ADC12는 다이캐스팅용으로 설계된 알루미늄-실리콘-구리 합금입니다. 높은 유동성을 위해 약 9.6-12%의 실리콘과 강도를 높이기 위해 1.5-3.5%의 구리를 함유하고 있습니다. 이 합금은 일반적으로 180-230MPa의 인장 강도를 달성합니다. adc12 알루미늄 합금 밀도는 약 2.7g/cm³로 가벼워 가볍습니다. ADC12는 우수한 가공성을 제공하지만 250°C 이상에서는 기계적 특성이 저하됩니다.

이 콘텐츠에서는 다음과 같은 사항에 대해 자세히 알아보세요:

다이캐스팅을 대체한 이유 - 완벽한 유동성, 수축 최소화

애플리케이션 - 자동차(자동차 실린더)에서 소비재(드론 프레임)에 이르는 다양한 분야

금속공예가들이 선택하는 이유 - 강도 + 예산 친화적.

ADC12의 화학적 구성

ADC12 알루미늄 합금 는 줄기 때문에 특정 특성을 포함하고 있습니다. 주요 요소 조합은 다음과 같습니다:

• 6 - 12.0%의 실리콘(Si): - 유동성이 향상되어 주조 시 더 부드러워집니다.
• 5-3.5%의 구리(Cu): - 인성은 향상되지만 녹에 대한 내성은 감소합니다.
• 마그네슘(Mg) ≤0.3%: - 더 나은 경도를 추가합니다.
• 철(Fe) ≤1.3%: - 강도를 높여주지만 취성을 떨어뜨릴 수 있습니다.
• 아연(Zn) ≤1.0%: - 녹이나 부식에 강합니다.
• 망간(Mn) ≤0.5%: - 열 손상과 경쟁합니다.
• 추가 미량 원소: ≤0.5%의 니켈(Ni)은 고열의 반응을 막아 강도를 유지하며, ≤0.3%의 주석(Sn)은 표면 마찰을 감소시킵니다.

다른 요소는 구조를 개선하거나 미세 조정을 위한 미량 요소입니다. 알루미늄 다이캐스팅 부품.

이 짧은 동영상에서 알루미늄 합금 금속에 대한 설명 보기

미세 구조 및 성능에서 요소의 역할

실리콘:

실리콘은 유연하기 때문에 매우 작고 단단한 입자를 만듭니다. 이러한 입자는 내마모성을 개선하는 데 효과적입니다. 실리콘을 첨가하면 유동성이 증가하고 금형을 고르게 채울 수 있습니다. 엔진 블록과 같이 매우 세밀한 형상을 만드는 데 유용합니다.

구리:

구리는 가장 단단한 합금 원소입니다. 구리를 알루미늄과 혼합하면 합금 결정 사이의 결합이 강화됩니다. 그 결과 인장 강도는 180MPa에 이릅니다. 그러나 금속이 부식에 저항하는 능력은 감소합니다. 그렇기 때문에 보호 코팅을 적용해야 합니다.

마그네슘:

마그네슘은 ADC12 입자 구조를 개선하는 데 도움이 됩니다. 유연성을 잃지 않으면서도 내용물을 훨씬 단단하게 만듭니다. 또한 반복되는 스트레스에 대한 지구력을 높여줍니다.

Iron:

철분 함량은 강성을 만듭니다. 그러나 이보다 적은 양, 최대 1.3%를 추가해야 합니다. 양이 많으면 취성에 영향을 미치기 때문입니다. 이는 종종 무거운 하중에서 균열을 일으킵니다.

아연과 망간:

아연은 보호막을 추가하는 역할을 합니다. 이는 일반적으로 습한 환경에서 녹이 슬지 않도록 보호막을 형성합니다. 한편 망간은 이 합금이 최대 150°C의 온도에 견딜 수 있는 능력을 높여줍니다.

니켈과 주석:

니켈은 뜨거운 엔진과 같은 중요한 환경을 견디는 데 필요한 강도를 부품에 부여합니다. 주석의 장점은 기어 부품과 같이 지속적으로 움직이는 상황에서 마찰을 줄여준다는 점입니다.

ADC10 및 ADC14와의 비교

유동성 대 강도:

비용에 따르면 ADC10은 ADC12보다 훨씬 비싸지 않습니다. 반대로 실리콘 함량이 7.5-9.5% 실리콘이기 때문에 더 잘 흐릅니다.

매우 얇은 벽을 가진 제품을 만들려면 ADC14가 더 나은 선택입니다. 16-18% 실리콘이 포함되어 있기 때문입니다. 그러나 실리콘의 양이 많기 때문에 ADC12에 비해 강도가 떨어집니다(200MPa 대 180MPa).

내열성:

ADC12는 열 스트레스 문제를 해결합니다. 이는 일반적으로 구리와 니켈 입자가 추가되기 때문입니다. 그러나 이 함량은 ADC14만큼 바람직하지 않습니다. ADC12에 구리 성분이 많을수록 내열성이 떨어지기 때문입니다.

