Let’s discover why A380 die casting aluminum alloy is a top choice. Understand how it can produce reliable parts, knowing its castability and its usage, along with specific properties.

Composition and Properties of A380 Die Casting Aluminum Alloy

1. التركيب الكيميائي

العناصر الأساسية:

السيليكون (Si):

The primary element of A380 aluminum casting alloy is silicon. Its proportion is around 7.5–9.5%. These particles cut the melting point, creating a eutectic phase with aluminum.

السيليكون هش وصلب. ولهذا السبب يحسن السيولة ويقلل من الانكماش. ومع ذلك، فإن الكمية الزائدة (>9.5%) ليست مناسبة دائمًا. سيؤدي ذلك إلى تراكم الجسيمات الخشنة، مما يؤثر على الليونة

النحاس (النحاس):

يتم خلط 2.5-3.51 تيرابايت 4 تيرابايت من محتوى النحاس في معدن الألومنيوم في حالة إنتاج قوة عالية. تشكّل رواسب Al₂Cu أثناء التقادم.

تؤدي إضافة أكثر من 3.5% عنصر النحاس إلى حدوث مشكلة أثناء التصلب. يسبب التشقق الساخن.

الحديد (Fe):

The amount of iron in the A380 die casting aluminum alloy is around 0.5–1.5%. This metal prevents molten ingots from sticking to the die. This is because there are AlFeSi compounds. That is hard enough to handle. Overuse of iron, above 1.5 %, brittle β-AlFeSi structure. It lowers the impact of toughness.

المنجنيز (Mn):

تتألف سبيكة الألومنيوم A380 من 0.1-0.5% المنغنيز. وهي تبدل الطور الخطير من β-AlFeSi إلى α-AlFeMnSi الأقل ضررًا. كما أنها تصقل الحبيبات أثناء التصلب.

المغنيسيوم (Mg):

تتحد كمية المغنيسيوم (0.1-0.5%) مع محتوى السيليكون لإنتاج رواسب Mg₂Si. يزيد من الصلابة. ومع ذلك، تنخفض قابلية الصب مع زيادة ملغم عن 0.5%

الزنك (Zn):

0.1–0.5% of zinc alloy minimizes impact on A380 aluminum die casting alloy. Despite this, it causes a decrease in resistance to corrosion. This usually happens with the presence of الشوائب.

العناصر النزرة:

• ينتج ما يصل إلى 0.5% من النيكل ثباتًا أفضل في درجات الحرارة العالية. ويرجع ذلك إلى تكوين طور Al₃Ni.
• يحسّن وجود كل من القصدير (Sn) والرصاص (Pb) الأقل من 0.1% من قابلية التشغيل الآلي. ومع ذلك، فإنه يؤثر على قابلية اللحام.
• دمج <0.1% من الكروم (Cr) ينقي الحبوب.

المعايير:

In ASTM B85 form, the specification of A380 die casting aluminum alloy shows certain limits. For instance, Fe ≤1.5%, Cu ≤3.5%. It mandates that the composition must pass chemical testing through spectrometry.

2. الخصائص الفيزيائية

• الكثافة: 2.7 جم/سم مكعب
• نطاق الذوبان: 565 درجة مئوية إلى 630 درجة مئوية
• الموصلية الحرارية: 100 واط/م كلفن عند 25 درجة مئوية
• التوصيل الكهربي: 35% IACS
• التمدد الحراري: 21.8 ميكرومتر/م-درجة مئوية (20-100 درجة مئوية)
• مقاومة التآكل: معتدلة

3. الخواص الميكانيكية

A. القوة والليونة:

كما هي مصبوبة (بدون معالجة حرارية):

• قوة الشد القصوى (UTS): 325 ميجا باسكال.
• قوة الخضوع (YS): 160 ميجا باسكال عند إزاحة 0.2%.
• الاستطالة: 3% (مقيد بمحتواه العالي من السيليكون بالإضافة إلى مرحلتي α-AlFeMnSi وβ-AlFeSi الهشتين).
• الصلابة: 80 HB (برينل).

