A380 die casting aluminum alloy is a common aluminum alloy used in die casting. Key elements are silicon (7.5-9.5%) and copper (2.5-3.5%). High silicon content ensures it flows well into molds. It offers good strength, around 325 MPa (UTS) as-cast. A380 die casting product is lightweight (2.7 g/cm³) with good heat-handling ability.
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. Χημική σύνθεση
Πρωτογενή στοιχεία:
Πυρίτιο (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.
Το πυρίτιο είναι εύθραυστο και σκληρό. Γι' αυτό βελτιώνει τη ρευστότητα και ελαχιστοποιεί τη συρρίκνωση. Ωστόσο, η υπερβολική ποσότητα (>9,5%) δεν είναι πάντα κατάλληλη. Αυτό θα έχει ως αποτέλεσμα τη συσσώρευση χονδροειδών σωματιδίων, επηρεάζοντας την ολκιμότητα
Χαλκός (Cu):
2,5-3,5% περιεκτικότητα σε χαλκό αναμιγνύεται σε μέταλλο αλουμινίου σε περίπτωση που παράγει υψηλή αντοχή. Σχηματίζει ιζήματα Al₂Cu κατά τη διάρκεια της γήρανσης.
Η προσθήκη περισσότερων από 3,5% στοιχείων χαλκού προκαλεί προβλήματα κατά τη στερεοποίηση. Προκαλεί θερμές ρωγμές.
Σίδηρος (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.
Μαγγάνιο (Mn):
Το κράμα A380 με βάση το αλουμίνιο αποτελείται από μαγγάνιο 0,1-0,5%. Εναλλάσσει την επικίνδυνη φάση β-AlFeSi σε ελάχιστα βλαπτική α-AlFeMnSi. Εξευγενίζουν επίσης τους κόκκους κατά τη διάρκεια της στερεοποίησης.
Μαγνήσιο (Mg):
Η ποσότητα του μαγνησίου (0,1-0,5%) συνδυάζεται με την περιεκτικότητα σε πυρίτιο για την παραγωγή ιζημάτων Mg₂Si. Αυξάνει τη σκληρότητα. Ωστόσο, η χυτευσιμότητα μειώνεται με mg πάνω από >0,5%
Ψευδάργυρος (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 ακαθαρσίες.
Ιχνοστοιχεία:
- Μέχρι 0,5% νικελίου παράγουν καλύτερη σταθερότητα σε υψηλή θερμοκρασία. Αυτό οφείλεται στο σχηματισμό της φάσης Al₃Ni.
- Η παρουσία κάθε κασσίτερου (Sn) και μολύβδου (Pb) χαμηλότερη από 0,1% βελτιώνει την κατεργασιμότητα. Ωστόσο, επηρεάζει τη συγκολλησιμότητα.
- Η ενσωμάτωση <0,1% χρωμίου (Cr) βελτιώνει τους κόκκους.
Πρότυπα:
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. Φυσικές ιδιότητες
- Πυκνότητα: 2,7 g/cm³
- Εύρος τήξης: °C έως 630 °C
- Θερμική αγωγιμότητα: 100 W/m-K στους 25°C
- Ηλεκτρική αγωγιμότητα: 35% IACS
- Θερμική διαστολή: 21,8 μm/m-°C (20-100°C)
- Αντοχή στη διάβρωση: Αντοχή στη διάβρωση: Μέτρια
3. Μηχανικές ιδιότητες
A. Αντοχή και ολκιμότητα:
Όπως-Χύθηκε (χωρίς θερμική επεξεργασία):
- Αντοχή σε εφελκυσμό (UTS): 325 MPa.
- Αντοχή παραγωγής (YS): 160 MPa σε 0.2% offset.
- Επιμήκυνση: 3% (περιορίζεται από την υψηλή περιεκτικότητα σε πυρίτιο καθώς και από τις εύθραυστες φάσεις α-AlFeMnSi και β-AlFeSi).
- Σκληρότητα: 80 HB (Brinell).
T5 Θερμοκρασία:
- Παλαίωση στους 150-200°C για 2-8 ώρες
- UTS: 330 MPa
- YS: 170 MPa.
- Επιμήκυνση: 2%
- Σκληρότητα: 85 HB
T6 Θερμοκρασία:
- Διαλύεται στους 500°C για 4-12 ώρες + Παλαίωση
- UTS: 350 MPa
- YS: 185 MPa.
