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. Kjemisk sammensetning

Primære elementer:

Silisium (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.

Silisium er sprøtt og hardt. Derfor forbedrer det flyteevnen og minimerer krymping. En for stor mengde (>9,5%) er imidlertid ikke alltid egnet. Dette vil føre til opphopning av grove partikler, noe som påvirker duktiliteten

Kobber (Cu):

2,5-3,5% av kobberinnhold blandes i aluminiummetall i tilfelle for å produsere høy styrke. Det danner Al₂Cu-utfellinger under aldring.

Tilsetning av mer enn 3,5% kobberelement induserer problemer under størkning. Det forårsaker varm sprekkdannelse.

Jern (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.

Mangan (Mn):

Den aluminiumbaserte legeringen A380 består av 0,1-0,5% mangan. Den veksler den farlige fasen β-AlFeSi til den minimalt skadelige α-AlFeMnSi. De foredler også korn under størkning.

Magnesium (Mg):

Mengden magnesium (0,1-0,5%) kombineres med silisiuminnholdet for å produsere Mg₂Si-utfellinger. Det øker hardheten. Støpbarheten reduseres imidlertid med mg over >0,5%

Sink (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 urenheter.

Sporelementer:

• Opp til 0,5% nikkel gir bedre stabilitet ved høy temperatur. Dette skyldes dannelsen av Al₃Ni-fasen.
• Tilstedeværelsen av tinn (Sn) og bly (Pb) lavere enn 0,1% forbedrer maskinbearbeidbarheten. Det påvirker imidlertid sveisbarheten.
• Ved å tilsette <0,1% krom (Cr) foredles kornet.

Standarder:

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. Fysiske egenskaper

• Tetthet: 2,7 g/cm³
• Smelteområde: 565 °C til 630 °C
• Varmeledningsevne: 100 W/m-K ved 25 °C
• Elektrisk ledningsevne: 35% IACS
• Termisk ekspansjon: 21,8 µm/m-°C (20-100°C)
• Motstandsdyktighet mot korrosjon: Moderat

3. Mekaniske egenskaper

A. Styrke og duktilitet:

Som støpt (ingen varmebehandling):

• Ultimate Tensile Strength (UTS): 325 MPa.
• Strekkfasthet (YS): 160 MPa ved 0,2% forskyvning.
• Forlengelse: 3% (begrenset av det høye silisiuminnholdet samt de sprø α-AlFeMnSi- og β-AlFeSi-fasene).
• Hardhet: 80 HB (Brinell).

T5 Temper:

• Lagring ved 150-200 °C i 2-8 timer
• UTS: 330 MPa
• YS: 170 MPa.
• Forlengelse: 2%
• Hardhet: 85 HB

T6 Temper:

• Oppløst ved 500 °C i 4-12 timer + Lagret
• UTS: 350 MPa
• YS: 185 MPa.
• Forlengelse: 2,5%
• Hardhet: 90 HB

B. Mikrostruktur:

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

Intermetalliske faser:

• De platelignende partiklene av α-AlFeMnSi med 5-20 µm lang levetid oppgraderer slitestyrken.
• De nåleformede fasene (β-AlFeSi) på opptil 10-30 µm viser induksjonssteder for sprekker.
• Mn-elementer forbedrer kornstørrelsen og reduserer den til <100 µm. De skaper bedre seighet.

C. Spesialiserte egenskaper:

A380-legeringen har god utmattingsstyrke på 150 MPa ved 10⁷ sykluser (R = -1). Denne kvaliteten er gunstig for produksjon av motorbraketter.

Videre er skjærfastheten til denne barren rundt 200 MPa. Det er svært viktig for å lage gjenger eller feste ulike sammenstillinger.

I tillegg til alt det ovennevnte er legeringen begrenset til slagseigheten (Charpy-test), som er 5 J ved 25 °C. Denne grensen minimerer også bruken av legeringen ved dynamiske belastninger.

D. Temperatureffekter:

Høyere temperaturer blir årsaken til utfelling av grove partikler. På grunn av dette synker UTS til 260 MPa (-20%).

Ved lave temperaturer under -50 °C fører det til en kraftig økning i hardhetsnivået på rundt 88 HB (+10%). Dette skyldes at dislokasjonenes bevegelse blir langsommere.

Applications of A380 Aluminum Die Casting Alloy

1. Bruk i bilindustrien

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.

Nøkkelkomponenter og egenskaper:

Bildelene, som braketter og hus, har en bruddstyrke på rundt 325 MPa. De utgjør også en barriere mot sterk varme opp til 200 °C.

Dette betyr at delen ikke krever mer energi eller drivstoff sammenlignet med eldre jernblokker.

Termiske og mekaniske fordeler:

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

De har effektiv varmespredning. Silisiummaterialet flyter jevnt under støpingen, slik at det kan anta en hvilken som helst kompleks form.

Holdbarhet og begrensninger:

Girkassehusene etter en T6-herdingsprosess vil være hardere. Den oppnår en hardhet på 90 HB.

Delene oppfyller imidlertid ikke kravene til duktilitet, noe som begrenser bruken av dem i bruksområder med høy slagfasthet. Derfor bruker man erstatningslegeringer som A383 til å produsere kritiske deler.