مزاج T5

• التعتيق عند درجة حرارة 150-200 درجة مئوية لمدة 2-8 ساعات
• UTS 330 ميجا باسكال
• YS: 170 ميجا باسكال.
• الاستطالة: 2%
• الصلابة: 85 HB

T6 مزاج T6:

• محلول عند درجة حرارة 500 درجة مئوية لمدة 4-12 ساعة + معتق
• UTS 350 ميجا باسكال
• YS: 185 ميجا باسكال.
• الاستطالة: 2.5%
• الصلابة: 90 HB

B. البنية المجهرية:

The A380 aluminum die casting alloy creates a grain size of 50–200 µm as the primary matrix.

الأطوار بين الفلزية:

• تعمل جسيمات α-AlFeFeMnSi الشبيهة بالصفائح ذات مقاومة التآكل المطورة التي يتراوح طول عمرها بين 5 و20 ميكرومتر.
• يظهر نوع من الأطوار على شكل إبرة (β-AlFeSi) حتى 10-30 ميكرومترًا مواقع تحريض التشقق.
• تعمل عناصر المنغنيز على تحسين حجم الحبيبات وتقليلها إلى أقل من 100 ميكرومتر. فهي تخلق صلابة أفضل.

C. الخصائص المتخصصة:

تتميّز سبيكة A380 بقوة إجهاد جيدة تتراوح بين 150 ميجا باسكال عند 10⁷ دورة (R = -1). هذه الجودة مفيدة لتصنيع أقواس المحرك.

علاوة على ذلك، تبلغ قوة القص لهذه السبيكة حوالي 200 ميجا باسكال. وهذا مهم جدًا لإنشاء الخيوط أو ربط التجميعات المختلفة.

إلى جانب كل ما سبق، تقتصر السبيكة على صلابتها في الصدمات (اختبار تشاربي)، والتي تبلغ 5 جول عند درجة حرارة 25 درجة مئوية. يقلل هذا الحد أيضًا من استخدامها عبر الأحمال الديناميكية.

D. تأثيرات درجة الحرارة:

يصبح ارتفاع درجات الحرارة سببًا في ترسيب الجسيمات الخشنة. وبسبب ذلك، ينخفض UTS إلى 260 ميجا باسكال (-20%).

عند درجة الحرارة المنخفضة التي تقل عن -50 درجة مئوية، يتسبب ذلك في ارتفاع مستوى الصلابة حوالي 88 HB (+10%). ويرجع ذلك إلى أن حركة الخلع تصبح أبطأ.

Applications of A380 Aluminum Die Casting Alloy

1. استخدامات صناعة السيارات

Strength-to-weight ratio in alloy A380 die casting material makes it an optimal choice. That’s why the automotive industry uses it for its vast variety of applications. Such as a380 die casting motor brackets, aluminium die cast motor housing, and other A380 automotive die castings.

المكونات والخصائص الرئيسية:

تحتوي قطع غيار السيارات، مثل الأقواس والعلب على قوة شد قصوى تبلغ حوالي 325 ميجا باسكال. كما أنها تضع حواجز ضد الحرارة الزائدة تصل إلى 200 درجة مئوية.

وهذا يعني أن الجزء لا يتطلب المزيد من الطاقة أو استهلاك الوقود مقارنةً بالكتل الحديدية القديمة.

المزايا الحرارية والميكانيكية:

Manufacturers leverage the thermal conductivity of A380 die casting aluminum alloy (100 W/m·K) into cylinder heads.

فهي تمتلك كفاءة في تبديد الحرارة. حيث تتدفق مادة السيليكون بسلاسة أثناء الصب لتتخذ أي شكل معقد.

المتانة والقيود:

ستكون علب علبة التروس بعد عملية التقسية T6 أكثر صلابة. يحقق صلابة 90 HB.

ومع ذلك، لا تتوافق الأجزاء مع احتياجات الليونة، مما يقيد استخدامها في التطبيقات عالية التأثير. لهذا، تستخدم سبائكها البديلة مثل A383 لتصنيع الأجزاء الحرجة.

Aerospace Applications of A380 Die Casting Aluminum Alloy

استخدام المكونات غير الهيكلية:

Strength and castability features of the A380 die casting alloy ingot make it preferable. Aerospace industries use it for the fabrication of spoiler housings, flap brackets, and aileron mounts.

