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. Composición química
Elementos primarios:
Silicio (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.
La silicona es quebradiza y dura. Por eso mejora la fluidez y minimiza la contracción. Sin embargo, una cantidad excesiva (>9,5%) no siempre es adecuada. Esto provocará la acumulación de partículas gruesas, lo que afectará a la ductilidad.
Cobre (Cu):
2,5-3,5% de contenido de cobre se mezcla en el metal de aluminio en caso de producir alta resistencia. Forma precipitados de Al₂Cu durante el envejecimiento.
Añadir más de 3,5% de elemento de cobre induce problemas durante la solidificación. Provoca grietas en caliente.
Hierro (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.
Manganeso (Mn):
La aleación de aluminio A380 contiene 0,1-0,5% de manganeso. Alterna la fase peligrosa de β-AlFeSi en α-AlFeMnSi de daño mínimo. También afina los granos durante la solidificación.
Magnesio (Mg):
La cantidad de magnesio (0,1-0,5%) se combina con el contenido de silicio para producir precipitados de Mg₂Si. Esto aumenta la dureza. Sin embargo, la colabilidad se reduce con mg por encima de >0,5%
Zinc (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 impurezas.
Oligoelementos:
- Hasta 0,5% de níquel produce una mejor estabilidad a alta temperatura. Esto se debe a su formación de la fase Al₃Ni.
- La presencia de estaño (Sn) y plomo (Pb) inferior a 0,1% mejora la maquinabilidad. Sin embargo, afecta a la soldabilidad.
- La incorporación de <0,1% de Cromo (Cr) refina el grano.
Normas:
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. 2. Propiedades físicas
- Densidad: 2,7 g/cm³
- Intervalo de fusión: 565°C a 630°C
- Conductividad térmica: 100 W/m-K a 25°C
- Conductividad eléctrica: 35% IACS
- Expansión térmica: 21,8 µm/m-°C (20-100°C)
- Resistencia a la corrosión: Moderada
3. 3. Propiedades mecánicas
A. Resistencia y ductilidad:
Tal cual (sin tratamiento térmico):
- Resistencia última a la tracción (UTS): 325 MPa.
- Límite elástico (YS): 160 MPa con un desplazamiento de 0,2%.
- Alargamiento: 3% (limitado por su alto contenido en silicio, así como por las fases frágiles α-AlFeMnSi y β-AlFeSi).
- Dureza: 80 HB (Brinell).
T5 Temper:
- Envejecimiento a 150-200°C durante 2-8 horas
- UTS 330 MPa
- YS: 170 MPa.
- Alargamiento: 2%
- Dureza: 85 HB
T6 Temper:
- Solutionizado a 500°C durante 4-12 horas + Envejecido
- UTS 350 MPa
- YS: 185 MPa.
- Alargamiento: 2,5%
- Dureza: 90 HB
B. Microestructura:
The A380 aluminum die casting alloy creates a grain size of 50–200 µm as the primary matrix.
Fases intermetálicas:
- Las partículas en forma de placa de α-AlFeMnSi con una longevidad de 5-20 µm mejoran la resistencia al desgaste.
- El tipo de fases en forma de aguja (β-AlFeSi) de hasta 10-30 µm muestran lugares de inducción de grietas.
- Los elementos de Mn mejoran el tamaño del grano, reduciéndolo a <100 µm. Crean una mayor tenacidad.
C. Propiedades especializadas:
La aleación A380 tiene una buena resistencia a la fatiga que oscila entre 150 MPa a 10⁷ ciclos (R = -1). Esta cualidad es beneficiosa para la fabricación de soportes de motor.
Además, la resistencia al cizallamiento de este lingote es de unos 200 MPa. Eso es muy importante para crear roscas o sujetar diversos ensamblajes.
Además de todo lo anterior, la aleación está limitada a su tenacidad al impacto (ensayo Charpy), que es de 5 J a 25°C. Este límite también minimiza su uso en cargas dinámicas.
D. Efectos de la temperatura:
Las temperaturas más elevadas se convierten en la causa de la precipitación de partículas gruesas. Debido a ello, el UTS desciende a 260 MPa (-20%).
En el punto de baja temperatura por debajo de -50°C, provoca un aumento del nivel de dureza en torno a 88 HB (+10%). Esto se debe a que el movimiento de las dislocaciones se hace más lento.
Applications of A380 Aluminum Die Casting Alloy
1. Uso en la industria del automóvil
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.
Componentes y propiedades clave:
Las piezas de automoción, como soportes y carcasas, tienen una resistencia a la tracción de unos 325 MPa. También establecen barreras contra el calor excesivo de hasta 200 °C.
Esto significa que la pieza no requiere más energía ni más consumo de combustible que los antiguos bloques de hierro.
Ventajas térmicas y mecánicas:
Manufacturers leverage the thermal conductivity of A380 die casting aluminum alloy (100 W/m·K) into cylinder heads.
Poseen una eficaz disipación del calor. En ellos, el material de silicio fluye suavemente durante la fundición para adoptar cualquier forma compleja.
Durabilidad y limitaciones:
Las carcasas de la caja de cambios después de un proceso de templado T6 serían más duras. Alcanza una dureza de 90 HB.
Sin embargo, estas piezas no responden a las necesidades de ductilidad, lo que restringe su uso en aplicaciones de alto impacto. Por ello, se utilizan sus aleaciones sustitutivas, como la A383, para fabricar piezas críticas.
Aerospace Applications of A380 Die Casting Aluminum Alloy
Uso de componentes no estructurales:
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.
