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. Kemiallinen koostumus

Ensisijaiset elementit:

Pii (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.

Pii on haurasta ja kovaa. Siksi se parantaa juoksevuutta ja minimoi kutistumisen. Liiallinen määrä (>9,5%) ei kuitenkaan aina ole sopiva. Tämä johtaa karkeiden hiukkasten kertymiseen, mikä vaikuttaa sitkeyteen.

Kupari (Cu):

2,5-3,5% kuparipitoisuutta sekoitetaan alumiinimetalliin, jotta saadaan aikaan korkea lujuus. Se muodostaa Al₂Cu-saostumia vanhenemisen aikana.

Yli 3,5% kuparielementin lisääminen aiheuttaa ongelmia jähmettymisen aikana. Se aiheuttaa kuumahalkeilua.

Rauta (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.

Mangaani (Mn):

Alumiinipohjainen seos A380 koostuu 0,1-0,5% mangaanista. Se vaihtaa vaarallisen β-AlFeSi-faasin vähiten vahingoittavaan α-AlFeMnSi-faasiin. Ne myös jalostavat jyviä jähmettymisen aikana.

Magnesium (Mg):

Magnesiumin määrä (0,1-0,5%) yhdistyy piipitoisuuteen ja muodostaa Mg₂Si-sakkaita. Se lisää kovuutta. Valettavuus kuitenkin heikkenee, kun mg on yli >0,5%.

Sinkki (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 epäpuhtaudet.

Hivenaineet:

• Jopa 0,5% nikkeliä tuottaa paremman korkean lämpötilan vakauden. Tämä johtuu sen Al₃Ni-faasin muodostumisesta.
• Tinan (Sn) ja lyijyn (Pb) pitoisuudet, jotka ovat alle 0,1%, parantavat työstettävyyttä. Se vaikuttaa kuitenkin hitsattavuuteen.
• Kromin (Cr) lisääminen <0,1% hienontaa jyviä.

Standardit:

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. Fysikaaliset ominaisuudet

• Tiheys: 2,7 g/cm³.
• Sulamisalue: 565°C - 630°C
• Lämmönjohtavuus: 100 W/m-K 25 °C:ssa.
• Sähkönjohtavuus: 35% IACS
• Lämpölaajeneminen: 21,8 µm/m-°C (20-100°C)
• Korroosionkestävyys: Korroosionkestävyys: Kohtalainen

3. Mekaaniset ominaisuudet

A. Lujuus ja sitkeys:

Valettuna (ei lämpökäsittelyä):

• Murtovetolujuus (UTS): 325 MPa.
• Myötölujuus (YS): 160 MPa 0.2% offsetilla.
• Pidennys: 3% (jota rajoittaa sen korkea piipitoisuus sekä hauraat α-AlFeMnSi- ja β-AlFeSi-faasit).
• Kovuus: 80 HB (Brinell).

T5 Lämpötila:

• Vanhentaminen 150-200 °C:ssa 2-8 tuntia.
• UTS: 330 MPa
• YS: 170 MPa.
• Venymä: 2%
• Kovuus: 85 HB

T6 Temper:

• Liuotettu 500 °C:ssa 4-12 tuntia + Vanhentaminen
• UTS: 350 MPa
• YS: 185 MPa.
• Venymä: 2.5%
• Kovuus: 90 HB

B. Mikrorakenne:

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

Intermetalliset faasit:

• α-AlFeMnSi:n levymäiset hiukkaset, joiden pitkäikäisyys on 5-20 µm, parantavat kulutuskestävyyttä.
• Neulanmuotoiset faasit (β-AlFeSi), joiden paksuus on 10-30 µm, osoittavat särön induktiokohtia.
• Mn-elementit parantavat raekokoa, jolloin se pienenee <100 µm:iin. Ne parantavat sitkeyttä.

C. Erikoistuneet ominaisuudet:

A380-seoksella on hyvä väsymislujuus, joka on 150 MPa 10⁷-syklissä (R = -1). Tämä ominaisuus on edullinen moottorin kiinnikkeiden valmistuksessa.

Lisäksi tämän harkon leikkauslujuus on noin 200 MPa. Se on erittäin tärkeää kierteiden luomiseksi tai erilaisten kokoonpanojen kiinnittämiseksi.

