al-si，al-cu，al-mg三种铸造铝合金各有哪些优缺点

性价比高，实用性高，通过提高Si在铝基体中的过饱和度，形成的硅颗粒增强铝基复合材料。可通过调节硅的体积分数获得不同性能的高硅铝合金材料，具有热膨胀系数CTE低、密度低、热导率高、导电性好（具有优异的电磁干扰/射频干扰屏蔽性能）、硬度高、热机械稳定性优良、致密性高、易机加工、易镀涂保护、与标准的微电子组装工艺相容等特点。

高硅铝合金密度在2.3~4.7 g/cm³之间，热膨胀系数(CTE)在7-20ppm/℃ 之间，提高硅含量可使合金材料的密度及热膨胀系数显著降低。同时，高硅铝合金还具有热导性能好，比强度和刚度较高，与金、银、铜、镍的镀覆性能好，与基材可焊，易于精密机加工等优越性能，是一种应用前景广阔的电子封装材料, 特别是在航天航空、空间技术和便携式电子器件等高技术领域。 [1] 高硅铝合金(AlSi)是由硅和铝组成的二元合金，是一种金属基热管理复合材料。高硅铝合金材料能够保持硅和铝各自的优异性能，并且硅、铝的含量相当丰富，硅粉的制备技术成熟，成本低廉，同时这种材料对环境没有污染，对人体无害

Al-Si-Cu-Mg合金的铸造性能优良,通过热处理可以大幅度提高其力学性能。本文分析了Zn、Cr、Zr微量元素对合金微观组织和力学性能的影响,研究了其强化机理。 在铸造Al-Si-Cu-Mg合金中分别添加微量元素Zn、Cr、Zr以考察它们对微观组织、力学性能的影响。实验发现:0.60%Zn的加入形成了一种含有Cu、Mg、Al的新的粒状化合物,其弥散分布对合金起到了时效强化的作用,同时时效过程中析出的富Zn相可作为θ″非均匀形成位置而诱发其成核,并且这种θ″相的数量也不少,可以对合金起到一定的第二相强化作用。微量元素Cr容易与Mn、Fe等形成弥散相代替其他有害含Fe相,大大减少了不能溶解的含Fe相对基体的割裂作用,同时形成的含Cr相能在固溶阶段溶解在α(Al)中,时效时弥散析出,起到弥散强化作用。加入0.20%Zr的合金中,Zr与Al形成的稳定的β′(Al_3Zr)时效析出相对合金起到了时效强化的作用。

为什么6063铝合金中Si易偏析，而且Si容易

6063铝合金主要合金元素为镁及硅，具有加工性能极佳，优良的可焊性，挤出性及电镀性，良好的抗腐蚀性，韧性，易于抛光，上包膜，阳极氧化效果优良，是典型的挤出合金，广泛应用于建筑型材，灌溉管材，供车辆，台架，家具，升降机，栅栏等用的管，棒，型材6063一般用于建筑型材。 6061铝合金的主要合金元素是镁和硅，并形成Mg2Si相。若含有一定量的锰和铬，可以中和铁的坏作用；有时还添加少量的铜或锌，以提高合金的强度，而又不使其抗蚀性有明显降低；导电材料中还有少量的铜，以抵消钛及铁对导电性的不良影响；锆或者钛能细化晶粒与控制再结晶组织；为了改善可切削性能，可加入铅与铋。在Mg2Si中，Mg/Si 比为1.73， 在热处理状态下，Mg2Si固熔于铝中，使合金有人工时效硬化功能。6061要求有一定的强度、可焊性、高抗蚀性的工业结构件。6061 要求有一定强度、可焊性与抗蚀性高的各种工业结构性，如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、家具、机械零件、精密加工等用的管、棒、形材、板材 总体上6061比6063的合金元素含量要多，所以材料强度要高 6005挤压铝型材与管材，用于要求强高大于6063铝合金的结构件，如梯子、电视天线等

1,合金是两种或者两种以上的金属或者金属与非金属形成的混合物.

