率、无毒性、无磁性、不易破碎等优点。 镁的标准电极电位较低，并且它表面形成的氧化膜是不致密的，因而抗蚀性较低，因此，镁铸件常需进行表面氧化处理和涂漆保护。 镁易燃，镁液遇水即起剧烈作用而导致爆炸，而且镁的粉尘亦会自燃。因此，在镁合金生产的各个环节中均应有专门的安全保护措施。 在我国压
35、铸用的镁合金采用五号铸镁，其合金代号为YM5，合金牌号为YZMgAl9Zn。如表2-9所示为我国压铸镁合金的化学成分和力学性能。 压铸镁合金主要元素的作用如表2-10所示。 压铸镁合金YM5物理性能如表2-11所示。 表2-9 压铸镁合金化学成分和力学性能 （JB3070-82） 合金牌号 合金代号 化学成分(质量分数) (%) 力学性能(不低于) 主 要 成 分 杂 质 含 量(不大于) 抗拉强度 σb N/mm2 伸长率δ% (L0=50)
36、 布氏硬度 HB 5/250/30 铝 锌 锰 镁 铁 铜 硅 镍 总和 YZMgAl9Zn YM5 7.5 ~ 9.0 0.2 ~ 0.8 0.15 ~ 0.5 其余 0.08 0.1 0.25 0.01 0.5
37、 200 1 65 表2-10 压铸镁合金主要元素的作用 元素 含量变化 对铸造性能的影响 对力学性能的影响 对抗蚀性能的影响 Al 约达10%,>7% 改善流动性 提高强度和硬度，伸长率下降 降低耐蚀性 Zn ≥1% 改善流动性 含量超过2%时形成热脆性，但可提高力学性能 可减少Fe、Ni等腐蚀性作用 Mg ≤0.5%
38、 改善流动性 改善力学性能 能中和铁的有害作用 Fe — — 降低力学性能 降低抗蚀性 表2-11 压铸镁合金YM5的物理性能 项目 物理性能 20℃时密度( g / cm3) 液相线温度(℃) 1.81 607 固相线温度(℃) 492 20~100℃时的比热容[ J / ( kg •℃)] 104 在下列温度的线膨胀系数╳10-6 /℃ 20~100℃ 26.8 2
39、0~200℃ 28.1 20~300℃ 28.7 在20~300℃时热导率 [w/(m •℃)] 77.46 线收缩率（%） 1.2~1.3 目前，国际上都采用高纯度镁合金，常用标准如欧洲标准（EN）、美国材料与试验协会标准（ASTM）、美国国家标准（ANSI）德国标准（DIN）、英国标准（BS）、日本标准（JIS），表示方法示例如下： 1、 欧洲标准（EN） EN M C MgAl9Zn1 （A） 特种合金
40、 主要化学元素与成分 C—铸件，B—锭 镁 欧洲标准 2、美国标准（ASTM），表示方法上采用字母、数字混合编号，字母表示主要元素、数字表示含量取重量的百分比。主要元素符号为铝—A、锌—Z、镁—M、硅—S、稀土元素—E。当今压铸镁合金中AZ91D合金应用最多。 A Z 9 1 D 合金纯度的级别，D为高纯度合金 锌的化学成分1% 铝的化学
41、成分9% 锌 铝 四、压铸铜合金 铜合金的力学性能高，其绝对值均超过锌、铝和镁合金。 铜合金的导电性能好，并具有抗磁性能，常用来制造不允许受磁场干扰的仪器上的零件。 铜合金具有小的磨擦系数，线膨胀系数也较小，而耐磨性、疲劳极限和导热性都很高。 铜合金密度大、价格高、其熔点高。 压铸铜合金多采用质量分数为35%~40%的锌（Zn）黄铜，它们的结晶间隙小，流动性、成型性良好，其中添加少量的其它元素如：Pb、Si、Al，又将改善压铸件的切削加工、耐磨性及力学性能。 压铸铜合金的化学成分和力学性能（GB/T 15116 – 94）如表2-12所示。 国内外主要压铸铜合金化学成分比较
42、如表2-13所示。 压铸铜合金主要元素的作用如表2-14所示。 在国标中压铸铜合金的代号是按合金名义成分的百分含量命名，并在合金代号前面标注字母“YT”表示“压”、“铜”为汉语拼音的第一个字母，后加文字说明合金分类。如YT40-1为铅黄铜、YT30-30铝黄铜、YT16-4为硅黄铜。 表2-12 压铸铜合金的化学成分和力学性能(GB/T 15116 – 94) 序号 合金 牌号 合金 代号 化学成分，% 力学性能（不低于） 主要成分 杂质含量（不大于）
43、 抗拉 强度 σb N/mm2 伸长率 δ5% 布氏 硬度 HB 5/250/30 Cu Pb Al Si Mn Fe Zn Fe Si Ni Sn Mn Al Pb Sb 总和 1 YZCuZn40Pb YT
44、40-1 铅黄铜 58.0 ~ 63.0 0.5 ~ 1.5 0.2 ~ 0.5 — — — 余 0.8 0.05 — — 0.5 — — 1.0 1.5 300 6 85 2 YZCuZn16Si4 YT16-4 硅黄铜 79.0 ~ 81.0 —
45、 — 2.5 ~ 4.5 — — 余 0.6 — — 0.3 0.5 0.1 0.5 0.1 2.0 345 25 85 3 YZCuZn30Al3 YT30-3 铝黄铜 66.0 ~ 68.0 — 2.0 ~ 3.0 — — —
46、 余 0.8 — — 1.0 0.5 — 1.0 — 3.0 400 15 110 4 YZCuZn35A12Mn2Fe YT 35-2-2-1 铝锰铁 黄铜 57.0 ~ 65.0 — 0.5 ~ 2.5 — 0.1 ~ 3.0 0.5 ~ 2.0 余
47、 — 0.1 3.0 1.0 — — 0.5 Sb+ Pb+As 0.4 2.0 475 3 130 注：杂质总合中不含Ni。 表2-13 国内外主要压铸铜合金化学成分比较 国别 牌号 WB/% 标准规范 Cu Zn Sn Pb Fe Al Mn
48、Si 美国 CA897 63~67 30~36 <0.25 <0.25 <0.5 <0.15 <0.15 0.75~1.20 ASTMB 176 CA858 >57 31.0~41.0 <1.5 <1.5 <0.55 <0.5 0.25 0.25 ASTMB 176 英国 DCB3
49、 58~63 余量 <1.0 0.5~2.5 <0.5 0.2~0.8 <0.5 <0.5 BS 1400 中国 TZCuZn16Si4 79.0~81.0 余量 <0.3 <0.5 <0.6 <0.1 <0.5 2.5~4.5 GB/T 15116 表2-14 压铸铜合金主要元素的作用 元素 含量变化
50、 对铸造性能的影响 对力学性能的影响 对耐蚀性能的影响 对其他性能的影响 Si — 提高流动性 改善力学性能 — 防止压铸模表面附着氧化物 Pb — 发生偏折 形成高脆相降低力学性能 — 改善切削性 Sn 超过1% — 提高硬度 改善抗蚀性 降低切削性 Fe — — 提高硬度
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