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. Composizione chimica

Elementi primari:

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.

Il silicio è fragile e duro. Per questo motivo migliora la fluidità e riduce al minimo il ritiro. Tuttavia, una quantità eccessiva (>9,5%) non è sempre adatta. Ciò comporta l'accumulo di particelle grossolane, che influiscono sulla duttilità.

Rame (Cu):

2,5-3,5% di rame sono mescolati al metallo di alluminio per produrre un'elevata resistenza. Durante l'invecchiamento si formano precipitati di Al₂Cu.

L'aggiunta di un elemento di rame superiore a 3,5% causa problemi durante la solidificazione. Provoca cricche a caldo.

Ferro (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.

Manganese (Mn):

La lega A380 a base di alluminio è composta da 0,1-0,5% di manganese. Alterna la fase pericolosa di β-AlFeSi a quella minimamente dannosa di α-AlFeMnSi. Inoltre, affinano i grani durante la solidificazione.

Magnesio (Mg):

La quantità di magnesio (0,1-0,5%) si combina con il contenuto di silicio per produrre precipitati di Mg₂Si. Aumenta la durezza. Tuttavia, la colabilità si riduce con mg superiori a >0,5%

Zinco (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 impurità.

Oligoelementi:

• Fino a 0,5% di nichel si ottiene una migliore stabilità alle alte temperature. Ciò è dovuto alla formazione della fase Al₃Ni.
• La presenza di stagno (Sn) e piombo (Pb) inferiore a 0,1% migliora la lavorabilità. Tuttavia, influisce sulla saldabilità.
• L'incorporazione di <0,1% di cromo (Cr) affina la grana.

Standard:

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. Proprietà fisiche

• Densità: 2,7 g/cm³
• Intervallo di fusione: Da 565°C a 630°C
• Conduttività termica: 100 W/m-K a 25°C
• Conducibilità elettrica: 35% IACS
• Espansione termica: 21,8 µm/m-°C (20-100°C)
• Resistenza alla corrosione: Moderata

3. Proprietà meccaniche

A. Resistenza e duttilità:

As-Cast (senza trattamento termico):

• Resistenza alla trazione finale (UTS): 325 MPa.
• Resistenza allo snervamento (YS): 160 MPa con offset di 0,2%.
• Allungamento: 3% (limitato dall'elevato contenuto di silicio e dalle fasi fragili α-AlFeMnSi e β-AlFeSi).
• Durezza: 80 HB (Brinell).

T5 Tempera:

• Invecchiamento a 150-200°C per 2-8 ore
• UTS: 330 MPa
• YS: 170 MPa.
• Allungamento: 2%
• Durezza: 85 HB

T6 Tempra:

• Solubilizzato a 500°C per 4-12 ore + Invecchiato
• UTS: 350 MPa
• YS: 185 MPa.
• Allungamento: 2,5%
• Durezza: 90 HB

B. Microstruttura:

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

Fasi intermetalliche:

• Le particelle simili a piastre di α-AlFeMnSi con una lunghezza di 5-20 µm migliorano la resistenza all'usura.
• Le fasi aghiformi (β-AlFeSi) fino a 10-30 µm mostrano siti di induzione di cricche.
• Gli elementi Mn migliorano la dimensione dei grani, riducendola a <100 µm. Creano una migliore tenacità.

C. Proprietà specializzate:

La lega A380 ha una buona resistenza alla fatica che va da 150 MPa a 10⁷ cicli (R = -1). Questa qualità è vantaggiosa per la produzione di staffe per motori.

Inoltre, la resistenza al taglio di questo lingotto è di circa 200 MPa. È molto importante per creare filettature o fissare vari assemblaggi.

Oltre a tutto ciò, la lega è limitata alla sua tenacità all'impatto (test di Charpy), che è di 5 J a 25°C. Questo limite ne riduce al minimo l'utilizzo per carichi dinamici.

D. Effetti della temperatura:

Le temperature più elevate diventano la causa della precipitazione di particelle grossolane. Per questo motivo, la UTS scende a 260 MPa (-20%).

Al punto di bassa temperatura, inferiore a -50°C, si verifica un aumento del livello di durezza intorno a 88 HB (+10%). Questo perché il movimento delle dislocazioni diventa più lento.

Applications of A380 Aluminum Die Casting Alloy

1. Uso dell'industria automobilistica

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.

Componenti e proprietà principali:

I componenti automobilistici, come staffe e alloggiamenti, hanno una resistenza alla trazione di circa 325 MPa. Inoltre, costituiscono una barriera contro il calore eccessivo fino a 200°C.

Ciò significa che il pezzo non richiede più energia o consumo di carburante rispetto ai vecchi blocchi di ferro.

Vantaggi termici e meccanici:

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

Possiedono un'efficiente dissipazione del calore. Il materiale siliconico scorre dolcemente durante la colata per assumere qualsiasi forma complessa.

Durata e limiti:

Gli alloggiamenti del cambio dopo un processo di rinvenimento T6 sarebbero più duri. Si raggiunge una durezza di 90 HB.

I pezzi, tuttavia, non soddisfano le esigenze di duttilità, il che ne limita l'uso in applicazioni ad alto impatto. Per questo motivo, si utilizzano leghe sostitutive come l'A383 per fabbricare pezzi critici.