但绝对不是一般的混合,多半伴随一定压力和温度.

2,举铝合金的例子:

a,合金元素的溶解与挥发

合金元素在铝中的溶解

合金添加元素在熔融铝中的溶解是合金化的重要过程。元素的溶解与其性质有密切关系，受添加元素固态结构结合力的破坏和原子在铝液中的扩散速度控制。元素在铝液中的溶解作用可用元素与铝的合金系相图来确定，通常与铝形成易熔共晶的元素容易溶解；与铝形成包晶转变的，特别是熔点相差很大的元素难于溶解。如Al－Mg、Al－Zn、Al－Cu、Al－Li等为共晶型合金系，其熔点与铝也较接近，合金元素较容易溶解，在熔炼过程中可直接添加铝熔体中；但Al－Si、Al－Fe、Al－Be等合金系虽也存在共晶反应，由于熔点与铝相差较大，溶解很慢，需要较大的过热才能完全溶解；Al－Ti、Sl－Zr、Al－Nb等具有包晶型相图，都属难溶金属元素，在铝中的溶解很困难，为了使其在铝中尽快溶解，必须以中间合金形式加入。

元素的蒸发

蒸发这一物理现象在熔炼过程中始终存在。金属的蒸发（或称挥发），主要取决于蒸气压的大小。在相同的熔炼条件下，蒸气压高的元素易于挥发。可把铝合金的添加元素分为两组，Cu、Cr、Fe、Ni、Ti、Si等元素的蒸气压比铝小，蒸发较慢；Mn、Li、Mg、Zn、Na、Cd等元素的蒸气压比铝的大，较易于蒸发，熔炼过程中的损失较大。

■注意一个概念:固态结构结合力,这就是经常需要求解的新材料特性,虽然形成合金前后差异很大,但终究属于物理性质的变化.

硅 粉 的 加 工

介绍：安全、低耗、高效、优质的硅粉加工技术

常 森

一、对硅的了解与认识：

硅在地壳中分布很广，约占地壳总量的四分之一。硅的用途很广泛，日常生活中离不开它，现代高科技尖端领域也离不开它，将来科学技术不断发展，硅的适用价值就更加显得神通广大，如将粗硅提炼出高纯度的单晶硅是等量黄金价格的数倍，硅的适用性与经济性是可想而知的。

硅是由硅石SiO2+2C→Si+2CO2↑，这样制得的硅是含少量杂质的粗硅，也叫金属硅，其中Si约占98%，Fe、Al、Ca、Zn、Cu、Ni、Sn、Pb、Mn、Ti等约占2%，金属硅的外观是灰褐色而具有金属光泽、硬而脆的硅块，硅元素符号Si，原子序数14，原子量：28.0355，硅的原子半径是1.17μm，主要化合价：+2、+4，硅原子外层电子的结构为382，3P2，硅晶体的每个硅原子跟另外4个硅原子形成4个共介健，晶体硅的键长是2.35×10-10μm，Si—Si的键能是42.5千米/摩尔，硅的密度是2.32~2.34g/cm3或2.32~2.4g/cm3，熔点是1410℃，沸点是2355℃；硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，硅是良好的半导体；在常温下，硅的化学性质不活泼；在加热条件下，硅能跟许多非金属起反应；硅不溶于水；如：硅粉的热燃烧生成二氧化硅，同时放出大量的热。

Si+O2→SiO2

二、成品硅粉的用途：

将硅块进行工业加工制成的成品硅粉，分级为粗粉、细粉、微细粉、超微细粉，可用于高温耐火材料、铁、铝合金、硅溶胶、有机硅等主要原料。目前有机硅新型材料制品发展前景看好，市场空间大，获得利润可观，如美国道康宁、GE公司，德国瓦克公司，法国罗地亚，日本信越公司和泰国有机硅公司近些年来，企业发展速度较快，产品越做越多。我国有机硅事业也在迅速发展。有机硅企业生产甲基混合粗单体，以Si粉作为主要原料，其主反应为：

