NADCA 北美压铸学会压铸件的产品规格标准 中文版.doc

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1、北美压铸学会压铸件的产品规格标准NADCA Product Specification Standards for Die Castings2003最新版本！铝 (Aluminum), 铝基质复合材料 (Aluminum-MMC),铜 (Copper),镁 (Magnesium),锌和锌铝合金 (Zinc and ZA Alloys)二零零三年重新修订的最新版本 (Revised for 2003)第五次出版 (5th Edition) 章 节 编 号(Section No.)目 录 (Content)页 码(Page)3合金数据(Alloy Data)44A工程和设计：坐标尺寸(Engine

2、ering & Design : Coordinate Dimensioning)284B工程和设计：微型压铸件(Engineering & Design : Miniature Die Casting)725工程和设计：几何尺寸(Engineering & Design : Geometric Dimensioning)836工程和设计：额外的规格指南(Engineering & Design : Additional Specification Guidelines )1137品质保证(Quality Assurance )1228商业实践(Commercial Practices)131

3、3. 合金数据 ( Alloy Data )本章节目录 (Section Contents)北美编号NADCA NO.格 式(Format)页 码(Page)1. Alloy Cross Reference Designations 合金的相互对照名称42. Aluminum Alloy铝合金Selecting Aluminum Alloys 选择铝合金 Aluminum Alloy Chemical Composition 铝合金的化学成份 Aluminum Alloy Properties 铝合金的性质 Aluminum Alloy Characteristics 铝合金的特性A-3-1-

4、03A-3-2-03A-3-3-03标准标准指南667893.Aluminum Metal Matrix Composites 铝金属基质复合材料(MMC) Selecting Aluminum Composites 选择铝的复合材料 Aluminum Composites Chemical Composition 铝复合材料的化学成分 Aluminum Composites Properties 铝复合材料的性质 Aluminum Composites Characteristics 铝复合材料的特性A-3-4-03A-3-5-03A-3-6-03标准标准指南10101111134.Copp

5、er Alloys 铜合金 Selecting Copper Alloys 选择铜合金 Copper Alloy Chemical Composition 铜合金的化学成分 Copper Alloy Properties 铜合金的性质 Copper Alloy Characteristics 铜合金的特性A-3-7-03A-3-8-03A-3-9-03标准标准指南(略)5.Magnesium Alloys 镁合金 Selecting Magnesium Alloys 选择镁合金 Magnesium Alloy Chemical Composition 镁合金的化学成分 Magnesium Al

6、loy Properties 镁合金的性质 Magnesium Alloy Characteristics 镁合金的特性A-3-10-03A-3-11-03A-3-12-03标准标准指南14141515176.Zinc and ZA Alloys 锌合金和锌铝(ZA)合金 Selecting Zinc and ZA Alloys 选择锌和锌铝(ZA)合金 Zinc and ZA Alloy Chemical Composition 锌和锌铝合金的化学成分 Zinc and ZA Alloy Properties 锌和锌铝合金的性质 Zinc and ZA Alloy Characteristi

7、cs 锌和锌铝合金的特性A-3-13-03A-3-14-03A-3-15-03标准标准指南17171919217.Selecting an Alloy Family 选择合金族228.Quick Guide to Alloy Family Selection 合金族选择的快速指南229.Cross Reference of Alloy Designations and Alloy Compositions 合金名称和合金成分的相互对照241. 合金的相互对照名称 (Alloy Cross Reference Designations) Aluminum Alloy Specifications

8、 铝合金的规格 Comml(商用标准)UNS(统一编制)ANSI(美国国家标准学会)AA (铝协会)ASTM B85(以前的美国材料试验学会标准)SAE J 452(美汽车工程师学会)Federal (美联邦标准)QQ-A-591 BDIN G(德国工业标准)1725JIS(日本工业标准)H 5302360A03600360.0SG100B-BA360 AA13600A360.0SG100A309B233ADC3380A03800380.0SC84B308BA380 AA13800A380.0SC84A306B226A EADC10 C D383A03830383.0SC102383B226A

