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. Chemische Zusammensetzung

Primäre Elemente:

Silizium (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.

Silizium ist spröde und hart. Deshalb verbessert es die Fließfähigkeit und minimiert die Schrumpfung. Eine übermäßige Menge (>9,5%) ist jedoch nicht immer geeignet. Dies führt zur Bildung von groben Partikeln und beeinträchtigt die Duktilität.

Kupfer (Cu):

2,5-3,5% des Kupfergehalts wird in Aluminiummetall gemischt, um eine hohe Festigkeit zu erreichen. Es bildet Al₂Cu-Ausscheidungen während der Alterung.

Die Zugabe von mehr als 3,5% Kupferelementen führt zu Problemen bei der Erstarrung. Es verursacht Heißrissbildung.

Eisen (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):

Die Aluminiumbasislegierung A380 besteht aus 0,1-0,5% Mangan. Sie verwandelt die gefährliche Phase β-AlFeSi in minimal schädigendes α-AlFeMnSi. Außerdem verfeinern sie die Körner während der Erstarrung.

Magnesium (Mg):

Die Magnesiummenge (0,1-0,5%) verbindet sich mit dem Siliziumgehalt und erzeugt Mg₂Si-Ausscheidungen. Dies erhöht die Härte. Die Gießbarkeit wird jedoch mit mg über >0,5% verringert.

Zink (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 Verunreinigungen.

Spurenelemente:

• Ein Nickelgehalt von bis zu 0,5% führt zu einer besseren Hochtemperaturstabilität. Dies ist auf die Bildung der Al₃Ni-Phase zurückzuführen.
• Das Vorhandensein von Zinn (Sn) und Blei (Pb) mit einem Anteil von weniger als 0,1% verbessert die Bearbeitbarkeit. Es beeinträchtigt jedoch die Schweißbarkeit.
• Die Beimischung von <0,1% Chrom (Cr) verfeinert das Korn.

Normen:

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. Physikalische Eigenschaften

• Dichte: 2,7 g/cm³
• Schmelzbereich: 565°C bis 630°C
• Wärmeleitfähigkeit: 100 W/m-K bei 25°C
• Elektrische Leitfähigkeit: 35% IACS
• Wärmeausdehnung: 21,8 µm/m-°C (20-100°C)
• Korrosionsbeständigkeit: Mäßig

3. Mechanische Eigenschaften

A. Festigkeit und Duktilität:

Wie gegossen (keine Wärmebehandlung):

• Höchstzugkraft (UTS): 325 MPa.
• Streckgrenze (YS): 160 MPa bei 0,2% Versatz.
• Dehnung: 3% (begrenzt durch seinen hohen Siliziumgehalt sowie die spröden Phasen α-AlFeMnSi und β-AlFeSi).
• Härte: 80 HB (Brinell).

T5 Temperament:

• Reifung bei 150-200°C für 2-8 Stunden
• UTS: 330 MPa
• YS: 170 MPa.
• Dehnung: 2%
• Härte: 85 HB

T6 Temperament:

• Gelöst bei 500°C für 4-12 Stunden + Gealtert
• UTS: 350 MPa
• YS: 185 MPa.
• Dehnung: 2.5%
• Härte: 90 HB

B. Mikrostruktur:

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

Intermetallische Phasen:

• Die plättchenförmigen Partikel aus α-AlFeMnSi mit 5-20 µm Langlebigkeit verbessern die Verschleißfestigkeit.
• Die Art der nadelförmigen Phasen (β-AlFeSi) bis zu 10-30 µm zeigen Rissinduktionsstellen.
• Mn-Elemente verbessern die Korngröße und reduzieren sie auf <100 µm. Sie sorgen für eine bessere Zähigkeit.

C. Spezialisierte Eigenschaften:

Die A380-Legierung hat eine gute Ermüdungsfestigkeit von 150 MPa bei 10⁷ Zyklen (R = -1). Diese Eigenschaft ist für die Herstellung von Triebwerkshalterungen von Vorteil.

Außerdem beträgt die Scherfestigkeit dieses Blocks etwa 200 MPa. Das ist sehr wichtig für die Herstellung von Gewinden oder die Befestigung verschiedener Baugruppen.