Si+2CH3Cl→（CH3）2SiCl2

付反应为：

Si+3CH3Cl→（CH3）SiCl3+2CH3+

Si+CH3Cl+2CH3→（CH3）SiCl

自从我国加入WTO国际商贸组织以来，国内的硅业对外贸易份额也逐渐增长，并在快速做大、做强、做优。据有关消息报道：浙江元通硅业有限公司正在兴建全国最大的硅粉生产厂（5万吨/年）；美国道康宁与瓦克化学公司今年计划在上海合资组建数亿美元的微硅粉产品生产园区。于是硅粉的生产技术也成为相关方面的注视重点，本文就是针对有机硅行业制取硅粉的技术，作一番评论，提供大家参考。

三、硅粉生产方法简介：

以硅块为原料生产成品硅粉，有多种方法。效果较好，应用较多的是：球磨法、辊磨法、冲旋法，其主要设备：球磨机、辊磨机、冲旋机在制粉中对达到质量技术要求是有区别的。前两种是在重力下挤压辗磨粉碎，后一种是冲击细碎。各种磨机对非易燃易爆，莫氏硬度低于7.0级的矿物均可加工粉碎。成品粒度通过工艺调节，控制在30目（0.613mm）至425目（0.033mm）范围内。

表1：硅粉各种生产方法比较：

序号项目制粉法

球磨法辊磨法盘磨法冲旋法

1产品质量比表面积m3/g0.260.360.420.57

粒

度范围mm0~0.350~0.350.0150~0.4

<0.05粉量%<30%<18%<20%<25%

颗粒形貌扁平光面少裂纹扁平光面少裂纹扁平光面少裂纹峰窝表面多裂纹

2成品产量 t/h1.51.02.52

3单机能耗 kWh/t25/8544/12044/10822.5/35

4加工成本 元/t180270300120

5工艺设备使用可靠性可靠性较好控制较困难可靠性较好可靠性较好检修工作量大可靠性好检修方便

6环保噪音大超标劳动条件差粉尘大噪音大需要隔音噪音大

粉尘较大环保达标噪音小粉尘少

注：①各制粉法使用设备主机为：φ500mm球磨机（22kW/60kW），辊磨机（37kW/170kW），中径1250盘磨机（132Kw/270kW），ZYF430型冲旋式粉碎机（45Kw/70kW）。

②形貌：根据电子扫描显微照片。

③能耗和加工成本等属一个确定的制粉机组，从原料硅块投入至排出成品粉料。

④加工成本计算包括电耗，人工，折旧，大、中、小修4项费用。电价：0.7元/度，折旧率7%。操作定员（两班总数）5人。

四、硅粉生产技术及要求：

①物料平衡图：

1吨包袋装硅块→破碎→磨机制粉→分筛出粉

1000kg 收率>98%

→布袋除尘→尾气放空（每立方米小于100毫克）

细粉收率<2%

②产品技术规格：

表2：硅粉技术指标：

名称规格分析方法国家标准含水量堆积比平均粒径μm

硅粉100%通过60目筛干筛分法CB/T1480-1995<200PPM1.34~1.4250~100

注：粒度组成按工艺确定。

表3：硅粉主要物性参数：

名

称分

子

量熔

点

℃沸

点

℃闪

点

℃自燃

点

℃在空气中爆炸极限(V%)国家环保标准

下限

硅粉 2814202355<7%02

表4：硅粉的化学成份：

SiFeAlCaZnCaNiSnDbMhTi

798.5<0.4<0.2%0.1微量微量微量微量微量微量微量

注：总杂质<1.5%（一级品），其中Fe<0.3，Al<0.15，Ca<0.1

五、硅粉生产工艺流程简述：

①袋装硅块→行吊或叉车吊卸→颚式破碎机→斗式提升机→≤15mm硅块贮仓→电磁振动给料机→磨制粉机→旋风分离器→集粉仓→筛分机→成品硅粉→布袋过滤器→收尘罐→尾气放空抽风机。

