您当前的位置：标准解读：TCFA 0203112—2020《压铸铝合金》
1. 编制背景和意义
我国是全球第二大经济体，压铸件产量也位居世界前列。早在1994年，我国已经制定了《压铸铝合金》国家标准（GB/T 15115-1994），推出了压铸铝合金牌号（YL系列）。进入21世纪，随着工业化不断进步，节能减排、改善环境等促使轻量化在各行业展开，促进了压铸技术的发展。我国目前已是全球第二经济体，铝合金压铸的产能和规模已居世界前列。由于压铸铝合金应用的主体和新能源汽车的推出，压铸铝合金从材料品种、技术规范、工艺、质量要求、产品升级等诸方面都发生了变化。为了适应这种变化，特别是为了与国际接轨的需要和改变以往将国外压铸铝合金牌号在我国常态化使用的通用现状的需求，山东锦尔泰精密压铸有限公司提出制定《压铸铝合金》申请，中国铸造协会于2018年9月11日给予立项批复（批复文号：中铸协标[2018]27号）。
本标准主要起草单位：山东锦尔泰精密压铸有限公司
本标准参加起草单位：晋拓科技股份有限公司、苏州亚德林股份有限公司、清华大学、上海交通大学、浙江万泰铝业有限公司、帅翼驰铝合金新材料有限公司、重庆渝江压铸有限公司、芜湖舜富精密压铸科技有限公司、上海永茂泰汽车零部件有限公司、兰溪市博远金属有限公司、重庆顺多利机车有限责任公司、旭东汽车零部件制造（南通）有限公司、济南慧成铸造有限公司、山东省铸造协会。
2. 编制原则
本标准在制定过程中，遵循“面向市场、自主制定、规范先进、技术合理、实践可行”的原则，并通过广泛调研、博采众长的指导思想进行编制工作。
本标准在起草过程中主要按GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分: 标准化文件的结构和起草规则》的要求编写。在确定本标准主要技术指标时，综合考虑生产企业的能力和客户的要求，寻求经济、社会效益最大化，并与国际先进标准接轨，以体现本标准的时效性。
3. 编制依据
本次制订参考ASTM(美国材料试验学会) B85/B85M《Standard Specification for Aluminum-Alloy Die Castings1》、JIS H 5302《アルミニウム合金ダイカスト》、DIN EN 1706《Aluminum and aluminum alloys -Castings Chemical composition and mechanical properties》等国外先进标准，制订出与我国压铸铝合金发展趋势相适应的标准体系，同时在技术内容上，根据我国的实际进行制订。
根据目前国内压铸铝合金的应用领域、发展水平和生产技术水平状况，本标准共制订8种常用牌号铝合金作为压铸铝合金标准，见表1，对于目前仍然处于研究阶段的压铸结构件用铝合金，标准中作为推荐性参考，将3种压铸结构件用铝合金成分及性能在附录D中给出。
4. 内容解读
本标准共制订8种常用牌号铝合金作为压铸铝合金标准（见表1）， 增加了3种材料代号号：
YZAlSi10Mg牌号之YL101a 代号，
YZAlSi12 牌号之 YL102a代号，
YZAlSi11Cu2牌号之 YL113a 。
对于目前仍然处于研究阶段的压铸结构件用铝合金，标准中作为推荐性参考， 将3种压铸结构件用铝合金成分及性能在附录D中给出。
YZAlSiMnMg YL-A及 YL-A1
YZAlMgMn YL-B
4.1.前言
本标准与GB/T15115-2009《压铸铝合金》，在主要内容上存在如下差异：
1）在结构上的变化：
——增加了术语和定义；
2）主要技术内容上存在的变化：
——规范性引用文件增加了GB/T 228.1 、GB/T 7999、GB/ T 13822、GB/T8063-2017、GB/T 5611、GB/T 20975.17；
——增加了材料牌号YZAlSi10Mg（YL101a）、YZAlSi12（YL102a）、YZAlSi11Cu2（YL113a）；
——增加了附录A：压铸铝合金力学性能；
——修改了GB/T 15115-2009《压铸铝合金》附录B：压铸铝合金性能及其他特性；
——将GB/T 15115-2009《压铸铝合金》附录A修改、调整为附录C: 压铸铝合金牌号与国外标准的牌号对照；
——增加了附录D：部分压铸结构件用铝合金。
4.2. 范围
本标准规定了压铸铝合金牌号和代号、技术要求、试验方法和检验规则、包装、运输和贮存等要求。
本标准适用于压铸用铝合金。
4.3. 合金牌号和代号