Außerdem ist die Legierung auf eine Schlagzähigkeit (Charpy-Test) von 5 J bei 25 °C beschränkt. Dieser Grenzwert minimiert auch die Verwendung bei dynamischen Belastungen.

D. Auswirkungen der Temperatur:

Höhere Temperaturen sind der Grund für die Ausfällung von groben Partikeln. Aus diesem Grund sinkt die UTS auf 260 MPa (-20%).

Bei niedrigen Temperaturen unter -50°C kommt es zu einem sprunghaften Anstieg des Härtegrads um 88 HB (+10%). Dies liegt daran, dass die Bewegung der Versetzungen langsamer wird.

Applications of A380 Aluminum Die Casting Alloy

1. Verwendung in der Automobilindustrie

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.

Hauptbestandteile und Eigenschaften:

Die Automobilteile, wie Halterungen und Gehäuse, weisen eine Zugfestigkeit von rund 325 MPa auf. Sie setzen auch Barrieren gegen übermäßige Hitze bis zu 200°C.

Das bedeutet, dass das Teil im Vergleich zu älteren Eisenblöcken nicht mehr Energie oder Kraftstoff verbraucht.

Thermische und mechanische Vorteile:

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

Sie verfügen über eine effiziente Wärmeableitung. Das Siliziummaterial fließt während des Gießens reibungslos und nimmt jede komplexe Form an.

Dauerhaftigkeit und Einschränkungen:

Die Getriebegehäuse wären nach einem T6-Anlassverfahren härter. Es wird eine Härte von 90 HB erreicht.

Die Teile entsprechen jedoch nicht den Anforderungen an die Duktilität, was ihre Verwendung in Anwendungen mit hoher Schlagbeanspruchung einschränkt. Aus diesem Grund werden für die Herstellung kritischer Teile Ersatzlegierungen wie A383 verwendet.

Aerospace Applications of A380 Die Casting Aluminum Alloy

Verwendung von nicht-strukturellen Komponenten:

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.

Temperatur und Festigkeitsleistung:

Diese Legierung kann mäßigen Temperaturen standhalten (-50°C bis 150°C). Die Streckgrenze liegt bei 185 MPa nach dem T6-Glühen. Durch diese Behandlung sind sie für Flugsteuerungsgeräte besser geeignet.

Vorteile des Präzisionsgusses

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.

Beschränkungen und Verbesserungen:

Obwohl die Legierung viele außergewöhnliche Eigenschaften aufweist, verfügt sie nicht über die Qualitäten der Luft- und Raumfahrtqualität (7075). Zum Beispiel, hochfeste Knetlegierung.

Die Verbesserung, die Sie vornehmen können, ist die Haltbarkeit unter feuchten Bedingungen. Dies kann durch das T6-Hitzeverfahren oder Korrosionsschutzbeschichtungen erreicht werden.

Other Industry Applications of A380 Die Casting Aluminum Alloy

Baugewerbe Verwendungen:

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

Die Industrie setzt ihre besten Eigenschaften ein. Das ist mit Korrosionsbeständigkeit und engen Toleranzen für Genauigkeit.

Anwendungen in der Schifffahrt:

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

Eine Behandlung, wie das Eloxieren, erhöht die Widerstandsfähigkeit gegen Salzwasser zusätzlich.

Vorteile für die Elektroindustrie:

Dieses Material ist für die Herstellung von Kühlkörpern und Motorgehäusen von Vorteil. Es verleiht ihnen eine gute IACS und Wärmeleitfähigkeit. Aus diesem Grund ist diese Option ein Preis-Leistungs-Angebot.

Branchenspezifische Vorteile:

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

Gussverfahren

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.

Druckguss:

Aluminium-Druckguss 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, 

Sandguss:

Beim Sandguss ist es nicht erforderlich, hohen Druck oder hohe Temperaturen zu verwenden. Dies liegt daran, dass die geschmolzene Legierung mit einer geringeren Menge (1-5 Druck bis 600-650°C) eine Profilform bildet.

Mit diesem Verfahren können Sie längere Teile wie Motorblöcke gießen. Es ist jedoch sehr langsam und erzeugt raue Oberflächen.