②硅块→破碎→皮带→斗提→制粉机→气固分离→分筛→成品仓

放空←抽风机←布袋过滤←鼓风机← →粗粉回制粉机

↑进N2

→细粉回收

③原料硅块仓→皮带称→一级破碎→分筛→二级破碎

冲旋式粉碎←给料机电磁振动←斗提←

↑

→筛分→粗粉回斗提

中粉贮存→二级筛分→细粉仓→布袋过滤→抽风机→尾气放空

包装微细粉←

六、硅粉设备组成：

根据工艺条件与技术要求，匹配以ZYF430型冲旋式制粉机组为核心，前后系统配置的定型设备及非标设备见表5。

表5：

序号设备名称型号规格数量材质

1原料仓L2非标1A3碳钢

2振动给料机GZ2F定型1碳钢

3颚式破碎机PE-400-250定型1铸钢

4冲旋式粉碎机GCF430定型1铸钢 高温锰钢

5斗式提升机D200 1m/s定型1A3碳钢

6振动筛φ400×12001外克碳钢 白钢网

7离心风机9-19No.6.3A1外壳碳钢

8布袋式收尘器FGM64-61外壳碳钢 防静电材料

七、活性好的硅粉：

不同的制粉方法得到的硅粉活性是有区别的，判定活性的因素为：粉粒的微观结构，比表面积、粒径级配、表面保护和设备钢耗等。

①微观结构：

化学成份符合要求指标的硅，炼制中已获得最佳微观结构，保证其拥有参与反应的最佳活性，即其天性或自然性能，制粉时一定要尽量降低对其天然微观结构的劣化作用，减少其晶粒及晶粒群间的变形，使绝大部分硅粉（99.8%以上）仍保持住原有的天然微观结构。表1中列举四法中，以冲旋法为最佳。因为它利用凌空打碎硅块的方式，让其自身循着体内最薄弱环节碎裂，没有挤、压、碾引起的结构变形。

②比表面积：

粉粒的表面积是单位质量所占有的表面积以m2/g为单位。它是参与化学反应能力的重要指标。硅粉比表面积大，参与反应速度加快，反应更完善，硅的利用率高，反应区域流化态更理想，硅耗率最低，从而显示其活性高。因此表面积已成为硅粉活性的一个重要指标。表1中列出各类粉的比表面积，其中以冲旋粉为最佳。

③粒度级配：

直接合成法是流化态中分步完成的，物料粒度逐步变化，其表面不断进行更新，反应完全，硅的单耗也明显下降。所以，硅粉粒径粗细搭配成粒级，以便获得最佳效果，来制定相应的最适宜的粒度级配。因此制粉方法必须保证粒度组成可调，而且得率更高。如制取1t硅粉的粒级0.1mm~0.4mm约占85%以上是最适宜合成反应的，这是国外某家10万t/a有机硅粗单体流化床使用的Si粉原料指标。

④表面保护：

生产出符合质、粒指标要求的合格成品硅粉，表面需要活性保护，其原则有三：1、有利于化学反应；2、有利于预防燃烧；3、有利于保持松散干燥。硅的氧化性能较强，尤其是微细粉状态，在空气中遇到明火能燃烧，生成二氧化硅同时放出大量的热：Si+O2→SiO2。

由此可以采取两种制粉保护方法：1、氮气保护，在制粉过程中进行氮气循环和不断地补充新鲜N2，控制循环N2含量≥93%，O2的含量≤7%。2、大气条件下，封闭系统，比较干燥的空气同原料硅块同时进入制粉系统，定量给料，空气和碎硅块在机内形成微负压运行，随后制取硅粉，排放空气不循环使用。如：冲旋机制取硅粉。