9、 EADC12 C D384A03840384.0SC114A303BADC12 C DA384 A-A384.0-BADC12 C D390A23900B390.0SC174B-B13A04130413.0S12B-BA13 A A14130A413.0S12A305B231D FADC1 C43A34430C443.0S5C304B218A05180518.0G8A-B341A：类傩于前一项，只是次要成分稍有变化。B：铝合金压铸件的美联邦规格使用个别合金的铝协会代码名称。军事代码名称被美联邦的规格所代替。C：日本规格允许镁最大含量为0.3。D： 日本规格允许锌的最大含量为1.0。E：德国工

10、业标准DIN 1725规格允许锌最大为1.2，镁最大等于0.5。F：德国工业标准DIN 1725规格允许镁含量最大为0.3。G：在DIN 1725中所示的合金成分趋向于“基本的首要金属”而且杂质限制低很难使它直接与美国合金相联系。 注意：这些标准中的部分标准已废弃不用，但出于历史目的仍包括在这里。最接近的相互参照资料请参考本章结尾有关外国合金代码名称和化学成分的表格。所示的相互参照代码名称为符合普遍公认原始资料的合金规格。这些参考资料适用于压铸条件下的金属，不应和金属锭的类傩规格混淆。栏目中填有“-”表明这种特殊的合金还没有在所给的资料中注册。铝金属基质复合材料(MMC)的合金规格(Alumi

11、num Metal Matrix Composite Alloy Specifications ) Duralcan(硬质铝) USA (美国)UNS (统一编制)AA(铝协会)F3D.10S-F380/SiC/10pF3D.20S-F380/SiC/20pF3N.10S-F360/SiC/10pF3N.20S-F360/SiC/20p表格中的符号 (Table Symbols)：UNS - 统一编制(Unified Numbering System)；AA - 铝协会(Aluminum Association)；FED -美联邦规格 (Federal Specifications)；MIL

12、- 军事规格(Military Specifications)；JIS - 日本工业标准(Japanese Industrial Standard)；DIN - 德国工业标准(German Industrial Standard)；ANSI - 美国国家标准学会(American National Standards Institute)； SAE - 美国汽车工程师学会(Society of Automotive Engineers)； ASTM - 美国材料试验学会(American Society for Testing and Materials)； 铜合金的规格 (Copper Al

13、loy Specifications)Comml(商用标准)UNS(统一编制)ASTM B176(美国材料试验学会标准)SAE J461/(美国汽车工程师学会)857C85700-858C85800Z30AJ462865C86500-878C87800ZS 144AJ462997C99700-997.5C99750-镁合金的规格 (Magnesium Alloy Specifications)Comml(商用标准)UNS(统一编制)ASTM B93&B94(美国材料试验学会标准)以前的SAE J465B (汽车工程师学会)Federal (美联邦标准)DIN 1729(德国工业标准)JIS H

14、2222&H5303(日本工业标准)AZ91BM11912AZ91501AQQ-M383.5912.05MDI1BAZ91DM11916AZ91D-MDI1DAZ81-AM60AM10600AM60A-3.5662.05MDI2AAM60BM10602AM60B-MDI2BAM50-AE42-AS41AM10410AS41A-3.5470.05MDI3AAS41BM10412AS41B-AM20-锌合金和锌铝合金的规格 (Zinc and ZA Alloy Specifications) Comml(商用标准)UNS(统一编制)ASTM B86(美国材料试验学会标准)以前的SAE J469 (

15、汽车工程师学会)Federal QQ-Z-363a(美联邦标准)DIN (德国工业标准)JIS (日本工业标准)2Z3551AC43A921AC43A17433Z33520AG40A903AG40A1743ZDC-25Z355310AC41A925AC41A1743ZDC-17Z33523AG40B-AG40BZA-8Z35636-ZA-12Z35631-ZA-27Z35841-2. 铝合金 (Aluminum Alloy) 选择铝合金 (Selecting Aluminum Alloys) 压铸铝合金的比重大约是2.7克/立方厘米，属于重量较轻的结构金属。世界范围内生产的大多数压铸件都是由铝