درجة الحرارة وأداء القوة:

يمكن أن تتحمل هذه السبيكة درجات حرارة معتدلة (-50 درجة مئوية إلى 150 درجة مئوية). وتتمتع بقوة خضوع تبلغ 185 ميجا باسكال بعد مزاج T6. في حالة معدات التحكم في الطيران، تجعلها هذه المعالجة أكثر ملاءمة.

مزايا الصب الدقيق

The A380 die casting material offers suitable castability, taking on the most intricate profile. Because of this, you can use it for things like rudder hinges with dimensional exactitude.

القيود والتحسينات:

على الرغم من أن السبيكة تقدم العديد من الصفات الاستثنائية، إلا أنها تفتقر إلى صفات سبيكة الفضاء الجوي (7075). على سبيل المثال، السبيكة المشغولة عالية القوة.

التحسين الذي يمكنك إجراؤه عليه هو المتانة في الظروف الرطبة. ويمكن أن يتم ذلك من خلال العملية الحرارية T6 أو الطلاءات المضادة للتآكل.

Other Industry Applications of A380 Die Casting Aluminum Alloy

استخدامات قطاع الإنشاءات:

In the construction sector, A380 aluminum die casting alloy is cast to manufacture architectural molds and window frames.

تستفيد الصناعة من أفضل سماتها المثلى. هذا مع مقاومة التآكل والتفاوتات الضيقة للدقة.

التطبيقات البحرية:

The durability of the A380 die casting alloy creates long-lasting and strong parts for engine mounts and deck fittings.

تضيف المعالجة، مثل الطلاء بأكسيد الألومنيوم، مقاومة أفضل ضد المياه المالحة.

مزايا الصناعة الكهربائية:

هذه المادة مفيدة لإنتاج المشتتات الحرارية ومبيت المحرك. فهي تمنحها IACS جيدة وموصلية حرارية جيدة. وهذا هو السبب في أن هذا الخيار يعد عرضًا جيدًا من حيث التكلفة والأداء.

المزايا الخاصة بالصناعة:

Key properties that the A380 die casting aluminum alloy contains include, most usually, dimensional stability across construction and corrosion resistance for marine.

Meanwhile, the thermal management suits are for electrical systems. This means aluminum A380 die casting alloy falls in the category of a versatile metal.

Casting Characteristics of A380 Die Casting Aluminum Alloy

عملية الصب

Because the A380 die casting alloy has much better fluidity, it is cast with process parameters. These parameters include melting points of 660–680°C and injection pressures of 30–150 MPa.

الصب بالقالب:

صب الألومنيوم بالقالب is the best technique to use A380 aluminum alloy. It produces output results within a few minutes and gives a tight tolerance. This process, however, risks mold sticking to iron particles, you can use this process to create a380 die casting motor brackets and aluminium die cast motor housing for the automotive components, 

الصب بالرمل:

في الصب بالرمل، ليست هناك حاجة لاستخدام الضغط العالي أو درجات الحرارة العالية. وذلك لأنها تشكّل شكلًا جانبيًا مع سبيكة منصهرة باستخدام كمية أقل (1-5 ضغط إلى 600-650 درجة مئوية).

يمكنك استخدام هذه العملية لصب أجزاء أطول مثل كتل المحرك. ومع ذلك، فهي بطيئة للغاية وتنتج أسطحًا خشنة.

صب القالب الدائم:

يوفر الصب الدائم للقالب فوائد متوازنة من حيث التكلفة إلى جانب النتائج الدقيقة.

يعمل عند درجة حرارة 630-670 درجة مئوية.

معدلات التبريد الصحيحة ضرورية فيما يتعلق بالتحكم في التصلب. سيقلل ذلك من خطر التمزقات الساخنة.

عيوب الصب

يمكن أن تتمثل عيوب الصب التي تحدث أثناء التصنيع في المسامية أو الانكماش أو الشوائب.

• المسامية: الهواء أو الغازات المختلطة في الصب تسبب المسامية. اكتشف ذلك من خلال الفحص بالأشعة السينية. للتحكم في ذلك، استخدم التفريغ بالتفريغ.
• الانكماش: ينتج عن التبريد غير المتساوي للصب انكماش في الأجزاء. يساعد برنامج المحاكاة الحرارية في تحليل النقاط الساخنة. معالجة هذه الأخطاء من خلال تصميمات مغذيات محسّنة.
• التضمين: يحدث بسبب وجود شوائب. قم بتصفية المعدن قبل الاستخدام لتقليل حجم الجسيمات. وأيضًا، اختر تقنيات التسخين المسبق للقالب.

