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. Chemické složení

Primární prvky:

Křemík (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.

Křemík je křehký a tvrdý. Proto zlepšuje tekutost a minimalizuje smršťování. Nadměrné množství (>9,5%) však není vždy vhodné. To má za následek hromadění hrubých částic, což ovlivňuje tažnost.

Měď (Cu):

2,5-3,5% obsahu mědi je smícháno v hliníkovém kovu, aby se dosáhlo vysoké pevnosti. Během stárnutí tvoří sraženiny Al₂Cu.

Přidání více než 3,5% měděného prvku způsobuje problémy při tuhnutí. Způsobuje praskání za tepla.

Železo (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.

Mangan (Mn):

Slitina A380 na bázi hliníku obsahuje 0,1-0,5% manganu. Střídá nebezpečnou fázi β-AlFeSi na minimálně poškozující α-AlFeMnSi. Zušlechťují se také zrna během tuhnutí.

Hořčík (Mg):

Množství hořčíku (0,1-0,5%) se spojuje s obsahem křemíku a vytváří sraženiny Mg₂Si. To zvyšuje tvrdost. Odlévatelnost se však snižuje s mg nad >0,5%

Zinek (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 nečistoty.

Stopové prvky:

• Až 0,5% niklu zajišťuje lepší stabilitu při vysokých teplotách. Důvodem je tvorba fáze Al₃Ni.
• Přítomnost cínu (Sn) a olova (Pb) nižší než 0,1% zlepšuje obrobitelnost. Ovlivňuje však svařitelnost.
• Přídavek <0,1% chromu (Cr) zjemňuje zrno.

Normy:

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. Fyzikální vlastnosti

• Hustota: 2,7 g/cm³
• Rozsah tání: 565 °C až 630 °C
• Tepelná vodivost: 100 W/m-K při 25 °C
• Elektrická vodivost: 35% IACS
• Teplotní roztažnost: 21,8 µm/m-°C (20-100°C)
• Odolnost proti korozi: Mírná

3. Mechanické vlastnosti

A. Pevnost a tažnost:

Jako odlitek (bez tepelné úpravy):

• Mez pevnosti v tahu (UTS): 325 MPa.
• Mez kluzu (YS): 160 MPa při posunu 0,2%.
• Prodloužení: 3% (omezeno vysokým obsahem křemíku a křehkými fázemi α-AlFeMnSi a β-AlFeSi).
• Tvrdost: 80 HB (Brinell).

T5 Teplota:

• Stárnutí při 150-200 °C po dobu 2-8 hodin
• UTS: 330 MPa
• YS: 170 MPa.
• Prodloužení: 2%
• Tvrdost: 85 HB

T6 Temperace:

• Rozpouštění při 500 °C po dobu 4-12 hodin + zrání
• UTS: 350 MPa
• YS: 185 MPa.
• Prodloužení: 2,5%
• Tvrdost: 90 HB

B. Mikrostruktura:

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

Intermetalické fáze:

• Deskovité částice α-AlFeMnSi s dlouhou životností 5-20 µm zvyšují odolnost proti opotřebení.
• U jehlicovitých fází (β-AlFeSi) o velikosti do 10-30 µm se objevují místa indukce trhlin.
• Prvky Mn zlepšují velikost zrn a snižují ji na <100 µm. Vytvářejí lepší houževnatost.

C. Specializované vlastnosti:

Slitina A380 má dobrou únavovou pevnost od 150 MPa při 10⁷ cyklech (R = -1). Tato vlastnost je výhodná pro výrobu držáků motorů.

Kromě toho se pevnost ve smyku tohoto ingotu pohybuje kolem 200 MPa. To je velmi důležité pro vytváření závitů nebo upevňování různých sestav.

Kromě výše uvedeného je slitina omezena svou rázovou houževnatostí (Charpyho zkouška), která je 5 J při 25 °C. Tento limit také minimalizuje její použití při dynamickém zatížení.

D. Vliv teploty:

Vyšší teploty jsou příčinou srážení hrubých částic. Z tohoto důvodu klesá UTS na 260 MPa (-20%).

Při nízké teplotě pod -50 °C dochází k nárůstu tvrdosti kolem 88 HB (+10%). Důvodem je zpomalení pohybu dislokací.

Applications of A380 Aluminum Die Casting Alloy

1. Využití v automobilovém průmyslu

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.

Klíčové složky a vlastnosti:

Automobilové díly, jako jsou držáky a skříně, mají mez pevnosti v tahu přibližně 325 MPa. Rovněž vytvářejí bariéry proti nadměrnému teplu až do 200 °C.

V porovnání se staršími železnými bloky tak díl nevyžaduje více energie ani paliva.

Tepelné a mechanické výhody:

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

Vyznačují se účinným odvodem tepla. Křemíkový materiál v nich při odlévání plynule teče a může nabývat jakýchkoli složitých tvarů.

Trvanlivost a omezení:

Skříně převodovek po procesu popouštění T6 by byly tvrdší. Dosahuje tvrdosti 90 HB.

Tyto díly však neodpovídají požadavkům na tažnost, což omezuje jejich použití v aplikacích s vysokou odolností proti nárazům. Proto se k výrobě kritických dílů používají jejich náhradní slitiny, jako je A383.

Aerospace Applications of A380 Die Casting Aluminum Alloy

Používání nekonstrukčních součástí:

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.

