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. Composition chimique

Éléments primaires :

Silicium (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.

Le silicium est cassant et dur. C'est pourquoi il améliore la fluidité et minimise le retrait. Cependant, une quantité excessive (>9,5%) n'est pas toujours appropriée. Il en résultera une accumulation de particules grossières, ce qui nuira à la ductilité.

Cuivre (Cu) :

2,5-3,5% de cuivre sont mélangés à l'aluminium dans le but de produire une résistance élevée. Il forme des précipités d'Al₂Cu pendant le vieillissement.

L'ajout de plus de 3,5% d'élément en cuivre entraîne des problèmes lors de la solidification. Il provoque des fissures à chaud.

Fer (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.

Manganèse (Mn) :

L'alliage A380 à base d'aluminium contient 0,1-0,5% de manganèse. Il alterne la phase dangereuse du β-AlFeSi en α-AlFeMnSi peu dommageable. Ils affinent également les grains pendant la solidification.

Magnésium (Mg) :

La quantité de magnésium (0,1-0,5%) se combine avec la teneur en silicium pour produire des précipités de Mg₂Si. Elle augmente la dureté. Cependant, la coulabilité est réduite lorsque la teneur en mg est supérieure à 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 impuretés.

Oligo-éléments :

• Jusqu'à 0,5% de nickel, on obtient une meilleure stabilité à haute température. Ceci est dû à la formation de la phase Al₃Ni.
• La présence d'étain (Sn) et de plomb (Pb) inférieure à 0,1% améliore l'usinabilité. Elle affecte cependant la soudabilité.
• L'incorporation de <0,1% de chrome (Cr) affine le grain.

Normes :

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. Propriétés physiques

• Densité : 2,7 g/cm³
• Plage de fusion : 565°C à 630°C
• Conductivité thermique : 100 W/m-K à 25°C
• Conductivité électrique : 35% IACS
• Dilatation thermique : 21,8 µm/m-°C (20-100°C)
• Résistance à la corrosion : Modérée

3. Propriétés mécaniques

A. Résistance et ductilité :

Tel que moulé (pas de traitement thermique) :

• Résistance ultime à la traction (UTS) : 325 MPa.
• Limite d'élasticité (YS) : 160 MPa à un décalage de 0,2%.
• Allongement : 3% (limité par sa teneur élevée en silicium ainsi que par la fragilité des phases α-AlFeMnSi et β-AlFeSi).
• Dureté : 80 HB (Brinell).

T5 Température :

• Vieillissement à 150-200°C pendant 2-8 heures
• UTS : 330 MPa
• YS : 170 MPa.
• Allongement : 2%
• Dureté : 85 HB

T6 Température :

• Mise en solution à 500°C pendant 4 à 12 heures + Vieillissement
• UTS : 350 MPa
• YS : 185 MPa.
• Allongement : 2,5%
• Dureté : 90 HB

B. Microstructure :

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

Phases intermétalliques :

• Les particules en forme de plaques d'α-AlFeMnSi d'une longévité de 5 à 20 µm améliorent la résistance à l'usure.
• Les phases en forme d'aiguille (β-AlFeSi) jusqu'à 10-30 µm montrent des sites d'induction de fissures.
• Les éléments Mn améliorent la taille des grains, la réduisant à moins de 100 µm. Ils améliorent la ténacité.

C. Propriétés spécialisées :

L'alliage A380 présente une bonne résistance à la fatigue de 150 MPa à 10⁷ cycles (R = -1). Cette qualité est bénéfique pour la fabrication des supports de moteur.

De plus, la résistance au cisaillement de ce lingot est d'environ 200 MPa. C'est très important pour créer des filetages ou fixer divers assemblages.

En outre, l'alliage est limité à sa résistance aux chocs (essai Charpy), qui est de 5 J à 25°C. Cette limite minimise également son utilisation pour les charges dynamiques.

D. Effets de la température :

Les températures plus élevées sont à l'origine de la précipitation des particules grossières. De ce fait, l'UTS chute à 260 MPa (-20%).

Au point de basse température inférieur à -50°C, il provoque une augmentation du niveau de dureté autour de 88 HB (+10%). Ceci est dû au fait que le mouvement des dislocations devient plus lent.

Applications of A380 Aluminum Die Casting Alloy

1. Utilisation dans l'industrie automobile

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.

Composants et propriétés clés :

Les pièces automobiles, telles que les supports et les boîtiers, ont une résistance ultime à la traction d'environ 325 MPa. Elles constituent également des barrières contre la chaleur excessive jusqu'à 200°C.

Cela signifie que la pièce ne nécessite pas plus d'énergie ou de consommation de carburant que les anciens blocs de fer.

Avantages thermiques et mécaniques :

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

Ils permettent une dissipation efficace de la chaleur. Le matériau de silicium s'écoule en douceur pendant le moulage pour prendre n'importe quelle forme complexe.

Durabilité et limites :

Les carters de boîte de vitesses après un processus de trempe T6 seraient plus durs. Il atteint une dureté de 90 HB.

Toutefois, ces pièces ne répondent pas aux besoins de ductilité, ce qui limite leur utilisation dans les applications à fort impact. C'est pourquoi vous utilisez des alliages de substitution tels que l'A383 pour fabriquer des pièces critiques.

Aerospace Applications of A380 Die Casting Aluminum Alloy

Utilisation de composants non structurels :

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.

