浅析GB/T15115-2009压铸铝合金新标准

□文/熊 仪

浅析GB/T15115-2009压铸铝合金新标准

□文/熊 仪

Analysis on the New Standard of Aluminum Alloy Die Casting

最近收到一些对新颁国标GB/ T15115-2009压铸铝合金标准的讨论意见，本人也仔细翻阅了，并对其新老标准与同类型的国外先进工业国家的国家标准比对了一下，由于此份国家标准不仅对国内压铸铝合金、铝合金压铸件的生产、验收是重要的执行规范和检验依据，也涉及到铝合金压铸件出口业务和再生铝行业发展与延伸，因而十分有必要进行一些商榷与讨论。

一、新老标准的对照

1．老压铸铝合金标准G B/ T15115-94（见表1）

2. 新颁布的压铸铝合金标准GB/ T15115-2009 （见表2）

从新老标准的表列数据对比可以看出：新老标准所列品种数量虽然仍是7种，但增加了YL101合金，将原标准中的YL108删掉了。在铝合金牌号品种中，无论是压铸铝合金和重力铸造铝合金历来都有一种承接相关性，国外也基本如此。现YL101与ZL101同类，都是铸造铝合金，化学成分却不同，容易造成混乱。原来ZL101由于Si含量低，Si与Mg比例不适当，压铸难以成型，故未引入；现虽将Si提高了，但它却与同类的YL104合金相近，故没有必要新增加。ZL104合金是一个老牌号合金，国内应用几十年，工艺非常成熟。将Mg改为0.3%～0.5%有什么依据？

删掉YL108合金在技术上是可以解释的，由于YL108合金中涉及Al-Si-Cu-Mg-Mn合金系列，合金组成复杂、强化相太多对压铸合金是不恰当的。

二、新老标准的关键差异

标准的修订和更新是正常的，但必须符合技术上先进、工艺上合理、在生产实践中可行的基本原则。对于材料标准而言，化学成分规范、性能水平不是规定得越严越好、性能越高越妙，必须有一个宽严适度的规范，更何况对于铸造合金而言，往往其力学性能与铸造工艺性能是反其道而行之，因此需要我们在制定标准规范时兼顾考虑。压铸铝合金标准是有色合金中的重要基础标准之一，涉及面广。它对合金的主要化学成分及允许的杂质含量都有规范要求，也是验收产品合格与否的重要依据，一般都列为必检项目，往往由于某个项目或指标不合格，产品难以交付，这在生产活动中，特别是外贸业务中是司空见惯的。为此有关国家在制定相关技术标准时都十分审慎。

表1 压铸铝合金的化学成分

表2 压铸铝合金的化学成分

在GB/T15115-94与现颁布的GB/ T15115-2009比较可以看出，老标准倾向于日本JISH5302，而新标准则倾向于美国ASTMB85，特别是压铸铝合金应用量最大的AL-Si-Cu系压铸合金，之间最大的差别在于其合金Si与Cu比例不一致，这种差别将对合金的铸造工艺性能、合金铸件成品率有较大的影响，其中需特别指出的是：老标准允许杂质Mg≤0.30%，而新标准则规定Mg≤0.10%，仅这一差异就大大制约了再生铝在其中的应用，特别是严重影响了熟铝在其中的加入量。如变形铝合金的板料，老标准规定的Mg含量稍高，不外乎其形成部分Mg2Si≤化相，从而造成Cu2Al与Mg2Si叠加效应，部分影响铸件成型的收缩性能，但这是可以通过工艺调整和改进工艺来解决的。同样是Al-Si-Cu系压铸合金，欧洲标准EN1706无论对Si与Cu元素的比例及允许Mg含量的规定都十分合理可行，如表3所示。

从表中可以看出，同样是Al-Si-Cu系压铸铝合金，在同类型的合金组元中，其中Si与Cu的含量比例相对灵活和宽松，这是视不同压铸件使用情况而采用的适当规范，否则在实际使用中将造成被动。其中特别是对Al-Si-Cu系压铸合金中Mg含量作了更为灵活而适用的规定。这对于再生铝的熟铝加入提供了依据。事实上，包括美国在内的世界各国在压铸铝合金中广泛使用再生铝已是不争的事实。日本和德国是汽车生产和出口大国，压铸件的生产量也是最多的，其生产的广度和考验的时间也很长，应该说，他们的标准规范更具有说服力。所以笔者在实践中无论是对化学成分或力学性能的争议中大都引用以德国规范为基础的欧洲标准规范来处理。实践证明，它是行之有效的。

三、讨论与建议

1. GB/T15115-2009新国标是压铸合金的规范，若以此标准为基准，其合金锭标准应该更严一个级别，如Mg含量的限制将更严，合金锭承制厂怎么生产呢？再生铝限制不仅大幅提高生产成本且与低碳和环保的大目标形成抵触，其实践可行性怎样？我们曾从不少美国提供的铝合金压铸件样品中对其A380等合金进行多次抽查验样，其中有不少元素是超标的，ASTMB85中所列性能指标更强更经不起推敲。关键是用户使用的是压铸件，怎样对压铸件进行实事求是地检测和工程考核是最主要的。笔者曾经为几家生产美国压铸件的外贸企业处理过不少争议，只要论据充分，压铸件质量优良，对于成分及性能方面的差异，可以据理协商解决。

2. 鉴于上述新标GB/T15115-2009压铸合金标准的一些问题，在进行商务谈判和签订合同时值得慎重考虑，既要考虑压铸件应用特性和复杂程度、生产合格率、铸件成本，更要考虑同类型合金的相关国家标准要求，例如日本JISH5302标准，我国一般生产单位都可以接受，要求高一些的建议借鉴欧洲标准EN1706。GB/ T15115-2009压铸合金标准是个推荐性国家标准，并非强制性的，希望压铸企业注意这一点，以免造成不必要的损失。

3. 笔者曾主编过不少国家航空工业的材料和工艺标准，在标准颁发前，编制组都要起草标准初审稿，发至有关企业、科研院所广泛征求意见，然后归纳整理，重要单位还要亲临调研，在此基础上提出标准一审稿——预审稿，再次对有关单位征求意见，必要时要召集标准预审会议，对一些重要和共性问题进行面对面地讨论，再次修改后产生标准的审定稿，并报航空部主管部门，由部分技术主管部门召开标准审定会。笔者曾是有色合金全国标准审查委员会的成员，以前国标也基本按此程序制定，现有无改变笔者尚不得知。

表3 欧洲EN1706标准的合金化学成分

作者系中国再生铝企业家俱乐部顾问、原国家航空科技成果评审委员会委员

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