애플리케이션 기반 선택:

강도와 적당한 내열성과 같은 특성이 필요한 부품에는 ADC12 금속이 적합합니다. 예를 들어 실린더 헤드가 이에 해당합니다.

한편, 프로젝트가 예산 친화적인 옵션에 속하고 사양이 단순해야 하는 경우 ADC12 합금을 선택해야 합니다.

아시다시피 전자 부품에는 매우 세밀한 부분이있는 여러 개의 작은 영역이 있으므로 ADC14를 선택할 수 있습니다. 복잡한 요구 사항을 지원합니다.

ADC12의 기계적 특성

인장 강도 및 항복 강도:

ADC12는 찢어짐과 변형을 처리합니다. 이를 위해 인장 강도(180-230 MPa)와 항복 강도(120-150 MPa)의 결합된 특성을 사용합니다. 합금의 이러한 능력을 확인할 수 있습니다. 샘플을 주조 및 가공 단계로 전달하여 정확한 측정값을 얻습니다.

또한 합금의 강도는 대부분 열처리를 통해 향상됩니다. 이 처리는 150°C에서 5시간 동안 미세 구조를 변화시킵니다. 금속이 필요한 경도 수준을 통과할 수 있도록 말이죠.

연신율과 경도:

ADC12 알루미늄 합금은 파단 전 최대 1-3%의 연신율을 가집니다. 이로 인해 낮은 연성이 발생합니다. 이 합금은 또한 우수한 경도 범위를 제공합니다. 이는 75-85 HB(브리넬) 또는 40-50 HRB(로크웰 B)에 해당합니다.

경도를 높일 수 있는 또 다른 파라미터는 냉각 속도입니다. 이 경우 7.5mm/s와 같이 온도의 일관성이 높을수록 좋습니다.

제공된 이미지는 인장 응력 간의 관계를 보여줍니다. 120 MPA는 ADC12 실패의 원인이 되어 78.2%의 다공성을 유발합니다. 한편, 두께가 두꺼울수록 더 많은 스트레스를 견딜 수 있습니다.

내충격성 및 피로 강도

ADC12 알루미늄은 샤르피 충격 테스트에서 갑작스러운 충격의 에너지 흡수량인 5~8줄을 흡수합니다. S-N 곡선 이미지는 피로 저항을 보여줍니다. 이는 10^6 사이클에서 약 80MPa입니다. 하지만 일반적인 수치보다는 낮습니다. 일반적으로 100-150 MPa 범위입니다.

피로 확장은 하중이 느리면 발생합니다(예: 0.1mm/s). 또한 응력으로 인해 피로 균열이 0.02mm 전파되는 것을 보여줍니다. 파괴 강도는 약 15MPa√m입니다.

ADC12 알루미늄 합금의 응용 분야

자동차 산업 애플리케이션:

ADC12 합금은 엔진 블록과 실린더 헤드 제조를 위해 주조할 수 있습니다. 강도와 경량 특성이 특징입니다. 최대 15~20%의 낮은 무게로 인해 차량에서 낮은 에너지를 소비합니다.

또한 경량 부품은 연료 효율을 5~8%까지 향상시킵니다. 최대 200°C의 온도까지 견딜 수 있어 엔진 부품을 제작하는 데 적합합니다. 또한 녹는점이 낮아 녹은 액체를 매우 섬세한 주조 부품으로 변환할 수 있습니다.

항공우주 산업 애플리케이션

항공우주 산업의 엔진 하우징과 같은 구조 부품은 ADC12에 의존합니다. 금속은 무게 대비 강도를 제공합니다. 이는 나중에 연료 사용량을 최소화하는 데 도움이 됩니다.

분명히 ADC12 잉곳은 다른 합금만큼 일반적이지 않습니다. 피로 저항성이 최대 1만 사이클까지 낮습니다.

산업 및 상업용 애플리케이션

다양한 유형의 펌프 하우징, 기어박스, 전동 공구는 일반적으로 ADC12 금속으로 제작됩니다. 부식이 적고 마모에 강합니다.

가전제품 부품에 관해서는 노트북 프레임과 카메라 본체를 주조하여 매끄러운 마감 처리를 더합니다.

ADC12의 장점과 단점

장점:

• 무게 대비 강도 비율: 2.7g/cm³의 이 알루미늄 합금은 강철보다 최대 30%까지 무게가 적습니다. 하지만 인장 강도는 180MPa에 달합니다.
• 내식성: 이 금속으로 만든 부품은 습한 환경에서도 부식이 적습니다. 보호 코팅 없이도 5년 이상 사용할 수 있습니다.
• 주조성 및 가공성: ADC12는 580°C에서 녹습니다. 부드럽게 흐르며 복잡한 금형 형상을 균일하게 채웁니다. 금속은 깨지기 쉬우므로 더 단단한 합금만큼 가공에 많은 에너지가 필요하지 않습니다.