在成品硅粉贮存和运输、输送中，一般都采用封闭、N2封和N2输送，这也是保护Si粉活性的有效措施。硅粉表面活性高低的最终判定还是生产实践，参与化学反应后的效果如何以及在市场竞争中的能力表现。当然，为获得高活性，还有一个掌握制粉方法的问题，需要一个认识过程，要经得起时间的检验。

辊磨法在制粉过程中，需要高能耗N2保护，其保持制粉系统内N2≤93%，每吨产品需要耗N2量>300m3，由于循环N2在制粉系统温度升高，达到60℃~70℃，其中还含有7%氧气，微硅粉表面N2、O2化也就难免了。而且制粉过程中，钢耗也较高，大约在0.15kg/t，钢耗（铁粉）及易沾附在细硅粉的表面，辊磨法制得的硅粉，外观呈暗黑色。无保护N2气的冲旋法制得的硅粉，外观却是亮晶晶的。就其冲旋机制粉系统内温度一般<40℃，钢耗主要在刀片上，每吨粉耗钢约0.1kg~0.05kg以下。从中可以看出：两种生产方法得出两种差距较大的制造成本与获得不同的硅粉表面活性。

八、结论：

1、硅制粉应选择硅粉质量（活性、粒径、化学成份等）最适宜的条件。

2、硅制粉应选择制粉方法、安全稳定可靠、环保的的国家标准等条件。

3、硅制粉应选择单机加工能力大、成本低的条件。

有影响，铝合金中间的si本来就是起到一个硬化的作用，时效更加是在晶粒中间增加一些析出物，会使延伸率下降很多，一般国产的从15下降到8左右，所以6061t6的材料不适合折弯。binbinmiao@126.com

6068铝合金是铝（Al）-镁（Mg）-硅（Si）合金。

6——6XXX系列，Al-Mg-Si合金；铝合金中的主要合金元素为镁与硅，具有中等强度、良好的抗腐蚀性、可焊接性，氧化效果较好。

68——后两位用于区分同一组别系列内的材料牌号，没有特殊意义。

6068——四位数字表示的以镁和硅为主要合金元素并以Mg2Si相为强化相的铝合金。

AlSi9Cu3日本牌号（对应日本 JISH5302-82 标准 ）， A-S9U3法国牌号，A380美国牌号（对应美国 ASTMB85-82 标准）。

其中AlSi9Cu3压铸铝合金相当于国产YL113-GB/T15115-94 ，其机械性能指标如下：

抗拉强度:230

伸长度:1%

布氏硬度HB:80 。

抗拉强度：≥170N/㎜2。

屈服强度：≥100N/㎜2。

扩展资料：

GB-AlSi9Cu3化学成分：

Si8.0-10.0

Fe1.0

Cu2.7-3.7

Mn0.6

Mg0.1-0.3

Zn1.2

Ni0.5

GB-AlSi9Cu3力学性能：T4抗拉可以做到260MPa以上，延伸率1.8以上。

Al-Si 合金

由于Al-Si铝合金具有结晶温度间隔小、合金中硅相有很大的凝固潜热和较大的比热容、线收缩系数也比较小等特点，因此其铸造性能一般要比其他铝合金为好，其充型能力也较好，热裂、缩松倾向也都比较小。

Al-Si共晶体中所含的脆性相（硅相）数量最少，质量分数仅为10%左右，因而其塑性比其他铝合金的共晶体好，仅存的脆性相还可通过变质处理来进一步提高塑性。试验还表明：Al-Si共晶体在其凝固点附近温度仍保持良好的塑性，这是其他铝合金所没有的。

铸造合金组织中常要有相当数量的共晶体，以保证其良好的铸造性能；共晶体数量的增加又会使合金变脆而降低力学性能，两者之间存在一定的矛盾。但是由于Al-Si共晶体有良好的塑性，能较好的兼顾力学性能和铸造性能两方面的要求，所以Al-Si合金是目前应用最为广泛的压铸铝合金。

参考资料来源：百度百科-压铸铝合金

参考资料来源：百度百科-机械性能