合金牌号和代号的表示方法按GB /T 15115-2009和GB/T 8063执行。
4.4. 技术要求
4.4.1 化学成分 规定了8中合金牌号
压铸铝合金化学成分应符合表1的规定。
表 1 压铸铝合金化学成分
序号 | 合金牌号 | 合金代号 | 化学成分（质量分数）/% | ||||||||||||
Si | Cu | Mn | Mg | Fe | Ni | Ti | Zn | Pb | Sn | 其他单项 | 杂质总量 | Al | |||
1 | YZAlSi10Mg | YL101a | 9.0～10.0 | ≤0.6 | ≤0.35 | 0.40～0.60 | ≤1.0 | ≤0.50 | — | ≤0.40 | ≤0.10 | ≤0.15 | — | — | 余量 |
2 | YZAlSi12 | YL102a | 11.0～13.0 | ≤1.0 | ≤0.35 | ≤0.10 | ≤1.0 | ≤0.50 | — | ≤0.40 | ≤0.10 | ≤0.15 | — | — | 余量 |
3 | YZAlSi10 | YL104 | 8.0～10.5 | ≤0.3 | 0.2～0.5 | 0.30～0.50 | 0.5～0.8 | ≤0.10 | — | ≤0.30 | ≤0.05 | ≤0.01 | — | — | 余量 |
4 | YZAlSi9Cu4 | YL112 | 7.5～9.5 | 3.0～4.0 | ≤0.50 | ≤0.10 | ≤1.0 | ≤0.50 | — | ≤2.90 | ≤0.10 | ≤0.15 | — | — | 余量 |
5 | YZAlSi11Cu3 | YL113 | 9.5～11.5 | 2.0～3.0 | ≤0.50 | ≤0.10 | ≤1.0 | ≤0.30 | — | ≤2.90 | ≤0.10 | — | — | — | 余量 |
6 | YZAlSi11Cu2 | YL113a | 9.6～12.0 | 1.5～3.5 | ≤0.50 | ≤0.3 | ≤1.3 | ≤0.50 | ≤0.30 | ≤1.0 | ≤0.1 | ≤0.2 | — | — | 余量 |
7 | YZAlSi17Cu5Mg | YL117 | 16.0～18.0 | 4.0～5.0 | ≤0.50 | 0.50～0.70 | ≤1.0 | ≤0.10 | ≤0.20 | ≤1.40 | ≤0.10 | — | — | — | 余量 |
8 | YZAlMg8Si1 | YL302 | ≤0.35 | ≤0.25 | ≤0.35 | 7.60～8.60 | ≤1.1 | ≤0.15 | — | ≤0.15 | ≤0.10 | ≤0.15 | — | — | 余量 |
表1中：
①Al-Si-Mg系YL101中Mg含量调整到0.40%-0.60%，提出新的合金代号YL101a。
说明：原GB/T 15115-2009 YL101中Mg含量为0.45%-0.65%与上述有异，也无明显特殊理由，故等同采用ASTMB85的A360和JIS H5302的ADC3，Mg含量为0.40%-0.60%。
②Al-Si系YL102中的Si含量范围调整到11.0%-13.0%，提出新的合金代号YL102a。
说明：按Al-Si合金二元相图理论上是合理的，实践中也是可行的，它也等同ASTM B85的A413中Si 含量，为11.0%-13.0%。
③增加新合金牌号YZAlSi11Cu2,合金代号为YL113a；
说明：标准中列出的YL113a材料，从目前中国压铸铝合金使用现状统计，用量大约占到了总压铸铝合金用量的一半，根据实际生产加工经验，该材料切削性能好，适用于普通铸件，因此在本标准中提出该合金材料牌号，材料成分等效JIS H 5302标准中ADC12, 同时为了符合国际欧盟REACH法规，将Pb≤0.2，调整为Pb≤0.1。
注1：表中合金代号后的小写字母“a”表示“区别”的含义：YL101a、YL102a分别用于区分GB/T 15115-2009 中YL101、YL102；YL113a用以区分本文件中的YL113。
④本表中的“YZAlMg8Si1”合金牌号在GB/T 15115-2009版中为“YZAlMg5Si1”，根据其Mg化学元素成分的含量为 “7.60～8.60”，定义Mg的名义百分含量为5不合理，经编制组一致讨论，修改为和合理值8,即“YZAlMg8Si1”。
4.4.2.力学性能，增加了8铬合金牌号的力学性能，