16、合金制造而成的。 六种主要元素组成铝压铸合金体系：硅、铜、镁、铁、锰和锌。各种元素既单独影响合金又互相作用影响合金。此铝合金小章节为11种铝压铸合金的化学成分、典型特征、压铸、机加工和表面处理特性提供了指南表格。此处的数据可以和铝压铸的设计工程公差指南一起使用，还可以和本节及设计工程一节中的其它合金的指南进行比较。合金A380 (ANSI/AA A380.0) 到目前为止是压铸铝合金中应用最广泛的合金，它可以把材料性质和易生产性有机地结合在一起。可以给大部分产品运用规定使用这种合金。这种合金的部分使用包括电子和通信设备、汽车零部件、马达支架、变速箱、齿轮箱、仪器仪表、割草机外壳、家具零部件、手

17、动和动力工具。对于复杂零部件要求改善模具充型特征的，合金383 (ANSI/AA383.0)和合金384 (ANSI/AA384.0)可以代替合金A380。合金383提供已有改善的抗热裂纹性能(高温时的强度)。合金A360 (ANSI/AA A360.0)提供更高的抗腐蚀性能，高温时的高强度且延展性稍好，但很难铸造。正当不能广泛使用且很难铸造之时，合金43(ANSI/AA C443.0)却是铝合金家族中延展性最高的合金。它的抗腐蚀性能中等，而且常常可用于船舶工业当中。合金A13(ANSI/AA A4130.0)提供了极佳的气密性，是制造液压缸和压力容器的最佳选择。它的铸造特性使得它铸造复杂零部

18、件是有用的。合金390(ANSI/AA B390.0) 是为汽车发动机组而开发。它的耐磨性极佳，它的延展性低。它可以用作压铸阀门体以及活塞中的压气机气缸。 合金218 (ANSI/AA 518.0)可综合提供强度、延展性、抗腐蚀性和表面处理品质，但更难压铸地。机加工特征 (Machining Characteristics)虽然在可以购得的铝压铸合金中，机加工特征稍有变化，但是整个合金组的机加工性能却都超过了铁、钢和钛。与压铸过程有关的快速冷却速度使得压铸合金稍高于锻造合金和重力铸造合金类傩的化学成分。合金A380好于平均的机加工特征。合金218把镁作为主要合金成分表现出最佳的机加工性能。合金

19、390含有的硅含量最高及不含有硅，所表现出的机加工性能最低。表面处理方法 (Surface Treatment Systems)表面处理方法应用于铝合金压铸铸件，为的是提供装饰性的光洁度、在自然环境中曝露形成保护性的屏障、而且改善耐磨性。装饰性的表面处理可以通过喷油、喷粉、磨光、环氧树脂处理和电镀方法应用于压铸铝合金的表面处理方面。铝可以首先浸上一层锌，之后再通过和电镀锌金属/合金一样的铜-镍-铬电镀程序电镀。铝压铸件防止环境腐饰的保护是通过喷油、阳极氧化、铬化层和来实现的。通过使用硬阳极化处理，铝压铸件的耐磨性就可以得到很好的改善。在零件设计不允许通过使用水口和溢流槽模具设计、顶针的位置、很

20、难铸造特征的结构变形、控制砂孔生产气密性压铸件的地方，可以使用铝压铸件的浸透。使用厌氧和甲基丙烯酸酯系统可以用来生产出密封的、具有光滑表面的气密性铸件。 铝压铸件表面处理方法的详细讨论可以在压铸件的产品设计中找到。 铝合金的化学成份 (Aluminum Alloy Chemical Composition) 表格A-3-1 化学成分：铝合金 (Table A-3-1 Chemical Composition : Al Alloys )除另有规定外所有单个数值都是最大成分百分比 压铸铝合金 (Aluminum Die Casting Alloys) A商用标准360A360380 BA380 B