- Επιμήκυνση: 2.5%
- Σκληρότητα: 90 HB
B. Μικροδομή:
The A380 aluminum die casting alloy creates a grain size of 50–200 µm as the primary matrix.
Διαμεταλλικές φάσεις:
- Τα σωματίδια α-AlFeMnSi που μοιάζουν με πλάκα με 5-20 μm αναβαθμίζουν την αντοχή στη φθορά.
- Το είδος των φάσεων σε σχήμα βελόνας (β-AlFeSi) μέχρι 10-30 μm εμφανίζει θέσεις επαγωγής ρωγμών.
- Τα στοιχεία Mn βελτιώνουν το μέγεθος των κόκκων, μειώνοντάς το σε <100 μm. Δημιουργούν καλύτερη ανθεκτικότητα.
C. Εξειδικευμένες ιδιότητες:
Το κράμα A380 έχει καλή αντοχή σε κόπωση που κυμαίνεται από 150 MPa σε 10⁷ κύκλους (R = -1). Αυτή η ποιότητα είναι επωφελής για την κατασκευή βραχιόνων κινητήρα.
Επιπλέον, η διατμητική αντοχή αυτού του πλινθίου είναι περίπου 200 MPa. Αυτό είναι πολύ σημαντικό για τη δημιουργία σπειρωμάτων ή τη στερέωση διαφόρων συναρμολογήσεων.
Εκτός από όλα τα παραπάνω, το κράμα περιορίζεται στην αντοχή του σε κρούση (δοκιμή Charpy), η οποία είναι 5 J στους 25°C. Αυτό το όριο ελαχιστοποιεί επίσης τη χρήση του σε δυναμικά φορτία.
D. Επιδράσεις της θερμοκρασίας:
Οι υψηλότερες θερμοκρασίες γίνονται η αιτία για την κατακρήμνιση των χονδροειδών σωματιδίων. Εξαιτίας αυτού, η UTS πέφτει στα 260 MPa (-20%).
Στο σημείο χαμηλής θερμοκρασίας κάτω των -50°C, προκαλεί αύξηση του επιπέδου σκληρότητας γύρω στα 88 HB (+10%). Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η κίνηση των εξαρθρώσεων γίνεται πιο αργή.
Applications of A380 Aluminum Die Casting Alloy
1. Χρήση της αυτοκινητοβιομηχανίας
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.
Βασικά συστατικά και ιδιότητες:
Τα εξαρτήματα της αυτοκινητοβιομηχανίας, όπως οι βραχίονες και τα περιβλήματα, έχουν τελική αντοχή σε εφελκυσμό περίπου 325 MPa. Θέτουν επίσης εμπόδια στην υπερβολική θερμότητα έως και 200°C.
Αυτό σημαίνει ότι το εξάρτημα δεν απαιτεί περισσότερη ενέργεια ή κατανάλωση καυσίμου σε σύγκριση με τα παλαιότερα μπλοκ σιδήρου.
Θερμικά και μηχανικά πλεονεκτήματα:
Manufacturers leverage the thermal conductivity of A380 die casting aluminum alloy (100 W/m·K) into cylinder heads.
Διαθέτουν αποτελεσματική απαγωγή θερμότητας. Όπου το υλικό πυριτίου ρέει ομαλά κατά τη χύτευση για να πάρει οποιοδήποτε σύνθετο σχήμα.
Ανθεκτικότητα και περιορισμοί:
Τα περιβλήματα των κιβωτίων ταχυτήτων μετά από μια διαδικασία σκλήρυνσης T6 θα ήταν πιο δύσκολα. Επιτυγχάνεται σκληρότητα 90 HB.
Ωστόσο, τα εξαρτήματα αυτά δεν ανταποκρίνονται στις ανάγκες ολκιμότητας, γεγονός που περιορίζει τη χρήση τους σε εφαρμογές υψηλής κρούσης. Γι' αυτό, χρησιμοποιείτε τα κράματα υποκατάστατά του, όπως το A383, για την κατασκευή κρίσιμων εξαρτημάτων.
Aerospace Applications of A380 Die Casting Aluminum Alloy
Χρήση μη δομικών στοιχείων:
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.
