鋁合金與鋼鐵相比雖有諸多優(yōu)點,但是也有一些不足之處,如它的比熱容幾乎是鑄鐵的2倍,凝固潛熱是鑄鐵的1.4倍,通常用的鋁合金的也比鑄鐵的低不少,線膨脹系數(shù)比鑄鐵的大得多,等等。因此,現(xiàn)代汽車制造在選擇鋁合金方面應綜合考慮。在鋁鑄件總產量中有62%一73%用于汽車產業(yè)。
要求鑄造發(fā)動機缸體的鋁合金有的高溫性能、強的與低的熱膨脹系數(shù)、的流動性。由于缸體、缸蓋的冷卻通道與水接觸,缸蓋燃燒室表面受高溫燃氣侵蝕,故又要求具有相當強的抗蝕性,還要有高的熱疲勞強度,以承受熱沖擊產生的疲勞破壞。
在發(fā)動機鑄造鋁合金中,當前用得多的是美國的390型合金,它是一種Al-Si-Cu系合金。硅和銅在發(fā)動機鋁合金中是重要的元素,硅提高鋁合金的能,硅含量越高,鋁合金越好,同時也能提高合金的流動性。但硅含量太高使鑄造和加工困難。因此硅含量既要考慮使合金具有,又要考慮具有的鑄造性和加工性。390鋁合金的、(Si)控制在16%一18%,獲得了使用性能和工藝性能兼優(yōu)的性能。在鋁合金中,銅元素有助于提高合金的強度與硬度,并能合金的熱處理性能。390鋁合金的、(Cu)4%~5%,在含w(Mg)=0.45%~0.65%時合金的室溫,即使發(fā)動機工作溫度超過260℃仍能保持強度不變。銅降低了合金的性,為此,應向冷卻水中加人緩蝕劑。
在汽車制造業(yè)中,傳統(tǒng)的Al-Si合金占有突出的地位。美國用于氣缸體、變速箱殼等壓鑄件的合金是380,用于活塞的是F322,用于砂型和金屬型鑄件的合金分別為319和356鋁合金,而制造鋁車輪的合金則選用A356鋁合金。
近幾年來,由于390鋁合金性能優(yōu)異,這種合金很快在美國和歐洲汽車廠家獲得廣泛應用,特別適合于制造發(fā)動機零件,如氣缸體、變速箱殼、主制動缸、空氣機殼體及水泵殼等。
澳大利亞科馬爾科(Comolco)公司新的3HA鋁合金類似于390鋁合金,也具有很高的,特別適用于制造在滑動條件下與周期作用應力條件下好的零件,如鑄造不帶鑲嵌鑄鐵缸套的發(fā)動機氣缸體,盡管3HA鋁合金成本比一般鋁合金的高一些(約比356鋁合金的高10%),但是,從使用效益上可以獲得補償。這種合金同390鋁合金一樣,已用于摩托車、轎車4缸發(fā)動機缸體的成批生產。