淺析GB/T15115-2009壓鑄鋁合金新標準

□文/熊 儀

淺析GB/T15115-2009壓鑄鋁合金新標準

□文/熊 儀

Analysis on the New Standard of Aluminum Alloy Die Casting

最近收到一些對新頒國標GB/ T15115-2009壓鑄鋁合金標準的討論意見，本人也仔細翻閱了，并對其新老標準與同類型的國外先進工業國家的國家標準比對了一下，由于此份國家標準不僅對國內壓鑄鋁合金、鋁合金壓鑄件的生產、驗收是重要的執行規范和檢驗依據，也涉及到鋁合金壓鑄件出口業務和再生鋁行業發展與延伸，因而十分有必要進行一些商榷與討論。

一、新老標準的對照

1．老壓鑄鋁合金標準G B/ T15115-94（見表1）

2. 新頒布的壓鑄鋁合金標準GB/ T15115-2009 （見表2）

從新老標準的表列數據對比可以看出：新老標準所列品種數量雖然仍是7種，但增加了YL101合金，將原標準中的YL108刪掉了。在鋁合金牌號品種中，無論是壓鑄鋁合金和重力鑄造鋁合金歷來都有一種承接相關性，國外也基本如此。現YL101與ZL101同類，都是鑄造鋁合金，化學成分卻不同，容易造成混亂。原來ZL101由于Si含量低，Si與Mg比例不適當，壓鑄難以成型，故未引入；現雖將Si提高了，但它卻與同類的YL104合金相近，故沒有必要新增加。ZL104合金是一個老牌號合金，國內應用幾十年，工藝非常成熟。將Mg改為0.3%～0.5%有什么依據？

刪掉YL108合金在技術上是可以解釋的，由于YL108合金中涉及Al-Si-Cu-Mg-Mn合金系列，合金組成復雜、強化相太多對壓鑄合金是不恰當的。

二、新老標準的關鍵差異

標準的修訂和更新是正常的，但必須符合技術上先進、工藝上合理、在生產實踐中可行的基本原則。對于材料標準而言，化學成分規范、性能水平不是規定得越嚴越好、性能越高越妙，必須有一個寬嚴適度的規范，更何況對于鑄造合金而言，往往其力學性能與鑄造工藝性能是反其道而行之，因此需要我們在制定標準規范時兼顧考慮。壓鑄鋁合金標準是有色合金中的重要基礎標準之一，涉及面廣。它對合金的主要化學成分及允許的雜質含量都有規范要求，也是驗收產品合格與否的重要依據，一般都列為必檢項目，往往由于某個項目或指標不合格，產品難以交付，這在生產活動中，特別是外貿業務中是司空見慣的。為此有關國家在制定相關技術標準時都十分審慎。

表1 壓鑄鋁合金的化學成分

表2 壓鑄鋁合金的化學成分

在GB/T15115-94與現頒布的GB/ T15115-2009比較可以看出，老標準傾向于日本JISH5302，而新標準則傾向于美國ASTMB85，特別是壓鑄鋁合金應用量最大的AL-Si-Cu系壓鑄合金，之間最大的差別在于其合金Si與Cu比例不一致，這種差別將對合金的鑄造工藝性能、合金鑄件成品率有較大的影響，其中需特別指出的是：老標準允許雜質Mg≤0.30%，而新標準則規定Mg≤0.10%，僅這一差異就大大制約了再生鋁在其中的應用，特別是嚴重影響了熟鋁在其中的加入量。如變形鋁合金的板料，老標準規定的Mg含量稍高，不外乎其形成部分Mg2Si≤化相，從而造成Cu2Al與Mg2Si疊加效應，部分影響鑄件成型的收縮性能，但這是可以通過工藝調整和改進工藝來解決的。同樣是Al-Si-Cu系壓鑄合金，歐洲標準EN1706無論對Si與Cu元素的比例及允許Mg含量的規定都十分合理可行，如表3所示。

從表中可以看出，同樣是Al-Si-Cu系壓鑄鋁合金，在同類型的合金組元中，其中Si與Cu的含量比例相對靈活和寬松，這是視不同壓鑄件使用情況而采用的適當規范，否則在實際使用中將造成被動。其中特別是對Al-Si-Cu系壓鑄合金中Mg含量作了更為靈活而適用的規定。這對于再生鋁的熟鋁加入提供了依據。事實上，包括美國在內的世界各國在壓鑄鋁合金中廣泛使用再生鋁已是不爭的事實。日本和德國是汽車生產和出口大國，壓鑄件的生產量也是最多的，其生產的廣度和考驗的時間也很長，應該說，他們的標準規范更具有說服力。所以筆者在實踐中無論是對化學成分或力學性能的爭議中大都引用以德國規范為基礎的歐洲標準規范來處理。實踐證明，它是行之有效的。

三、討論與建議

1. GB/T15115-2009新國標是壓鑄合金的規范，若以此標準為基準，其合金錠標準應該更嚴一個級別，如Mg含量的限制將更嚴，合金錠承制廠怎么生產呢？再生鋁限制不僅大幅提高生產成本且與低碳和環保的大目標形成抵觸，其實踐可行性怎樣？我們曾從不少美國提供的鋁合金壓鑄件樣品中對其A380等合金進行多次抽查驗樣，其中有不少元素是超標的，ASTMB85中所列性能指標更強更經不起推敲。關鍵是用戶使用的是壓鑄件，怎樣對壓鑄件進行實事求是地檢測和工程考核是最主要的。筆者曾經為幾家生產美國壓鑄件的外貿企業處理過不少爭議，只要論據充分，壓鑄件質量優良，對于成分及性能方面的差異，可以據理協商解決。

2. 鑒于上述新標GB/T15115-2009壓鑄合金標準的一些問題，在進行商務談判和簽訂合同時值得慎重考慮，既要考慮壓鑄件應用特性和復雜程度、生產合格率、鑄件成本，更要考慮同類型合金的相關國家標準要求，例如日本JISH5302標準，我國一般生產單位都可以接受，要求高一些的建議借鑒歐洲標準EN1706。GB/ T15115-2009壓鑄合金標準是個推薦性國家標準，并非強制性的，希望壓鑄企業注意這一點，以免造成不必要的損失。

3. 筆者曾主編過不少國家航空工業的材料和工藝標準，在標準頒發前，編制組都要起草標準初審稿，發至有關企業、科研院所廣泛征求意見，然后歸納整理，重要單位還要親臨調研，在此基礎上提出標準一審稿——預審稿，再次對有關單位征求意見，必要時要召集標準預審會議，對一些重要和共性問題進行面對面地討論，再次修改后產生標準的審定稿，并報航空部主管部門，由部分技術主管部門召開標準審定會。筆者曾是有色合金全國標準審查委員會的成員，以前國標也基本按此程序制定，現有無改變筆者尚不得知。

表3 歐洲EN1706標準的合金化學成分

作者系中國再生鋁企業家俱樂部顧問、原國家航空科技成果評審委員會委員

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