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铸造铝及铝合金材料的开发应用

    目前,世界上大约有10%的原铝和85%左右的再生铝用于生产铝合金铸件。2010年世界的铝及铝合金铸造产品已达2200万吨,其中压铸件占60%以上,低压铸件和砂型铸件各占20%左右,年增长率为10%左右。我国的铝合金铸造产品产量已达280万吨,其中压铸件占55%以上,低压铸造产品产量占25%左右,砂型铸造产品产量20%左右,其他铸造产品产量3%左右,年增长率均达15%以上。

    铝合金铸件和压铸件主要用于汽车、摩托车等交通运输工具,其次是电子、电器、家电和小五金,近年来,在航天航空、机械制造等行业也开始广泛应用。目前,世界汽车年产量为7000万辆左右,汽车保有量为8亿辆。而我国2010年汽车产量已突破1800万辆,汽车保有量已超过8000万辆。每辆汽车平均用铝量工业发达国家为200千克,最高已达到380千克(轿车),我国正在向150千克迈进。如果按铝合金铸件和压铸件占汽车用铝量的75%计算,那么汽车用铝合金铸造产品的数量是十分可观的,可以说汽车的发展是铝合金铸造产品的真正拉动力。随着汽车、摩托车等现代化交通工具的高速发展,铝合金铸造产品存在着很大的空间。因此,这几十年来,铸造铝合金材料紧紧围绕汽车、摩托车等现代交通运输工业发展的要求,研制开发具有高强、高韧、高耐磨、低涨缩、可焊接、可表面处理、抗腐蚀、抗疲劳、流动性好的铸造和压铸用铝合金以满足汽车发动机、活塞、汽缸和轮毅及其他用途的需求。

    近年来,随着国民经济的高速持续发展,特别是现代交通运输业、航空航天和机电工业的高速发展,不仅对铝合金铸件的数量大增,而且对其质量要求也越来越高。如汽车和摩托车轮毅已基本上使用铝金属,目前世界年需铝合金车轮毅3亿只以上,我国已建成15000万只/年的产能。铝合金车辆已从摩托车向轿车、中型车、重型车逐步推广,因此,对铸造和压铸铝合金的成分、性能也有了更高的要求。目前,世界发达国家已研发了一大批适合于不同用途的新型铅合金,如1994年德国莱茵铝业公司研发出高强高韧高压压铸铝合金Sila0llt一36,现正在汽车上获得广泛应用。一年后,该公司又发明了牌号为M脚耐一59的新合金。这是一个有优异力学性能,同时在压铸状态具有很高韧性的高压压铸合金,在使用具有很高力学性能的结构零件与悬挂系统零件方面有着独特的优势,因为在这些领域零件不能进行热处理。2004年碎年莱茵铝业公司又开发出了一种牌号为Castasil一37的优秀合金。这种新压铸合金对老化有着很强的抗力,在需要长期性能稳定的领域有着广泛的应用空间。

    此外,添加各种稀土元素的新型铸造和压铸铝合金以及纤维或颗粒增强的新型汽缸和活塞铸造铝合金的研发也取得可喜的成果。

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