Teplotní a pevnostní parametry:

Tato slitina snáší mírné teploty (-50 °C až 150 °C). Jejich mez kluzu po popuštění T6 je 185 MPa. V případě zařízení pro řízení letů jsou díky této úpravě vhodnější.

Výhody přesného lití

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.

Omezení a vylepšení:

Přestože tato slitina nabízí mnoho výjimečných vlastností, nedosahuje kvalit letecké slitiny (7075). Například vysokopevnostní tepaná slitina.

Vylepšení, které můžete provést, je odolnost ve vlhkém prostředí. Toho lze dosáhnout tepelným procesem T6 nebo antikorozními nátěry.

Other Industry Applications of A380 Die Casting Aluminum Alloy

Využití ve stavebnictví:

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

Průmysl využívá své nejoptimálnější vlastnosti. A to díky odolnosti proti korozi a přísným tolerancím pro přesnost.

Mořské aplikace:

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

Úprava, jako je eloxování, dále zvyšuje odolnost proti slané vodě.

Výhody pro elektrotechnický průmysl:

Tento materiál je výhodný pro výrobu chladičů a krytů motorů. Poskytuje jim dobrou IACS a tepelnou vodivost. Proto je tato možnost cenově výhodnou nabídkou.

Výhody specifické pro dané odvětví:

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

Proces odlévání

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.

Tlakové lití:

Hliníkové tlakové lití 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, 

Odlévání do písku:

Při odlévání do písku není třeba používat vysoký tlak ani vysoké teploty. Je to proto, že se při něm vytváří profilový tvar z roztavené slitiny za použití nižšího množství (1-5 tlaků až 600-650 °C).

Tento postup můžete použít k odlévání delších dílů, například bloků motorů. Je však velmi pomalý a vytváří drsné povrchy.

Odlévání do trvalých forem:

Trvalé lití do forem přináší vyvážené výhody nákladů a přesných výsledků.

Pracuje při teplotách 630-670 °C.

Správná rychlost chlazení je nezbytná pro kontrolu tuhnutí. Tím se sníží riziko vzniku horkých trhlin.

Vady odlitků

Vady odlitků, které se vyskytují při výrobě, mohou být pórovitost, smrštění nebo vměstky.

• Pórovitost: vzduch nebo plyny přimíchané do odlitku způsobují pórovitost. Zjistěte to pomocí rentgenové kontroly. Pro kontrolu použijte vakuové odplynění.
• Smršťování: Nerovnoměrné chlazení odlitku způsobuje smršťování dílů. Software pro tepelnou simulaci pomáhá při analýze horkých míst. Vyřešte tyto chyby pomocí optimalizovaných návrhů podavačů.
• Zařazení: K tomu dochází v důsledku přítomnosti nečistot. Před použitím kov filtrujte, abyste minimalizovali velikost částic. Zvolte také techniku předehřevu formy.

Tepelné zpracování

Tepelné zpracování roztoku:

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).

Umělé stárnutí

Umělé stárnutí, stejně jako technika popouštění T6, probíhá při teplotě 150-200 °C po dobu 2-8 hodin. Vytváří nadměrnou pevnost ingotů. Za tímto účelem vytvářejí fáze Mg₂Si a Al₂Cu. Zvyšuje také tvrdost.

Přestárnutí nad 250 °C však způsobuje hrubé srážení. To v důsledku ovlivňuje pevnost a snižuje ji až o 15 %.

Také popouštění T6 zvyšuje odolnost proti únavě a vytváří rafinovanou mikrostrukturu. Přesto snižuje míru prodloužení až na 2,5%.

Corrosion Resistance of A380 Die Casting Aluminum Alloy

Korozní mechanismy:

U letounů A380 existuje pravděpodobnost vzniku důlkové koroze v místech bohatých na chloridy, jako je pobřeží. Podobně jako tento problém se ve stagnujících místech (pod šrouby) vyskytuje štěrbinová koroze.

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

Ochrana proti korozi:

Existuje mnoho možností ochrany dílů před korozí. Mezi ně patří eloxování, které přidává vrstvu oxidu o tloušťce 10-25 µm.

Proces chromátování pomáhá zbavit se vlhkosti nebo odolávat soli. Mezitím nátěry (epoxidové) zvyšují pevnost tím, že blokují expozici.

Dalšími možnostmi jsou práškové nátěry a tmely. Ty zlepšují výkon lodních nebo automobilových dílů a zvyšují jejich trvanlivost.

Machining and Fabrication of A380 Die Casting Aluminum Alloy

Obrábění:

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.

Například úhel sklonu 15° a ostré hrany napomáhají procesu řezání. Jak ukazuje obrázek, řezejte při rychlosti 300-500 m/mi, posuvu 0,5 mm/otáčku a hloubce ≤3,25 mm.

Také správné techniky chlazení mohou zabránit přehřátí nástrojů a zvýšit jejich životnost.

Výroba:

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.

Při pájení pomáhá také předehřev a hliníkové silikonové plnivo. K upevnění nebo nýtování je třeba pracovat ručně, abyste mohli nýty propíchnout, nebo použít houževnaté nýty, např. 1-5 mm.

Závěr:

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.

Můžete se však potýkat s jeho nízkou tažností. Úprava temperováním T6 a povlaky mohou zlepšit jeho odolnost. Proto je důležitá pro většinu významných průmyslových odvětví, jako je automobilový a průmyslový průmysl.