铝硅铜合金对压铸模设计的要求

铝硅铜合金是一种高强度的压铸铝合金，是普通铝硅合金(诸如：我国的YL101、YL102等)的分支。但由于铝硅铜合金相对于普通铝硅合金而言，具有良好的填充性，因此在模具设计时，对其压铸模配合间隙的选定就不能全都采用适合于普通铝硅合金特性所推荐的配合间隙。
　　铝硅铜合金的填充性比普通铝硅合金的填充性要好得多。例如，某厂压铸成形的薄壁、格形零件，其材料为A380合金(美国铝硅铜合金的商业牌号之一，是铝硅铜合金的典型代表)，其结构、尺寸如下图所示：格形筋条断面尺寸为1.5mm×2.5mm，该零件最薄的一边壁厚仅为0.77mm。
压铸件结构简图
　　笔者认为：该零件的压铸成形充分说明了铝硅铜合金的填充性(即流动性)好，它不仅优于普通铝硅合金，而且在符合其特性的重熔工艺和压铸工艺条件下，使填充性甚至不亚于锌铝合金ZZnA14-1的填充性。而当今压铸模具设计师对锌铝合金ZZnA14-1的填充性和对其压铸模的配合间隙的控制已有足够的认识和丰富的经验。铝硅合金的力学性能和填充性能良好的根本原因在于其化学成分和与之化学成分相适应的熔炼工艺和压铸工艺。
　　各国典型铝硅铜合金的化学成分和力学性能，见下表。
表  各国典型铝硅铜合金的化学成分和力学性能
合金主要化学成分（≤％）杂质（≤％）力学性能SiCuMgMnAlFeZnSnNiPbTi其他ab/MPaδ/％美国
A3807.5～9.53.0～4.00.10.5余量2.03.00.350.50.1　0.53202.5日本
ADC102.0～4.00.31.31.00.3　　　3303.5德国
GD-Al-Si8-Cu32.0～3.50.2～0.51.20.10.30.20.150.153103.0英国
LM24-M3.0～4.00.53.00.20.50.30.2　3202.0中国
Y112　1.21.20.10.50.1　　2401.0
　　对铝硅铜合金力学性能和填充性能影响较大的主要元素有：
　　(1)硅元素的含量很高，一般在7%～18%之间。高温时，形成的共晶体，能改善合金高温时的造型性［1］。外国学者也认为，高的结晶潜热对应着高的流动性，在所有能和铝熔化成合金的元素中，硅具有最高的潜热值，铍是具有比硅潜热更高的唯一合金元素，但铍的使用量很小，以致它对合金系的潜热影响不明显［2］。
　　(2)铜元素的含量也很高，各种不同牌号的铝硅铜合金的铜含量基本上都在1.5%～5.0%的范围内。在合金内以共晶体(α＋CuAl2)的形式存在，可以提高合金液的流动性。
　　(3)不同牌号的铝硅铜合金多少都含有锌，有的甚至高达3%。由于铜的含量较高，因此允许适当提高锌的含量