Performance en matière de température et de résistance :

Cet alliage peut supporter des températures modérées (-50°C à 150°C). Leur limite d'élasticité est de 185 MPa après le traitement T6. Dans le cas des équipements de contrôle de vol, ce traitement les rend plus adaptés.

Avantages du moulage de précision

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.

Limites et améliorations :

Bien que l'alliage présente de nombreuses qualités exceptionnelles, il ne possède pas les qualités de l'alliage de qualité aérospatiale (7075). Par exemple, l'alliage corroyé à haute résistance.

L'amélioration que vous pouvez lui apporter est la durabilité dans des conditions humides. Cela peut se faire par le procédé thermique T6 ou par des revêtements anticorrosion.

Other Industry Applications of A380 Die Casting Aluminum Alloy

Utilisations dans le secteur de la construction :

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

L'industrie tire parti de ses caractéristiques les plus optimales. Il s'agit de la résistance à la corrosion et des tolérances serrées pour la précision.

Applications marines :

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

Le traitement, comme l'anodisation, renforce encore la résistance à l'eau salée.

Avantages pour l'industrie électrique :

Ce matériau est utile pour la production de dissipateurs de chaleur et de boîtiers de moteur. Il leur confère un bon IACS et une bonne conductivité thermique. C'est pourquoi cette option est une offre coût-performance.

Avantages spécifiques à l'industrie :

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

Processus de coulée

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.

Moulage sous pression :

Moulage sous pression d'aluminium 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, 

Moulage au sable :

Dans le cas du moulage en sable, il n'est pas nécessaire d'utiliser des pressions ou des températures élevées. En effet, il forme un profil avec l'alliage en fusion en utilisant une quantité moindre (1-5 pression à 600-650°C).

Vous pouvez utiliser ce procédé pour couler des pièces plus longues, comme des blocs moteurs. Il est cependant très lent et produit des surfaces rugueuses.

Moulage en moule permanent :

Le moulage en moule permanent offre des avantages équilibrés en termes de coût et de précision.

Il fonctionne à une température comprise entre 630 et 670 °C.

Des vitesses de refroidissement correctes sont nécessaires pour contrôler la solidification. Cela réduira le risque de déchirures à chaud.

Défauts de coulée

Les défauts de coulée qui surviennent au cours de la fabrication peuvent être des porosités, des retassures ou des inclusions.

• Porosité : l'air ou les gaz mélangés à la coulée provoquent des porosités. Il est possible de s'en rendre compte grâce à une inspection aux rayons X. Pour y remédier, utilisez le dégazage sous vide.
• Rétrécissement : Un refroidissement inégal de la coulée entraîne un retrait des pièces. Le logiciel de simulation thermique permet d'analyser les points chauds. Ces erreurs peuvent être corrigées grâce à une conception optimisée des dispositifs d'alimentation.
• Inclusion : Elle se produit en raison de la présence d'impuretés. Filtrez le métal avant de l'utiliser pour minimiser la taille des particules. Optez également pour des techniques de préchauffage des moules.

Traitement thermique

Traitement thermique de mise en solution :

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).

Vieillissement artificiel

Le vieillissement artificiel, comme la technique de la trempe T6, fonctionne à 150-200°C pendant 2 à 8 heures. Il permet d'obtenir une résistance excessive des lingots. Pour cela, ils forment des phases Mg₂Si et Al₂Cu. Elle augmente également la dureté.

Cependant, le sur-vieillissement au-dessus de 250°C entraîne une précipitation grossière. Elle affecte donc la résistance, la réduisant jusqu'à 15 %.

La trempe T6 améliore également la résistance à la fatigue, en créant une microstructure raffinée. Malgré cela, il réduit le taux d'allongement jusqu'à 2,5%.

Corrosion Resistance of A380 Die Casting Aluminum Alloy

Mécanismes de corrosion :

Sur les A380, il y a des risques de corrosion par piqûres dans les zones riches en chlorure, comme les côtes. De même, la corrosion par crevasses se produit dans les endroits stagnants (sous les boulons).

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

Protection contre la corrosion :

Il existe de nombreuses options pour protéger les pièces de la corrosion. Parmi elles, l'anodisation permet d'ajouter une couche d'oxyde de 10 à 25 µm.

Le processus de chromatage permet de se débarrasser de l'humidité ou de résister au sel. Les couches de peinture (époxy) augmentent la résistance en bloquant l'exposition.

Les autres options sont les revêtements en poudre et les produits d'étanchéité. Ils permettent d'améliorer les performances des pièces marines ou automobiles et d'accroître leur durabilité.

Machining and Fabrication of A380 Die Casting Aluminum Alloy

Usinage :

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.

Par exemple, un angle de coupe de 15° et des arêtes vives facilitent le processus de coupe. Comme le montre l'image, coupez à 300-500 m/mi, avance 0,5 mm/tour et profondeur ≤3,25 mm.

En outre, des techniques de refroidissement appropriées permettent d'éviter la surchauffe des outils et d'accroître leur longévité.

Fabrication :

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.

Le préchauffage et l'apport de silicium d'aluminium sont également utiles pour le brasage. Pour fixer ou riveter, il faut travailler manuellement pour percer ou utiliser des rivets résistants de 1 à 5 mm.

Conclusion :

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.

Cependant, sa faible ductilité peut poser problème. Le traitement T6 et les revêtements peuvent améliorer sa durabilité. C'est pourquoi il est important pour la plupart des grandes industries, comme l'automobile et l'industrie.