Kaiken edellä mainitun lisäksi seoksen iskunkestävyys (Charpy-testi) on rajoitettu 5 J 25 °C:ssa. Tämä rajoitus minimoi myös sen käytön dynaamisissa kuormituksissa.

D. Lämpötilan vaikutukset:

Korkeammat lämpötilat ovat syynä karkeiden hiukkasten saostumiseen. Tämän vuoksi UTS laskee 260 MPa:iin (-20%).

Kun lämpötila on alle -50 °C, kovuus nousee noin 88 HB (+10%). Tämä johtuu siitä, että dislokaatioiden liike hidastuu.

Applications of A380 Aluminum Die Casting Alloy

1. Autoteollisuuden käyttö

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.

Tärkeimmät komponentit ja ominaisuudet:

Autoteollisuuden osien, kuten kiinnikkeiden ja koteloiden, murtovetolujuus on noin 325 MPa. Ne myös estävät liiallisen kuumuuden jopa 200 °C:n lämpötilaan asti.

Tämä tarkoittaa, että osa ei vaadi enempää energiaa tai polttoaineen kulutusta kuin vanhemmat rautalohkot.

Termiset ja mekaaniset edut:

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

Niillä on tehokas lämmöntuotto. Niissä piimateriaali virtaa sujuvasti valun aikana ja voi ottaa minkä tahansa monimutkaisen muodon.

Kestävyys ja rajoitukset:

T6-karkaisun jälkeen vaihteistokotelot olisivat kovempia. Sillä saavutetaan 90 HB:n kovuus.

Osat eivät kuitenkaan vastaa sitkeysvaatimuksia, mikä rajoittaa niiden käyttöä iskualttiissa sovelluksissa. Tämän vuoksi kriittisten osien valmistukseen käytetään sen korvaavia seoksia, kuten A383:a.

Aerospace Applications of A380 Die Casting Aluminum Alloy

Muiden kuin rakenteellisten komponenttien käyttö:

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.

Lämpötila ja lujuus:

Tämä metalliseos kestää kohtalaisia lämpötiloja (-50°C - 150°C). Niiden myötölujuus on 185 MPa T6-karkaisun jälkeen. Tämä käsittely tekee niistä sopivampia lennonvalvontalaitteisiin.

Tarkkuusvalun edut

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.

Rajoitukset ja parannukset:

Vaikka seoksella on monia poikkeuksellisia ominaisuuksia, se ei kuitenkaan vastaa lentokoneluokan (7075) ominaisuuksia. Esimerkiksi lujatekoinen takomaseos.

Parannus, jonka voit tehdä siihen, on kestävyys kosteissa olosuhteissa. Tämä voidaan tehdä T6-lämpöprosessilla tai korroosionestopinnoitteilla.

Other Industry Applications of A380 Die Casting Aluminum Alloy

Rakennusalan käyttötarkoitukset:

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

Toimiala hyödyntää optimaalisimpia piirteitään. Se on korroosionkestävyydellä ja tarkkuuden tiukoilla toleransseilla.

Merenkulun sovellukset:

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

Käsittely, kuten anodisointi, parantaa lisäksi kestävyyttä suolavettä vastaan.

Sähköalan edut:

Tästä materiaalista on hyötyä jäähdytyslevyjen ja moottorikoteloiden valmistuksessa. Se antaa niille hyvän IACS:n ja lämmönjohtavuuden. Siksi tämä vaihtoehto on kustannustehokas tarjous.

Toimialakohtaiset edut:

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

Valuprosessi

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.

Muottiinvalu:

Alumiinin painevalu 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, 

Hiekkavalu:

Hiekkavalussa ei tarvitse käyttää korkeaa painetta tai korkeita lämpötiloja. Tämä johtuu siitä, että se muodostaa profiilin muodon sulasta seoksesta, jossa käytetään pienempää määrää (1-5 painetta 600-650 °C:seen).

Tätä prosessia voidaan käyttää pitempien osien, kuten moottorilohkojen, valamiseen. Se on kuitenkin hyvin hidas ja tuottaa karheita pintoja.