Απόδοση θερμοκρασίας και αντοχής:
Αυτό το κράμα αντέχει σε μέτριες θερμοκρασίες (-50°C έως 150°C). Έχουν όριο διαρροής 185 MPa μετά από σκλήρυνση Τ6. Στην περίπτωση του εξοπλισμού ελέγχου πτήσεων, η κατεργασία αυτή τα καθιστά πιο κατάλληλα.
Πλεονεκτήματα της χύτευσης ακριβείας
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.
Περιορισμοί και βελτιώσεις:
Παρά το γεγονός ότι το κράμα προσφέρει πολλές εξαιρετικές ιδιότητες, δεν διαθέτει τις ιδιότητες του κράματος αεροπορικής ποιότητας (7075). Για παράδειγμα, κράμα υψηλής αντοχής σφυρηλατημένο.
Η βελτίωση που μπορείτε να κάνετε σε αυτό είναι η ανθεκτικότητα σε υγρές συνθήκες. Αυτό μπορεί να γίνει μέσω της θερμικής διαδικασίας T6 ή αντιδιαβρωτικών επικαλύψεων.
Other Industry Applications of A380 Die Casting Aluminum Alloy
Χρήσεις στον κατασκευαστικό τομέα:
In the construction sector, A380 aluminum die casting alloy is cast to manufacture architectural molds and window frames.
Ο κλάδος αξιοποιεί τα βέλτιστα χαρακτηριστικά του. Αυτό συμβαίνει με την αντοχή στη διάβρωση και τις στενές ανοχές για ακρίβεια.
Θαλάσσιες εφαρμογές:
The durability of the A380 die casting alloy creates long-lasting and strong parts for engine mounts and deck fittings.
Η επεξεργασία, όπως η ανοδίωση, προσθέτει περαιτέρω καλύτερη αντοχή έναντι του αλμυρού νερού.
Οφέλη για την ηλεκτρική βιομηχανία:
Αυτό το υλικό είναι χρήσιμο για την παραγωγή ψύκτρων θερμότητας και περιβλήματος κινητήρα. Τους προσδίδει καλή IACS και θερμική αγωγιμότητα. Γι' αυτό και η επιλογή αυτή αποτελεί μια προσφορά κόστους-απόδοσης.
Πλεονεκτήματα ειδικά για τον κλάδο:
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
Διαδικασία χύτευσης
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.
Χύτευση σε μήτρα:
Χύτευση αλουμινίου 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,
Χύτευση με άμμο:
Στη χύτευση με άμμο, δεν υπάρχει ανάγκη χρήσης υψηλής πίεσης ή υψηλών θερμοκρασιών. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι σχηματίζει ένα σχήμα προφίλ με λιωμένο κράμα χρησιμοποιώντας μικρότερη ποσότητα (1-5 πίεση στους 600-650°C).
Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτή τη διαδικασία για τη χύτευση μακρύτερων εξαρτημάτων, όπως μπλοκ κινητήρων. Ωστόσο, είναι πολύ αργή και παράγει τραχιές επιφάνειες.
Μόνιμη χύτευση καλουπιών:
Η χύτευση σε μόνιμο καλούπι παρέχει ισορροπημένα οφέλη κόστους μαζί με αποτελέσματα ακριβείας.
Λειτουργεί στους 630-670°C.
Οι σωστοί ρυθμοί ψύξης είναι απαραίτητοι για τον έλεγχο της στερεοποίησης. Αυτό θα μειώσει τον κίνδυνο θερμών δακρύων.
Ελαττώματα χύτευσης
Τα ελαττώματα χύτευσης που εμφανίζονται κατά την κατασκευή μπορεί να είναι πορώδες, συρρίκνωση ή εγκλείσματα.
- Πορώδες: ο αέρας ή τα αέρια που αναμειγνύονται στο χυτό προκαλούν πορώδες. Ανακαλύψτε το με επιθεώρηση με ακτίνες Χ. Για να το ελέγξετε αυτό, χρησιμοποιήστε απαέρωση υπό κενό.
- Συρρίκνωση: Η ανομοιόμορφη ψύξη της χύτευσης προκαλεί συρρίκνωση των εξαρτημάτων. Το λογισμικό θερμικής προσομοίωσης βοηθά στην ανάλυση των θερμών σημείων. Αντιμετωπίστε αυτά τα σφάλματα με βελτιστοποιημένα σχέδια τροφοδοσίας.