21、383384 B390*13A1343218ANSI/AA360.0A360.0380.0A380.0383.0384.0B390.0413.0A413.0C443.0518.0公称成分(Nominal Comp:)Mg0.5Si9.5Mg0.5Si9.5Cu3.5Si8.5Cu3.5Si8.5Cu2.5Si10.5Cu3.8Si11.0Cu4.5Si17.0Si12.0Si12.0Si5.0Mg8.0详细成分(Detailed Comp.)Silicon硅9.0-10.0待添加的隐藏文字内容29.0-10.07.5-9.57.5-9.59.5-11.510.5-12.016.0-18.011

22、.0-13.011.0-13.04.5-6.00.35Iron铁2.01.32.01.31.31.31.32.01.32.01.8Copper铜0.60.63.0-4.03.0-4.02.0-3.03.0-4.54.0-5.01.01.00.60.25Magnesium镁0.4-0.60.4-0.60.100.100.100.100.45-0.650.100.100.107.5-8.5Manganese锰0.350.350.500.500.500.500.500.350.350.350.35Nickel镍0.500.500.500.50.300.500.100.500.500.500.15Zi

23、nc锌0.500.503.03.03.03.01.50.500.500.500.15Tin锡0.150.150.350.350.150.35-0.150.150.150.15Titanium钛-0.10-其它每一种-0.10-其它之总量0.250.250.500.500.500.500.200.250.250.250.25Aluminum铝余量余量余量余量余量余量余量余量余量余量余量Commercial =商用标准; ANSI/AA =美国国家标准学会/铝协会; Nominal Comp=公称成分 A 平常所作的分析仅为此表格中所指的元素。然而如果怀疑有其它元素存在，或者在常规分析的过程中指出

24、，所作的进一步分析是为了决定所有其它超过规定限制的元素不存在。B 至于机械性质，合金A380.0和A384.0就足以用来相互更换。来源：ASTM B85-92a ；铝协会。* 两种其它的铝合金361&369正在有限的应用范围内使用，使用要关注振动和磨损。更多的信息联系你的合金制造商。 铝合金的性质 (Aluminum Alloy Properties) 表格A-3-2 典型的材料性质：铝合金 (Table A-3-2 Typical Material Properties : Al Alloys) 典型的数值依据的是个别压铸样品的“黑胚”特征，而不是从生产压铸件上切削下来的样品。 压铸铝合金

25、(Aluminum Die Casting Alloys)商业标准 (Comml)360A360380A380383384390*13A1343218美国家标准学会/铝协会(ANSI/AA)360.0A360.0380.0A380.0383.0384.0B390.0413.0A413.0C443.0518.0机械性质 (Mechanical Properties ) (Ksi) 每平方英寸千磅数极限抗拉强度 A (Mpa) 兆帕4446464745484643423345300320320320310330320300290230310(Ksi) 每平方英寸千磅数屈服强度 (Mpa) 兆帕25

26、24232322243621191428170170160160150170250140130100190延伸率2英寸(50mm)延伸-英寸2.53.53.53.53.52.512.53.59.05.0布氏硬度 (BHN) B 75758080758512080806580(Ksi) 每平方英寸千磅数抗剪强度 (Mpa) 兆帕28262827-29-25251929190180190190-200-170170130200(ft-lb) 英尺-磅冲击强度 (J)焦尔-3-3 D-7-4-4-9(Ksi) 每平方英寸千磅数疲劳强度 C (Mpa) 兆帕2018202021202019191720

27、140120140140145140140130130120140(Psi)磅/英寸2 x106杨氏模量 (Gpa) 吉帕10.310.310.310.310.3-11.810.3-10.3-7171717171-81.371-71-物理性质 (Physical Properties)密度 磅/英寸3 (lb/in3) 克/厘米3 (g/cm3)0.0950.0950.0990.0980.0990.1020.0980.0960.0960.0970.0932.632.632.742.712.742.82.732.662.552.692.57熔化温度范围 1035-11051035-1105100