단점:

• ADC12에는 더 많은 구리 입자가 있습니다. 따라서 ADC10보다 약간 더 비쌉니다.
• 합금은 용접을 견디지 못하고 작업 중에 균열이 생길 수 있습니다. 하지만 500~600°C에서 작동하는 레이저 용접을 사용하면 여러 부품을 조립할 수 있습니다.
• 주조 중에 공기나 가스가 섞여 다공성이 발생할 수 있습니다. 제조업체는 진공 주조 방법을 사용하여 이 문제를 해결합니다. 이를 통해 2% 이하로 낮췄습니다.
• 각 금속에는 일정한 한계가 있으며 ADC12도 마찬가지입니다. 250°C 이상에 노출되면 강도가 떨어집니다. 그렇기 때문에 고온 지역에서는 호환되지 않습니다.

ADC12 알루미늄 다이캐스팅 공정

다이캐스팅 공정 개요

금속 세공사는 고압을 사용하여 ADC12 금속을 복잡한 부품으로 성형합니다. 580~620°C에서 녹여 강철 주형에 공급합니다. 금형 온도는 최대 50-150MPa까지 유지됩니다. 이 과정은 5~30초 동안 진행되며 하나의 물체를 완성합니다. 크기와 결과물의 정확도는 크기와 모양에 따라 달라집니다.

ADC12 다이캐스팅 공정 파라미터

• 몰드를 예열하여 최대 200-250°C의 온도를 적용합니다. 이렇게 하면 균열을 줄이는 데 도움이 됩니다.
• 다이의 내부 종을 채우려면 70~100MPa의 적당한 압력이 중요합니다.
• 10~20°C/s 범위의 냉각 속도는 강도에 영향을 줄 수 있습니다. 더 빠른 냉각을 적용하여 입자 크기를 개선하거나 필요에 따라 최소화할 수 있습니다.

일반적인 결함 및 과제

• 용융 합금을 느린 속도로 캐비티에 추가하면 콜드 셧이 발생합니다. 압력을 최대 120MPa까지 높여서 문제를 해결하세요.
• 공기가 갇히면 다공성이 발생할 수 있습니다. 진공 주조는 0.1기압에서 이를 방지합니다.
• 부적절한 냉각 온도를 적용하면 곡물에 영향을 줄 수 있습니다. 공극이 생길 수 있습니다. 5~7°C/s의 냉각 속도로 제어하세요.
• X-레이 스캐닝 기술을 사용하여 0.2mm의 작은 균열과 같은 부품의 결함 영역을 찾아냅니다.

ADC12의 재료 속성

1. 물리적 속성:

• 밀도: 2.68g/cm³
• 녹는점: 580°C
• 열 전도성: 96W/m-K
• 온도 효과: 150°C 이하에서 안정적으로 유지됩니다.

2. 열 속성:

• 비열: 963 J/kg-K
• 열팽창: 21.8 µm/m-°C

다이캐스팅 합금의 장점은 열팽창이 적다는 점입니다. 10°C/s로 냉각하는 동안 균열을 최소화합니다.

3. 전기 및 자기 특성

• 전기 전도도: 30% IACS
• 자기 투과성: 1.02

ADC12에는 균형 잡힌 속성이 있습니다. 그렇기 때문에 열에 민감한 부품과 비자성 부품에 다용도로 사용할 수 있는 옵션으로 알려져 있습니다.

다른 자료와의 비교 개요

• ADC12 잉곳은 강철 소재보다 무게가 가볍습니다(65%).
• 내식성과 비교했을 때 이 합금은 강철보다 우수합니다. 한편 구리는 ADC12에 비해 부식에 대한 저항력이 더 뛰어납니다.
• 이 금속은 마그네슘 합금보다 훨씬 저렴합니다(20%).

선택 기준:

엔진 블록이나 변속기 케이스와 같은 자동차 부품을 제작할 때 ADC12 알루미늄 합금을 선택할 수 있습니다. 특히 무게 대비 강도가 중요한 프로젝트에 적합합니다.

이 외에도 유동성이 좋아 대량 생산에 적합합니다. 결과적으로 생성된 출력물에 결함이 적습니다.

마그네슘보다 비용이 적게 들기 때문에 저렴한 제품을 만드는 데도 사용할 수 있습니다. 이 금속은 전자파 차폐 효과가 우수하고 전자 하우징에 적합한 비자성 특성을 가지고 있습니다.

ADC12는 사용하지 마십시오:

극한 온도(250°C 이상)에서 주조할 때는 ADC12 합금을 사용하지 않는 것이 좋습니다. 대신 강철 소재로 대체할 수 있습니다.

해양 산업 부품을 제작할 때는 구리 합금을 선호합니다. 또한 마그네슘은 이보다 충격이 큰 부품을 만드는 데 더 좋은 선택입니다.

정밀한 결과를 얻기 위해 특정 디테일과 복잡한 영역을 프로파일링하는 부분에서는 ADC12에 비해 ADC14의 합금이 더 우수합니다.

결론:

알루미늄 합금 ADC12는 주조성이 용이하고 강도가 균형 잡혀 있어 자동차 부품 및 기계류에 가장 적합한 소재입니다. 실리콘 입자와 다른 합금 성분의 혼합물은 유동성과 성능을 ADC14보다 더 향상시킵니다. 대량 생산 장비에도 적합한 경량 디자인과 경제성을 갖춘 ADC12를 선택할 수 있습니다.