免热铝合金国外行业发展概述：美国铝业、麦格纳等为领先企业，铝硅系列为主流

国外具有代表性的免热合金材料企业为美国铝业、麦格纳和德国莱茵菲尔德，近些年特斯拉也加入开发新型免热合金的行列。

免热处理合金采用的技术路线主要为铝硅及铝镁两大系列，铝硅系列为主流。Al-Mg系免热处理压铸铝合金压铸控制难度要比Al-Si系合金大，主要用于有特殊外观和防腐要求、对力学性能要求不高的压铸件，常通过添加Mn代替Fe以利于脱模。高强韧Al-Si系免热处理压铸铝合金含Mg量较低，具备高强韧性压铸合金的共性特征（低Fe高Mn），添加Sr元素对共晶硅进行变质处理等，为目前主流的免热合金材料体系。

——目前国外的用于免热处理压铸结构件的 Al-Si 系合金主要有：Castasil 37 合金（莱茵菲尔德公司开发）；Aural 6 合金、Aural 5S 合金（麦格纳公司开发）；C611 合金（美铝公司开发）；以及Tesla Alloy 系列合金。

Al-Si系国外免热合金性能参数及元素含量

资料来源：各公司专利，压铸周刊等

德国莱茵的Castasil-37为高强韧Al-Si。系免热处理合金典型代表材料。根据上海有色金属行业协会轻量化联盟介绍，Castasil-37合金不添加具有时效强化作用的Mg元素，主要通过添加Mo、Zr等元素在压铸过程中形成细小弥散相来提高合金的强度，不必进行固溶处理以提高合金性能。压铸件的壁厚越薄、冷却速度越快，晶粒尺寸越小，最终压铸件的合金强度越高，同时铸件不会发生自然强化，性能稳定性也较好。此合金适用于车身轻量化的薄壁化高强度高韧性需求，可应用汽车车门、减震塔等零部件。

目前欧洲结构件压铸常用的3种铝合金性质

资料来源：CNKI

C611为一体压铸而生，稳定性与认可度高。C611合金是美铝公司为大型压铸件开发的一款非热处理压铸合金，固溶热处理改善共晶硅的形貌使得其不需较高的Si含量。合金内含一定的Mg元素导致其并非严格意义上的非热处理材料，其屈服强度可通过进行T5热处理或T85（涂装烘烤处理）提升。C611系列具有极佳的流动性，可制造形状复杂且要求高性能的结构部件，如减震塔、横梁、电池托盘、框架、电动机外壳等，已经被欧美许多压铸厂家广泛地应用于薄壁结构件（例如减震塔）的生产许多年。国内蔚来汽车宣布成功将C611EZCast™合金运用于一体化压铸件，帅翼驰国内独家代理美国铝业的C611合金，为该项目的联合合作伙伴。

麦格纳公司开发两款非热处理压铸合金，Aural 6合金（即375，类似Castasil37）与 Aural 5合金（即374 ，类似C611）。Aural 6合金与 Castasil 37相比以少量的Mg替代 Mo和Zr从而获得一定的强化效果。Aural 5 合金与 C611 基本一致，在铸造后和涂装烘烤前良好的塑性与自然时效稳定性可以满足车身结构件的SPR 连接要求，涂装烘烤后强度会进一步提升，此外还可以满足 205℃下 1h 的短周期热稳定性以及150℃下 1000h 的长周期热稳定性要求。

特斯拉在其 Model Y车型上首次使用6000 t大型压铸单元制造铝合金一体化压铸后部下车身，目标合金在铸造态的屈服强度和极限尖冷弯角应分别大于135MPa和24°，由于铸件的巨大尺寸还要求合金具有极好的流动性能。Tesla Alloy合金通过控制 Cu/Mg 比例以利于析出 AlCuMgSi 相取代 Mg2Si 和 Al2Cu 相来实现强度提升的同时不会引起塑韧性的明显下降。此外，该合金中添加了 Sr 元素对Si 相进行变质处理，添加 V 元素析出球状的 AlFeSi(Mn+V)相，减少了片状的富铁相，有利于材料韧性的提升，也能够容忍更高的 Fe 杂质含量。

——关于Al-Mg系免热处理新型压铸合金主要可以细分为 Al-Mg-Mn、Al-Mg-Si-Mn、Al-Mg-Fe、Al-Mg-Mn-Cu 等几种类型。

Al-Mg系国外免热合金性能参数及元素含量

资料来源：各公司专利，段宏强等《汽车结构件用非热处理压铸铝合金研究进展》

注：Magsimal 59 力学性能数据为壁厚为 2~12mm 范围的拉伸力学性能，Castaduct 42 力学性能数据为壁厚为 2~4mm 范围的拉伸力学性能

美铝 560免热合金开发时间早，不适用于复杂零件。560是美铝公司2008年开发的一种非热处理Al-Mg系压铸合金。该合金曾用于日产GT-R的车门内板，零件壁厚约2~3mm，实现单个车门减重 5.5kg。虽然该合金的力学性能优异，但其过宽的凝固温度范围导致压铸过程中的热裂倾向非常高，因此难以作为料厚变化明显的复杂零部件原料。为改善热裂性能，美铝在560 合金基础上开发出 A152（低 Mg）/A153(高 Mg)合金，添加了适当比例 Si 元素，以显著缩短合金的凝固温度范围，从而明显降低热裂敏感性。