28、0-11001000-1100960-1080960-1080950-12001065-10801065-10801065-1170995-1150557-596557-596540-595540-595516-582516-582510-650574-582574-582574-632535-621英热量单位/磅 比热 焦尔/千克 0.2300.2300.2300.2300.230-0.2300.2300.230-963963963963963-963963963-热膨胀系数 in./in./ m/mk11.611.612.212.111.711.610.011.311.912.213.42

29、1.021.022.021.821.121.018.020.421.622.024.1英热量单位/英尺小时热传导率 W/mk65.365.355.655.655.655.677.470.170.182.255.611311396.296.296.296.213412112114296.2导电率 IACS3029272323222731313724泊松比(横向变形系数)0.330.330.330.330.33-0.33-A 0.2%的偏差。 B 500千克的负荷，10mm的球。 C 来回弯折5108次。 D 有凹口的摆锤。 资料来源：ASTM B85-92a ; ASM ; SAE ; Waba

30、sh 合金。 BTU 英热量单位= 262卡 ； IACS=国际退火铜标准 ； 两种其它的铝合金361&369正在有限的应用范围内使用，使用要关注振动和磨损。更多的信息联系你的合金制造商。 压铸合金选择要求评估的不仅仅是物理性质和机械性质及化学成分，而且还有合金内在的特征以及它们对压铸生产的作用、可能的加工和最终的表面处理。 此表格包括选择压铸和其它特殊特征，它们通常都考虑到了选择特殊应用的铝合金。特征从1至5分为五个等级。1是最理想的，5是最不理想的。在使用这些等级时，应当注意的是所有的合金都有非常好的特征被用户和压铸件的生产厂商所接受。在一个或多个类别中都排列在第5的位置，如果其它属性特别

31、有利，那么总不能去消掉一种合金。但是排在第5位会表现出制造的难度。压铸商在压铸铝合金方面的经验也应考虑清楚。表格A-3-3 压铸和其它特征：铝合金 (Table A-3-3 Die Casting and Other Characteristics: Al Alloys)(1=最理想的；5=最不理想的)压铸铝合金 (Aluminum Die Casting Alloys)商业标准 (Comml)360A360380A380383384390*13A1343218美国家标准学会/铝协会(ANSI/AA)360.0A360.0380.0A380.0383.0384.0B390.0413.0A413

32、.0C443.0518.0(Resistance to Hot Cracking ) A耐热裂11221241135(Pressure Tightness)气密性22222241135(Die-Filling Capacity ) B模具填料能力33221111145(Anti-Soldering to the Die) C 抗粘模22112221145(Corrosion Resistance) D 防腐蚀22443532221(Machining Ease & Quality) E加工的容易程度及品质33332354451(Polishing Ease & Quality) F 磨光的容易

33、程度及品质33333355541(Electroplating Ease & Quality) G电镀的容易程度及品质22111233325Anodizing (Appearance ) H阳极化处理 (外观)33333455521(Chemical Oxide Protective Coating) I化学氧化保护层33444553321(Strength at Elevated Temp.) J高温时的强度11332233354A. 合金在热脆或脆化温度范围内冷却时所承受收缩应力的能力。 B. 熔化合金易于在模具中流动并给薄截面填料的能力。 C. 熔化合金流动时不会粘附在模具表面的能力。所

34、给出的抗粘模等级依据的是大约1的公称铁含量。 D. 依据的是合金在标准型盐雾试验中的耐腐蚀性。E. 综合等级的依据是：容易切削、碎屑的特征、表面光洁度品质和工模寿命。F. 综合等级的依据是：磨光的容易和速度以及由典型磨光程序所提供的表面光洁度品质。G. 压铸件通过使用当前标准方法电镀及保持电镀的能力。H. 淡色的规定、亮度、和用于硫酸电镀液中无色阳极化处理层的均匀性。通常要求合意外观的地方，铝压铸件不适合于淡色阳极化处理。I. 合成电阻层的规定和基本合金的腐蚀。J. 等级分类依据的是在试验温度条件下长期加热之后，温度到达500(260) 时的屈服强度。资料来源为：ASTM B85-92a :