- Συμπερίληψη: Ενσωμάτωση: Συμβαίνει λόγω της παρουσίας ακαθαρσιών. Φιλτράρετε το μέταλλο πριν από τη χρήση για να ελαχιστοποιήσετε το μέγεθος των σωματιδίων. Επίσης, επιλέξτε τεχνικές καλουπιού προθέρμανσης.
Θερμική επεξεργασία
Θερμική επεξεργασία διαλύματος:
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).
Τεχνητή γήρανση
Η τεχνητή γήρανση, όπως η τεχνική T6 temper, λειτουργεί στους 150-200°C για 2-8 ώρες. Παράγει υπερβολική αντοχή στα πλινθώματα. Για το σκοπό αυτό, σχηματίζουν φάσεις Mg₂Si και Al₂Cu. Αυξάνει επίσης τη σκληρότητα.
Ωστόσο, η υπερήλικηση πάνω από τους 250°C προκαλεί χονδροειδή καθίζηση. Αυτό, ως αποτέλεσμα, επηρεάζει την αντοχή, μειώνοντάς την έως και κατά 15 τοις εκατό.
Επίσης, η ιδιοσυγκρασία T6 βελτιώνει την αντοχή στην κόπωση, δημιουργώντας μια εκλεπτυσμένη μικροδομή. Παρόλα αυτά, μειώνει το ποσοστό επιμήκυνσης έως και 2,5%.
Corrosion Resistance of A380 Die Casting Aluminum Alloy
Μηχανισμοί διάβρωσης:
Στα αεροσκάφη A380, υπάρχουν πιθανότητες διάβρωσης από τις περιοχές που είναι πλούσιες σε χλωριόντα, όπως οι ακτές. Παρόμοια με αυτό το ζήτημα, η διάβρωση ρωγμών εμφανίζεται σε στάσιμα σημεία (κάτω από βίδες).
Galvanic corrosion happens when electrochemical potential differences occur. The iron and copper content is also the reason for worsening corrosion.
Προστασία από τη διάβρωση:
Υπάρχουν πολλές επιλογές για την προστασία των εξαρτημάτων από τη διάβρωση. Μεταξύ αυτών, η ανοδίωση είναι μία από αυτές που προσθέτει ένα στρώμα οξειδίου 10-25 μm.
Η διαδικασία επιχρωμίωσης βοηθά στην απομάκρυνση της υγρασίας ή στην αντίσταση στο αλάτι. Εν τω μεταξύ, οι επικαλύψεις βαφής (εποξειδικές) αυξάνουν την αντοχή εμποδίζοντας την έκθεση.
Οι άλλες επιλογές είναι οι επιστρώσεις σε σκόνη και τα στεγανωτικά. Λειτουργούν για να βελτιώσουν την απόδοση των εξαρτημάτων της ναυτιλίας ή της αυτοκινητοβιομηχανίας και να αυξήσουν την ανθεκτικότητα.
Machining and Fabrication of A380 Die Casting Aluminum Alloy
Κατεργασία:
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.
Για παράδειγμα, η γωνία τριβής 15° και οι αιχμηρές ακμές βοηθούν στη διαδικασία κοπής. Όπως δείχνει η εικόνα, κόψτε με 300-500 m/mi, πρόωση 0,5 mm/rev και βάθος ≤3,25 mm.
Επίσης, οι κατάλληλες τεχνικές ψύξης μπορούν να αποφύγουν την υπερθέρμανση των εργαλείων και να αυξήσουν τη διάρκεια ζωής τους.
Κατασκευή:
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.
Επίσης, η προθέρμανση και το πληρωτικό πυριτίου αλουμινίου βοηθούν επίσης για την συγκόλληση. Για να στερεώσετε ή να καρφώσετε, πρέπει να εργαστείτε με το χέρι για να τρυπήσετε ή να χρησιμοποιήσετε σκληρά πριτσίνια όπως 1-5 mm.
Συμπέρασμα:
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.
Ωστόσο, μπορεί να δυσκολευτείτε με τη χαμηλή ολκιμότητά του. Η επεξεργασία T6 και οι επιστρώσεις μπορούν να βελτιώσουν την ανθεκτικότητά του. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο είναι σημαντικός για τις περισσότερες από τις μεγάλες βιομηχανίες, όπως η αυτοκινητοβιομηχανία και η βιομηχανία.