Kokillengießen:

Der Kokillenguss bietet ausgewogene Kostenvorteile bei gleichzeitig präzisen Ergebnissen.

Es arbeitet bei 630-670°C.

Die richtigen Abkühlungsraten sind notwendig, um die Erstarrung zu kontrollieren. Dadurch wird das Risiko von Heißrissen verringert.

Gussmängel

Gussfehler, die während der Herstellung auftreten, können Porosität, Schrumpfung oder Einschlüsse sein.

• Porosität: Im Gussstück vermischte Luft oder Gase verursachen Porosität. Ermitteln Sie dies mit einer Röntgeninspektion. Um dies zu kontrollieren, verwenden Sie eine Vakuumentgasung.
• Schrumpfung: Ungleichmäßige Abkühlung des Gussstücks führt zu Schwund in den Teilen. Die thermische Simulationssoftware hilft bei der Analyse von Hotspots. Beheben Sie diese Fehler mit optimierten Speiserdesigns.
• Einschluss: Dies geschieht durch das Vorhandensein von Verunreinigungen. Filtern Sie das Metall vor der Verwendung, um die Partikelgröße zu minimieren. Entscheiden Sie sich außerdem für vorgewärmte Formtechniken.

Wärmebehandlung

Wärmebehandlung der Lösung:

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).

Künstliche Alterung

Die künstliche Alterung, wie die T6-Temperierung, erfolgt bei 150-200 °C für 2-8 Stunden. Sie erzeugt eine übermäßige Festigkeit der Barren. Dazu bilden sie Mg₂Si und Al₂Cu-Phasen. Es erhöht auch die Härte.

Die Überalterung bei über 250°C führt jedoch zu groben Ausscheidungen. Dies wirkt sich auf die Festigkeit aus, die um bis zu 15 Prozent sinkt.

Außerdem verbessert der T6-Zustand die Ermüdungsbeständigkeit und sorgt für ein verfeinertes Gefüge. Trotzdem senkt es die Dehnungsrate auf bis zu 2,5%.

Corrosion Resistance of A380 Die Casting Aluminum Alloy

Korrosionsmechanismen:

Bei A380 besteht die Gefahr von Lochfraßkorrosion an chloridreichen Stellen, wie z. B. an der Küste. Ähnlich verhält es sich mit der Spaltkorrosion, die an stagnierenden Stellen (unter Bolzen) auftritt.

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

Schutz vor Korrosion:

Es gibt viele Möglichkeiten, Teile vor Korrosion zu schützen. Eine davon ist das Eloxieren, bei dem eine Oxidschicht von 10-25 µm aufgebracht wird.

Der Chromatierungsprozess hilft, Feuchtigkeit loszuwerden oder Salz zu widerstehen. In der Zwischenzeit erhöhen die Farbbeschichtungen (Epoxid) die Festigkeit, indem sie die Belichtung blockieren.

Die anderen Optionen sind Pulverbeschichtungen und Versiegelungen. Sie verbessern die Leistung von Schiffs- oder Autoteilen und erhöhen die Haltbarkeit.

Machining and Fabrication of A380 Die Casting Aluminum Alloy

Bearbeitungen:

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.

Ein Spanwinkel von 15° und scharfe Kanten unterstützen den Schneidprozess. Wie die Abbildung zeigt, schneiden Sie mit 300-500 m/mi, einem Vorschub von 0,5 mm/U und einer Tiefe von ≤3,25 mm.

Außerdem kann die richtige Kühlung eine Überhitzung der Werkzeuge vermeiden und ihre Lebensdauer verlängern.

Fabrikation:

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.

Auch das Vorwärmen und Aluminium-Silikonfüller helfen beim Löten. Zum Befestigen oder Nieten müssen Sie manuell arbeiten, um zu stechen oder harte Nieten (1-5 mm) zu verwenden.

Schlussfolgerung:

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.

Allerdings könnten Sie mit seiner geringen Duktilität zu kämpfen. Die Behandlung T6 Temper und Beschichtungen können seine Haltbarkeit zu verbessern. Aus diesem Grund ist es für die meisten großen Industrien, wie Automobil und Industrie, wichtig.