المعالجة الحرارية

المعالجة الحرارية بالمحلول:

In this kind of treatment, die casting manufacturers heat the metal at 500°C for 4–12 hours. So that it dissolves Al₂Cu precipitates. This is done via a cooling rate >100°C/s (quenching water).

الشيخوخة الاصطناعية

يعمل التعتيق الاصطناعي، مثل تقنية المزاج T6، عند درجة حرارة 150-200 درجة مئوية لمدة 2-8 ساعات. وتنتج قوة مفرطة في السبائك. لهذا، فإنها تشكل مراحل Mg₂Si وAl₂Cu. كما أنها ترفع الصلابة.

ومع ذلك، فإن التقادم الزائد فوق 250 درجة مئوية يؤدي إلى ترسيب خشن. ونتيجة لذلك، فإنه يؤثر على القوة، مما يقلل من قوتها بنسبة تصل إلى 15 في المائة.

كما أن مزاج T6 يحسن من مقاومة التعب، مما يجعل البنية المجهرية المكررة. وعلى الرغم من ذلك، فإنه يقلل من معدل الاستطالة حتى 2.5%.

Corrosion Resistance of A380 Die Casting Aluminum Alloy

آليات التآكل:

في طائرات A380، هناك احتمالات لحدوث تآكل في المناطق الغنية بالكلوريد مثل السواحل. وعلى غرار هذه المشكلة، يحدث التآكل الشقوق في البقع الراكدة (تحت البراغي).

Galvanic corrosion happens when electrochemical potential differences occur. The iron and copper content is also the reason for worsening corrosion.

الحماية من التآكل:

هناك العديد من الخيارات لحماية الأجزاء من التآكل. ومن بين هذه الخيارات، الطلاء بأكسيد الألومنيوم الذي يضيف طبقة أكسيد 10-25 ميكرومتر.

تساعد عملية الطلاء بالكروم في التخلص من الرطوبة أو مقاومة الملح. وفي الوقت نفسه، يزيد طلاء الطلاء (الإيبوكسي) من القوة عن طريق منع التعرض.

أما الخيارات الأخرى فهي الطلاء بالمسحوق ومانعات التسرب. وهي تعمل على تحسين أداء القطع البحرية أو السيارات وزيادة المتانة.

Machining and Fabrication of A380 Die Casting Aluminum Alloy

التصنيع الآلي:

With a rating of 65 to 70%, aluminum alloy a380 is very easy to machine. There is content of allying elements, which can be hard, like silicon particles. For this, you can use carbide or PCD tools to cut it.

على سبيل المثال، تساعد زاوية أشعل النار بزاوية 15 درجة والحواف الحادة في عملية القطع. كما يظهر في الصورة، قطع عند 300-500 م/مي، وتغذية 0.5 مم/متر، وعمق ≤3.25 مم.

كما أن تقنيات معدل التبريد المناسبة يمكن أن تتجنب ارتفاع درجة حرارة الأدوات وتزيد من قابليتها للاستمرار.

التصنيع:

It is quite hard to weld A380 aluminum alloy material. Because it cracks. But you can use Friction stir welding. It does a great job at 500–1500 RPM, 1–3 mm/s.

كما يساعد أيضًا التسخين المسبق وحشو السيليكون المصنوع من الألومنيوم في عملية اللحام بالنحاس. للتثبيت أو التثبيت، يجب العمل يدويًا على الثقب أو استخدام مسامير برشام صلبة مثل 1-5 مم.

الخلاصة:

A380 die casting aluminum is the most important metal. It contains less weight yet tough content. Their excellent castability allows you to manufacture multiple applications with impressive heat resistance. It is a combination of cost-effectiveness and balanced performers.

ومع ذلك، قد تعاني من ليونة منخفضة. يمكن لمزاج T6 المعالج والطلاء أن يحسن من متانته. ولهذا السبب فهو مهم لمعظم الصناعات الرئيسية، مثل صناعة السيارات والصناعية.