Aerospace Applications of A380 Die Casting Aluminum Alloy

Bruk av ikke-strukturelle komponenter:

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.

Temperatur og styrkeytelse:

Denne legeringen tåler moderate temperaturer (-50 °C til 150 °C). De har en flytegrense på 185 MPa etter T6-herding. Denne behandlingen gjør dem mer egnet for flykontrollutstyr.

Fordeler med presisjonsstøping

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.

Begrensninger og forbedringer:

Til tross for at legeringen har mange eksepsjonelle egenskaper, har den ikke de samme kvalitetene som romfartslegeringen (7075). For eksempel smidd legering med høy styrke.

Den forbedringen du kan gjøre, er holdbarheten under fuktige forhold. Dette kan gjøres ved hjelp av T6-varmeprosessen eller korrosjonsbeskyttende belegg.

Other Industry Applications of A380 Die Casting Aluminum Alloy

Bruksområder i bygg- og anleggssektoren:

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

Industrien utnytter sine mest optimale egenskaper. Det er med korrosjonsbestandighet og stramme toleranser for nøyaktighet.

Marine bruksområder:

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

Behandling, som anodisering, bidrar ytterligere til bedre motstand mot saltvann.

Fordeler for elektrobransjen:

Dette materialet er gunstig for produksjon av kjøleribber og motorhus. Det gir dem en god IACS og varmeledningsevne. Derfor er dette alternativet et tilbud som gir god kostnadseffektivitet.

Bransjespesifikke fordeler:

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

Støpeprosessen

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.

Pressstøping:

Pressstøping av 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, 

Sandstøping:

Ved sandstøping er det ikke nødvendig å bruke høyt trykk eller høye temperaturer. Dette er fordi det dannes en profilform med smeltet legering ved hjelp av en lavere mengde (1-5 trykk til 600-650 °C).

Du kan bruke denne prosessen til å støpe lengre deler som motorblokker. Den er imidlertid svært langsom og gir ru overflater.

Permanent støping av støpeform:

Permanent støping gir balanserte fordeler med hensyn til kostnader og presisjonsresultater.

Den fungerer ved 630-670 °C.

Riktig avkjølingshastighet er nødvendig for å kontrollere størkningen. Dette vil redusere risikoen for varmavrivning.

Støpefeil

Støpefeil som oppstår under produksjonen, kan være porøsitet, krymping eller inneslutninger.

• Porøsitet: Luft eller gasser blandet i støpestykket forårsaker porøsitet. Finn ut med røntgeninspeksjon. For å kontrollere dette, bruk vakuumavgassing.
• Krymping: Ujevn avkjøling av støpegods gir krymping i delene. Programvaren for termisk simulering hjelper deg med å analysere hotspots. Få bukt med disse feilene med optimaliserte materdesign.
• Inklusjon: Det skjer på grunn av tilstedeværelsen av urenheter. Filtrer metallet før bruk for å minimere partikkelstørrelsen. Velg også teknikker for forvarming av støpeformen.

Varmebehandling

Løsningsvarmebehandling:

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).

Kunstig aldring

Kunstig aldring, som T6-teknikken, fungerer ved 150-200 °C i 2-8 timer. Det gir overdreven styrke i ingots. For å oppnå dette danner de Mg₂Si- og Al₂Cu-faser. Det øker også hardheten.

Overmodning over 250 °C fører imidlertid til grov utfelling. Det påvirker styrken og reduserer den med opptil 15 prosent.

T6-temperaturen forbedrer også utmattingsmotstanden, noe som gir en raffinert mikrostruktur. Til tross for dette senker det forlengelseshastigheten opp til 2,5%.

Corrosion Resistance of A380 Die Casting Aluminum Alloy

Korrosjonsmekanismer:

På A380-fly er det fare for gropkorrosjon der det finnes kloridrike områder, som f.eks. kyster. I likhet med dette problemet oppstår spaltekorrosjon på stillestående steder (under bolter).

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

Beskyttelse mot korrosjon:

Det finnes mange alternativer for å beskytte deler mot korrosjon. Blant dem er anodisering, som legger et oksidlag på 10-25 µm.

Kromateringsprosessen hjelper til med å bli kvitt fuktighet eller motstå salt. I mellomtiden øker malingsbelegget (epoksy) styrken ved å blokkere eksponering.

De andre alternativene er pulverlakk og tetningsmidler. De forbedrer ytelsen til marine- eller bildeler og øker holdbarheten.

Machining and Fabrication of A380 Die Casting Aluminum Alloy

Maskinering:

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.

En spakvinkel på 15° og skarpe kanter hjelper for eksempel til med skjæreprosessen. Som bildet viser, kutter du ved 300-500 m/mi, mating 0,5 mm/turtall og dybde ≤3,25 mm.

Riktig kjølehastighet kan også bidra til å unngå overoppheting av verktøy og øke holdbarheten.

Fabrikasjon:

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.

Forvarming og aluminiumsilisiumfyllstoff hjelper også til lodding. For å feste eller nagle må du jobbe manuelt for å stikke hull eller bruke tøffe nagler som 1-5 mm.

Konklusjon

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.

Du kan imidlertid slite med den lave duktiliteten. T6-behandling og belegg kan forbedre holdbarheten. Derfor er det viktig for de fleste store industrier, som bil- og industriindustrien.