压铸铝合金的力学性能由供需双方商定，性能指标见附录A（表A.1和图A.1）。
表A.1中列出的是有关国家的供需商定的性能参考值，为供需双方商定提供一个参考依
据，国外至今没有一个国家把压铸铝合金的力学性能作为验收依据，我们在应用中也要慎重处理此事。
4.5 压铸结构件用铝合金
③附录D：列出本标准推荐的压铸结构件用铝合金的化学成分、力学性能以及测试试样工艺图，同时对压铸结构件用铝合金特性的定义、牌号和代号进行了说明：
D.1经过专家组讨论，压铸结构件用铝合金的特性定义如下：
压铸结构件用铝合金具有高韧性，可用于汽车车门、底盘、减震塔等车身零部件，要实现合金的高韧性，需满足材质的高纯。
D.2 压铸结构件用铝合金代号的表示方法：
压铸结构件用铝合金，是本标准推荐性的提出的新合金牌号，也是为了铝合金压铸产业转型升级的重要核心合金材料，推荐3种作为抛砖引玉，在国内推行。考虑合金牌号的后续补充延续，暂以系别定义合金牌号，同一材料系别下的不同合金代号，在顺序号英文字母后加注阿拉伯数字1、2、3……区分，具体如下：
D2.1压铸结构件用铝合金牌号用合金系表示，表D.1中“YZ”，“Y”及“Z”，分别为“压”和“铸”两字汉语拼音的第一个字母，表示为压铸铝合金，YZ后的元素符号为材料系别。
D2.2 压铸结构件用铝合金代号用“YL”表示，“Y”及“L”分别为“压”“铝”两个字汉语拼音的第一个字母，表示为压铸铝合金， YL后第一位为顺序号，以英文字母A开始，依次类推，合金代号和顺序号之间用“-”分隔。
D2.3 同一合金系列下的不同合金代号，在英文字母后加注1阿拉伯数字1、2、3….区分，依次类推，如YL-A、YL-A1。
示例1：合金牌号YZALSiMnMg、合金代号为YL-A的压铸铝合金：表示顺序号为A的ALSiMnMg系压铸结构件用铝合金。
D.3 推荐压铸结构件用铝合金的化学成分,见表D.1；推荐压铸结构件用铝合金的力学性能,见表D.2。
表D.1表D.2中给出数据为生产积累数据，仅供企业参考。
表 D.1 压铸结构件用铝合金的化学成分
序号 | 合金系 | 合金代号 | 主要化学成分% | ||||||||||||
硅 | 铜 | 锰 | 镁 | 锶 | 铁 | 镍 | 钛 | 锌 | 铅 | 锡 | 其他 单个 | 铝 | |||
Si | Cu | Mn | Mg | Sr | Fe | Ni | Ti | Zn | Pb | Sn | Al | ||||
1 | YZALSiMnMg | YL-A | 8.0～10.0 | - | 0.40～0.60 | 0.1～0.4 | 0.02～0.08 | ≤0.15 | - | ≤0.08 | ≤0.10 | - | - | 余量 | |
2 | YL-A1 | 9.5～11.5 | ≤0.03 | 0.40~0.80 | 0.15~0.6 | ≤0.2 | — | ≤0.2 | ≤0.07 | - | - | ||||
3 | YZAlMgMn | YL-B | 2.0～2.5 | - | 0.5～0.8 | 5.0～6.0 | - | ≤0.2 | ≤0.20 | ≤0.08 | - | - | ≤0.06 | 余量 | |
注1：通常只对本表中提到的元素作常规分析。 注2：表中给出的数据为生产积累数据，供参考使用。 | |||||||||||||||
表 D.2 压铸结构件用铝合金的力学性能
序号 | 合金牌号 系列 | 合金代号 | 合金状态 | 力学性能 | |
抗拉强度Rm/MPa | 伸长率A/% | ||||
1 | YZALSiMnMg | YL-A | T7 | ≥180 | ≥10 |
2 | YL-A1 | T7 | ≥197 | ≥12 | |
3 | YZAlMgMn | YL-B | T1 | ≥180 | ≥8 |
注1：本表为单铸试棒的力学性能值。 注2：若从压铸件的使用性能考虑可将压铸件在铆接过程中不开裂作为验收依据，宜应有供需双方商定的验收标准。 注3：YL-A1材料的力学性能为切取试样的力学性能值。 注4：表中给出的数据为生产积累数据，供参考使用。 | |||||
本标准中所列的压铸结构件用铝合金的成分和力学性能为推荐性数据，隧在标准颁布后实施过程中，数据收集和验证仍需继续，以收集、归纳调研结果。
5. 结束语
本标准充分吸纳了国外先进压铸铝合金标准经验，创新性的将压铸结构件用铝合金材料技术规范作为参考性附录，为压铸企、事业单位中转型提供技术支撑，有利于我国压铸产业的进一步发展。