Temperatura y resistencia:
Esta aleación puede soportar temperaturas moderadas (de -50°C a 150°C). Tienen un límite elástico de 185 MPa después del temple T6. En el caso de los equipos de control de vuelo, este tratamiento los hace más adecuados.
Ventajas de la fundición de precisión
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.
Limitaciones y mejoras:
A pesar de que la aleación ofrece muchas cualidades excepcionales, carece de las cualidades del grado aeroespacial (7075). Por ejemplo, aleación forjada de alta resistencia.
La mejora que se le puede hacer es la durabilidad en condiciones de humedad. Esto puede hacerse mediante el proceso térmico T6 o revestimientos anticorrosión.
Other Industry Applications of A380 Die Casting Aluminum Alloy
Usos en el sector de la construcción:
In the construction sector, A380 aluminum die casting alloy is cast to manufacture architectural molds and window frames.
La industria aprovecha sus rasgos más óptimos. Eso sí, con resistencia a la corrosión y tolerancias ajustadas para mayor precisión.
Aplicaciones marinas:
The durability of the A380 die casting alloy creates long-lasting and strong parts for engine mounts and deck fittings.
El tratamiento, como el anodizado, aumenta aún más la resistencia al agua salada.
Beneficios para la industria eléctrica:
Este material es beneficioso para fabricar disipadores térmicos y carcasas de motores. Les confiere un buen IACS y conductividad térmica. Por eso esta opción es una oferta rentable.
Ventajas específicas del sector:
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
Proceso de fundición
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.
Fundición a presión:
Fundición a presión de aluminio 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,
Fundición en arena:
En la fundición en arena no es necesario utilizar altas presiones ni altas temperaturas. Esto se debe a que forma un perfil con aleación fundida utilizando una cantidad menor (1-5 de presión a 600-650°C).
Con este proceso se pueden fundir piezas más largas, como bloques de motor. Sin embargo, es muy lento y produce superficies rugosas.
Fundición en molde permanente:
La fundición en molde permanente ofrece ventajas equilibradas de coste junto con resultados de precisión.
Funciona a 630-670°C.
Para controlar la solidificación son necesarias velocidades de enfriamiento adecuadas. Esto reducirá el riesgo de desgarros en caliente.
Defectos de fundición
Los defectos de fundición que se producen durante la fabricación pueden ser porosidad, contracción o inclusiones.
- Porosidad: el aire o los gases mezclados en la fundición provocan porosidad. Averígüelo con una inspección por rayos X. Para controlarlo, utilice la desgasificación al vacío.
- Encogimiento: El enfriamiento desigual de la fundición produce contracción en las piezas. El software de simulación térmica ayuda a analizar los puntos calientes. Haga frente a estos errores con diseños de alimentadores optimizados.
- Inclusión: Se produce por la presencia de impurezas. Filtre el metal antes de utilizarlo para minimizar el tamaño de las partículas. Además, opte por técnicas de precalentamiento del molde.
Tratamiento térmico
Tratamiento térmico en solución:
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).
Envejecimiento artificial
El envejecimiento artificial, como la técnica de revenido T6, funciona a 150-200°C durante 2-8 horas. Produce una resistencia excesiva en los lingotes. Para ello, se forman fases de Mg₂Si y Al₂Cu. También aumenta la dureza.
Sin embargo, el sobreenvejecimiento por encima de 250°C provoca una precipitación gruesa. Como consecuencia, afecta a la resistencia, reduciéndola hasta un 15%.
Además, el temple T6 mejora la resistencia a la fatiga, haciendo una microestructura refinada. A pesar de ello, disminuye el índice de alargamiento hasta 2,5%.
Corrosion Resistance of A380 Die Casting Aluminum Alloy
Mecanismos de corrosión:
En los A380, hay posibilidades de corrosión por picaduras en las zonas ricas en cloruros, como las costas. De forma similar a este problema, la corrosión por grietas se produce en puntos estancados (debajo de los pernos).
Galvanic corrosion happens when electrochemical potential differences occur. The iron and copper content is also the reason for worsening corrosion.
Protección contra la corrosión:
Hay muchas opciones para proteger las piezas de la corrosión. Entre ellas, el anodizado es una que añade una capa de óxido de 10-25 µm.
El proceso de cromado ayuda a eliminar la humedad o a resistir la sal. Mientras tanto, los revestimientos de pintura (epoxi) aumentan la resistencia bloqueando la exposición.
Las otras opciones son los recubrimientos en polvo y los sellantes. Sirven para mejorar el rendimiento de las piezas marinas o de automoción y aumentar su durabilidad.
Machining and Fabrication of A380 Die Casting Aluminum Alloy
Mecanizado:
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.
Por ejemplo, un ángulo de rastrillo de 15° y unos bordes afilados ayudan en el proceso de corte. Como muestra la imagen, corte a 300-500 m/mi, avance 0,5 mm/rev, y profundidad ≤3,25 mm.
Además, unas técnicas adecuadas de refrigeración pueden evitar el sobrecalentamiento de las herramientas y aumentar su durabilidad.
Fabricación:
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.
Además, el precalentamiento y el relleno de silicona de aluminio ayudan también para la soldadura fuerte. Para fijar o remachar, hay que trabajar manualmente para perforar o utilizar remaches resistentes como los de 1-5 mm.
Conclusión:
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.
Sin embargo, puede tener problemas con su baja ductilidad. El tratamiento de temple T6 y los revestimientos pueden mejorar su durabilidad. Por eso es importante para la mayoría de las grandes industrias, como la automovilística y la industrial.