35、ASM ; SAE .* 两种其它的铝合金361&369正在有限的应用范围内使用，使用要关注振动和磨损。更多的信息联系你的合金制造商。注意事项：压铸件通常不能进行固溶热处理(solution heat treated)。低温时效处理(Low-temperature aging treatments)可以用于应力释放或尺寸的稳定性。T2或T5回火可以改善性质。由于压铸件中极快的激冷速度和极细的颗粒大小，它们的“黑胚”结构趋向于固溶热处理的条件。T4和T5回火导致性质非常类傩于全为T6回火所获得的性质。压铸件一般不用气焊或弧焊或铜焊进行焊接。3.Aluminum Metal Matrix Comp

36、osites 铝金属基质复合材料(MMC) Selecting Aluminum Composites 选择铝金属复合材料铝金属基质复合材料(MMC)是以铝为基本合金，加上20的碳化硅(SiC)颗粒。这种合金现在正用作高性能的压铸部件。用这些材料制成的ASTM试验样品的机械性质通常超过大多数用压铸生产的铝、镁、锌和青铜部件的机械性质，而且与很多铁铸件及重量较轻钢的特性相等或接近。MMC零件的预期性质中硬度和热传导率更高、耐磨性得以改善、热膨胀系数更低、高温条件下的抗拉强度和疲劳强度更高、且密度在压铸铝合金的5以内。这些材料还使生产的铸件降低了砂孔率。初步的数据也表明，在某种条件下由这些材料制造

37、而成的零部件所产生的振动噪音比不用碳化硅作添加成分的铝制造的同一零部件更小。380/SiC/10P 和20P铝基质复合材料实质上都不含有铜或镍，而且可以在腐蚀灵敏的应用方面使用。所有这些材料都可以进行热处理。机加工特征 (Machining Characteristics)除过过共晶的铝硅合金外(它们含有原始的硅相) ，铝金属复合材料(Al-MMCs)与其它压铸铝合金和重力铸造合金相比明显更磨损切削刀具。对于任何一种超过加工原型数量的加工，都建议使用粗级多晶钻石(PCD)刀具。使用合适的工具，铝金属复合材料(Al-MMC)就可以很容易地被车削、铣削或钻削。然而，与没有添加碳化硅的合金相比，切削

38、速度要更低、进给速度要更高。总的加工指导方针由美国 Duralcan (硬质铝)出版，而且在SAE(美国工程师学会)工具及制造工程师手册第一卷中也有描述。表面处理方法 (Surface Treatment Systems)为了给环境曝露提供保护性的屏障、提供装饰性的光洁度、或降低金属复合材料与对面材料之间的磨损，一般都要对铝金属复合材料进行表面处理。由于铝金属复合材料(Al-MMCs)固有的耐磨性很高，所以这些材料的表面处理一般不用来改善它们的耐磨性。装饰性表面处理可以采用喷油、喷粉、环氧涂层、电镀等方法，其所用的程序类傩于传统铝合金。尽管铝金属复合材料(Al-MMC)的压铸件可以使用传统的和

39、硬层阳极化处理的方法，但是其结果却和传统铝的装饰效果没法比。碳化硅颗粒的出现导致颜色更深、更多杂色外观。这种间题尽管不能全部清除掉，但是却可以使用颜色更深、更激烈的染料尽可能地减小。另外一种通常要注意的间题是陶瓷颗粒的出现会产生更为粗糙的表面，特别是在化学蚀刻之后更甚。这样依次导致阳极化处理层比起通常所看到的复合铝更少有光泽。铝金属复合材料(Al-MMC)的喷油、电镀和阳极化处理的建议程序由Duralcan USA出版发行。此铝金属复合材料小节给两个家族的压铸铝复合合金介绍了化学成分指南表格、典型性的性质、以及压铸和其它特征。设计工程公差指南也已开发出来。Duralcan(硬质铝) USA , 和 Alcan铝业公司使用专利工艺和所有权技术、把陶瓷粉混合进了熔化铝中，为压铸生产出了铝金属基质复合材料。更进一步的技术和应用信息可从如下公司和地址中获得：Duralcan USA , 10326 Roselle St., San Diego , C