Kestomuottivalu:

Kestomuottivalu tarjoaa tasapainoisen kustannushyödyn ja tarkkuutta.

Se toimii 630-670 °C:n lämpötilassa.

Oikeat jäähdytysnopeudet ovat välttämättömiä jähmettymisen hallitsemiseksi. Näin vähennetään kuumien repeämien riskiä.

Valuviat

Valmistuksen aikana ilmenevät valuviat voivat olla huokoisuutta, kutistumista tai sulkeumia.

• Huokoisuus: Valuun sekoittunut ilma tai kaasut aiheuttavat huokoisuutta. Selvitä se röntgentarkastuksella. Tämän hallitsemiseksi voidaan käyttää tyhjiökaasutusta.
• Kutistuminen: Valun epätasainen jäähtyminen aiheuttaa kappaleiden kutistumista. Lämpösimulointiohjelmisto auttaa kuumien kohtien analysoinnissa. Torju nämä virheet optimoidulla syöttölaitteen suunnittelulla.
• Sisällyttäminen: Se tapahtuu epäpuhtauksien läsnäolon vuoksi. Suodata metalli ennen käyttöä hiukkaskoon minimoimiseksi. Valitse myös esilämmitysmuottitekniikat.

Lämpökäsittely

Liuoksen lämpökäsittely:

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).

Keinotekoinen vanheneminen

Keinotekoinen vanhentaminen, kuten T6-karkaisutekniikka, toimii 150-200 °C:ssa 2-8 tunnin ajan. Se tuottaa harkkoihin liiallisen lujuuden. Tätä varten ne muodostavat Mg₂Si- ja Al₂Cu-faaseja. Se nostaa myös kovuutta.

Yli 250 °C:n lämpötilan vanhentaminen johtaa kuitenkin karkeaan saostumiseen. Se vaikuttaa lujuuteen ja vähentää sitä jopa 15 prosenttia.

Myös T6-karkaisu parantaa väsymiskestävyyttä ja tekee hienostuneesta mikrorakenteesta hienostuneen. Tästä huolimatta se alentaa venymisnopeutta jopa 2,5%:hen.

Corrosion Resistance of A380 Die Casting Aluminum Alloy

Korroosiomekanismit:

A380-koneissa on mahdollista, että kloridipitoiset alueet, kuten rannikot, aiheuttavat pistekorroosiota. Samanlaista on myös rakokorroosio, jota esiintyy pysähtyneissä paikoissa (pulttien alla).

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

Suojaus korroosiolta:

Osien suojaamiseen korroosiolta on monia vaihtoehtoja. Niistä anodisointi on yksi, jossa lisätään 10-25 µm:n oksidikerros.

Kromausprosessi auttaa pääsemään eroon kosteudesta tai vastustamaan suolaa. Samalla maalipinnoitteet (epoksi) lisäävät lujuutta estämällä altistumisen.

Muita vaihtoehtoja ovat jauhemaalit ja tiivisteet. Ne parantavat merenkulun tai autoteollisuuden osien suorituskykyä ja lisäävät kestävyyttä.

Machining and Fabrication of A380 Die Casting Aluminum Alloy

Koneistus:

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.

Esimerkiksi 15°:n harjakulma ja terävät reunat auttavat leikkaamisessa. Kuten kuvasta näkyy, leikkaa nopeudella 300-500 m/mi, syöttö 0,5 mm/rev ja syvyys ≤3,25 mm.

Oikeanlaisilla jäähdytystekniikoilla voidaan myös välttää työkalujen ylikuumeneminen ja lisätä niiden kestävyyttä.

Valmistus:

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.

Myös esilämmitys ja alumiinisilikonitäyteaine auttavat myös juottamisessa. Kiinnittämistä tai niittaamista varten sinun on työskenneltävä käsin lävistämällä tai käytettävä kovia niittejä, kuten 1-5 mm:n niittejä.

Johtopäätökset:

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.

Saatat kuitenkin joutua kamppailemaan sen vähäisen sitkeyden kanssa. T6-karkaisu ja pinnoitteet voivat parantaa sen kestävyyttä. Siksi se on tärkeä useimmille suurille teollisuudenaloille, kuten autoteollisuudelle ja teollisuudelle.