鑄造鋁合金,係指透過熔融金屬填充鑄型(即係鑄造工藝)直接獲取所需形狀零件嘅鋁合金材料。簡單嚟講,佢係先做成零件,之後再做跟手處理,同早加工成板材、型材再成形嘅變形鋁合金,喺形態同工藝上有根本分別。
鑄造鋁合金嘅核心優勢喺優異嘅鑄造性能,能製成形狀複雜嘅零件,而且擁有低密度、比強度較高、耐蝕性佳等優點。其關鍵技術指標包括良好嘅流動性、較小嘅收縮傾向同吸氣性,以滿足精密成型嘅需求。
根據主要添加元素,鑄造鋁合金可分為四大系列:
鋁 - 矽系:最常見,用量最大(佔鑄造鋁合金嘅50% 以上 [1][8]),鑄造性能最優。
鋁 - 銅系:強度咁高、耐熱性好好,但係鑄造性同耐蝕性稍差。
鋁 - 鎂系:密度最細,耐蝕性最好,強度都算高。
鋁 - 鋅系:擁有「自行淬火」特性,唔使熱處理都可以用。
鑄造鋁合金係汽車工業輕量化嘅絕對主力。根據2021 年嘅數據,全球汽車工業用鋁中,鑄造鋁合金佔比高達約75%。佢嘅應用涵蓋咗從引擎到車身結構嘅多個核心部件:
引擎系統:氣缸蓋、缸體、活塞等。鋁合金嘅輕量化同高熱導率優勢喺呢度好明顯。
變速同行走系統:變速箱外殼、車輪、製動鉗、轉向節等。例如,鋁合金車輪同鋼製車輪相比,每隻可減重 2-3 公斤。
車身結構件:副車架、橫樑等。跟住一體化鑄造技術進步,呢個應用範疇正急速擴展。
而家,鑄造鋁合金技術正經歷新一輪轉變,主要推動力來自新能源車輛嘅輕量化需求。
主流合金牌號:ADC12(源自日本標準)係業界最主流、應用最廣嘅牌號,可用嚟製造氣缸體、缸蓋、減震器等多種零部件。此外,A380同A356亦係用量好大嘅合金。
免熱處理材料同一體化鑄造:呢係而家最重要嘅技術方向。傳統壓鑄件需要熱處理強化,但係大型一體化鑄件熱處理容易變形。免熱處理鑄造鋁合金(例如中國開發嘅WZL 系列)喺鑄態下都可以直接使用,為一體化鑄造技術掃清咗障礙。呢項技術可以將過去由70 多個零件組成嘅複雜結構集成成為單一鑄件,大幅簡化咗製造流程。
高性能材料研發:本地企業如魏橋集團已經開發出新型WZL 系列鑄造鋁合金,透過成分優化同晶粒細化技術,性能係傳統同類合金高 20% 以上,而家已經用喺汽車底盤同車身框架。