Aerospace Applications of A380 Die Casting Aluminum Alloy

Uso dei componenti non strutturali:

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 e prestazioni di resistenza:

Questa lega può sopportare temperature moderate (da -50°C a 150°C). Hanno una resistenza allo snervamento di 185 MPa dopo la tempra T6. Nel caso delle apparecchiature di controllo del volo, questo trattamento le rende più adatte.

Vantaggi della fusione di precisione

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.

Limitazioni e miglioramenti:

Nonostante la lega offra molte qualità eccezionali, non ha le qualità del grado aerospaziale (7075). Ad esempio, una lega ad alta resistenza.

Il miglioramento che si può apportare è la durata in condizioni di umidità. Questo può essere ottenuto con il processo termico T6 o con rivestimenti anticorrosione.

Other Industry Applications of A380 Die Casting Aluminum Alloy

Utilizzi del settore edile:

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

L'industria sfrutta le sue caratteristiche più ottimali. Con la resistenza alla corrosione e le tolleranze strette per la precisione.

Applicazioni marine:

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

Il trattamento, come l'anodizzazione, aumenta ulteriormente la resistenza all'acqua salata.

Vantaggi per l'industria elettrica:

Questo materiale è utile per produrre dissipatori di calore e alloggiamenti per motori. Conferisce loro un buon IACS e una buona conduttività termica. Ecco perché questa opzione rappresenta un'offerta conveniente.

Vantaggi specifici del settore:

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

Processo di fusione

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.

Pressofusione:

Pressofusione di alluminio 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, 

Colata in sabbia:

Nella colata in sabbia non è necessario utilizzare alte pressioni o alte temperature. Questo perché forma una forma a profilo con la lega fusa utilizzando una quantità inferiore (1-5 pressione a 600-650°C).

È possibile utilizzare questo processo per fondere parti più lunghe, come i blocchi motore. Tuttavia, è molto lento e produce superfici ruvide.

Colata in stampo permanente:

La colata in stampo permanente offre vantaggi equilibrati in termini di costi e risultati di precisione.

Funziona a 630-670°C.

Le giuste velocità di raffreddamento sono necessarie per controllare la solidificazione. In questo modo si riduce il rischio di lacerazioni a caldo.

Difetti di fusione

I difetti di fusione che si verificano durante la produzione possono essere porosità, ritiro o inclusioni.

• Porosità: l'aria o i gas mescolati nella colata causano porosità. Scopritelo con un'ispezione a raggi X. Per controllare questo fenomeno, utilizzare il degasaggio sotto vuoto.
• Ritiro: Un raffreddamento non uniforme della colata produce un ritiro dei pezzi. Il software di simulazione termica aiuta ad analizzare i punti caldi. Affrontate questi errori con progetti di alimentatori ottimizzati.
• Inclusione: Si verifica a causa della presenza di impurità. Filtrare il metallo prima dell'uso per ridurre al minimo le dimensioni delle particelle. Inoltre, si deve optare per tecniche di stampaggio con preriscaldamento.

Trattamento termico

Trattamento termico in soluzione:

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).

Invecchiamento artificiale

L'invecchiamento artificiale, come la tecnica di tempra T6, funziona a 150-200°C per 2-8 ore. Produce una resistenza eccessiva nei lingotti. A tal fine, si formano fasi di Mg₂Si e Al₂Cu. Aumenta anche la durezza.

Tuttavia, l'invecchiamento eccessivo oltre i 250°C provoca una precipitazione grossolana. Ciò influisce sulla resistenza, riducendola fino al 15%.

Inoltre, la tempra T6 migliora la resistenza alla fatica, creando una microstruttura raffinata. Tuttavia, riduce il tasso di allungamento fino a 2,5%.

Corrosion Resistance of A380 Die Casting Aluminum Alloy

Meccanismi di corrosione:

Negli A380 è possibile che si verifichi una corrosione per vaiolatura nelle aree ricche di cloruri, come le coste. Analogamente a questo problema, la corrosione interstiziale si verifica in punti stagnanti (sotto i bulloni).

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

Protezione dalla corrosione:

Esistono molte opzioni per proteggere i pezzi dalla corrosione. Tra queste, l'anodizzazione, che aggiunge uno strato di ossido di 10-25 µm.

Il processo di cromatura aiuta a eliminare l'umidità o a resistere al sale. Nel frattempo, i rivestimenti di vernice (epossidica) aumentano la resistenza bloccando l'esposizione.

Le altre opzioni sono i rivestimenti in polvere e i sigillanti. Questi ultimi migliorano le prestazioni dei componenti marini o automobilistici e ne aumentano la durata.

Machining and Fabrication of A380 Die Casting Aluminum Alloy

Lavorazione:

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.

Ad esempio, un angolo di spoglia di 15° e bordi affilati aiutano il processo di taglio. Come mostra l'immagine, taglio a 300-500 m/mi, avanzamento 0,5 mm/giro e profondità ≤3,25 mm.

Inoltre, una corretta tecnica di raffreddamento può evitare il surriscaldamento degli utensili e aumentarne la durata.

Fabbricazione:

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.

Anche il preriscaldamento e il riempimento di alluminio e silicio sono utili per la brasatura. Per fissare o rivettare, è necessario lavorare manualmente per forare o utilizzare rivetti resistenti da 1 a 5 mm.

Conclusione:

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.

Tuttavia, si potrebbe lottare con la sua bassa duttilità. Il trattamento di tempra T6 e i rivestimenti possono migliorarne la durata. Per questo motivo è importante per la maggior parte dei grandi settori, come quello automobilistico e industriale.