Pressstøping er en høypresisjons metallformingsprosess som raskt omdanner smeltet metall til komplekse geometrier. Støping innebærer å fylle smeltet metall, for eksempel aluminiumslegering, i en presisjonsform i høy hastighet ved hjelp av en trykkstøpemaskin. Deretter påføres høyt trykk for å produsere store mengder støpegods med høy presisjon og utmerket støpeoverflate på kort tid.
Vi ser nærmere på hva som gjør noen av de mest brukte pressstøpelegeringene så verdifulle.
"Ifølge den nyeste forskningen brukes trykkstøpte aluminiumlegeringer (HPDC) til varmespredning i kjøretøy, elektronikk og kommunikasjon. Etter hvert som etterspørselen øker, forsker forskerne på varmeledningsevnen til aluminiumslegeringene."
Kilde: Liu, Yixian, og Shengwu Xiong. "Fremskritt i forskningen på varmeledningsevnen til høytrykksstøpte aluminiumlegeringer." Metals, vol. 14, nr. 4, mars 2024, s. 370. https://doi.org/10.3390/met14040370.
For eksempel dominerer A380 (ADC12) aluminiumstøpingen, som står for over 90% av produksjonen. Andre legeringer har unike fordeler: A360 er best for tynnveggede komponenter, mens AlSi9Cu3 er sterk og slitesterk for stempler og tannhjul.
Den gir utmerket kvalitet som ikke kan oppnås med andre støpemetoder som sandformstøping og gravitasjonsstøping, inkludert høy dimensjonsnøyaktighet, god støpeoverflate og en høy grad av frihet i design.
Hva er pressstøping av aluminium?
Pressstøping av aluminium er en produksjonsmetode med høy presisjon. Denne og andre aluminiumslegeringer brukes til å lage forskjellige deler med smeltet metall. Denne prosessen går vanligvis gjennom følgende trinn:
- Opprettelse av støpeformer
- Smelter metallet
- Injeksjon og størkning
- Utstøping og etterbehandling av deler
Populære aluminiumslegeringer for trykkstøping
| Legering | Sammensetning | Egenskaper | Bruksområder | Toleransenivå (typisk) |
| A380 (ADC10) | 92,5% Al, 7,5% Si | Utmerket støpbarhet og væskebestandighet | * Motorblokker, girhusbraketterKonsumvarer | ±0.004″ - ±0.008″ |
| A360 | 90-92% Al, 7-8% Si | Bedre flyt og trykktetthet | Tynnveggede komponenter Hydrauliske komponenter | ±0.004″ - ±0.010″ |
| A383 (ADC12) | 85-89% Al, 11-13% Si | Forbedret korrosjonsbestandighet sammenlignet med A380 * Lavere mekanisk styrke enn A380 | * Lignende applikasjoner som A380, | ±0.003″ - ±0.008″ |
| AlSi9Cu3 | 85-87% Al, 9-11% Si, 3-4% Cu | * Høy styrke og slitestyrke | * Motorkomponenter (stempler, topplokk) | ±0.002″ - ±0.006″ |
| AlSi10Mg | 89-90% Al, 9-11% Si, 0,3-0,5% Mg | * Forbedret korrosjonsbestandighet | * Marine applikasjoner * Utstyr for mathåndtering | ±0.003″ - ±0.008″ |
| A413.1 | 90-94% Al, 4-6% Si | * Høy styrke og duktilitet | * Bilkomponenter * Romfartskomponenter * | ±0.002″ - ±0.005″ |
| A356.2 | 91-93% Al, 7-9% Si, 0,2-0,35% Mg | * God styrke og slitestyrke | * Motorkomponenter og pumpehus | ±0.003″ - ±0.007″ |
Merk: Toleransenivåene avhenger direkte av design, veggtykkelse og den spesifikke trykkstøpeprodusenten. Det er best å rådføre seg med produsenten av trykkstøpegods.
Aluminiumslegeringer for trykkstøping | ADC Material
Mekaniske egenskaper til aluminiumslegeringer for trykkstøping
| Legering | Forlengelse (%) | Strekkfasthet (MPa) | Strekkfasthet (0,2% MPa) | Slagstyrke (J) | Skjærfasthet (MPa) | Hardhet (HB) |
| ADC1 | Moderat | 170-210 | 120-150 | Ikke spesifisert | Ikke spesifisert | 70-85 |
| ADC3 | Moderat | 240-280 | 180-220 | 2.0-4.0 | Ikke spesifisert | 80-95 |
| ADC5 | Høy | Ikke spesifisert | Ikke spesifisert | Høy | Ikke spesifisert | Ikke spesifisert |
| ADC6 | Ikke spesifisert | Ikke spesifisert | Ikke spesifisert | Ikke spesifisert | Høy | 85-100 |
| ADC10 | Moderat | 260-300 | 200-240 | 2.5-3.5 | Ikke spesifisert | 90-100 |
| ADC10Z | Moderat | I likhet med ADC10 | I likhet med ADC10 | Noe lavere enn ADC10 | Ikke spesifisert | 85-95 |
| ADC12 | Moderat | 240-280 | 170-210 | 2.0-3.0 | Ikke spesifisert | 85-95 |
ADC1
Strekkgrensen er noe lavere, så det er ikke egnet for deler som krever høy styrke. Som nevnt ovenfor sies det imidlertid å være godt egnet for komplekse former og tynne vegger på grunn av den gode støpbarheten, men det er et standardmateriale som brukes svært sjelden.
ADC3
Det har relativt gode galvaniseringsegenskaper, god slitestyrke og maskinbearbeidbarhet. Det har også utmerkede styrkeegenskaper og lufttetthet ved høye temperaturer. I tillegg til trykkbestandighet har det også svært god strekkfasthet og slagfasthet, noe som gjør det nyttig i bruksområder som krever slik styrke.
Korrosjonsbestandigheten er også sammenlignbar med ADC1og støpbarheten er god, men ikke like god som ADC1. Andre lignende legeringer tilsvarer A360.0.
ADC5
Selv om det har svært god korrosjonsbestandighet, har det ikke god støpbarhet, så det er ikke egnet for produkter med komplekse former. Når det gjelder mekaniske egenskaper, har det gode parametere for forlengelse og slagverdi, så det kan vurderes når det kreves styrke.
ADC6
Det er et materiale med utmerket slitestyrke og maskinbearbeidbarhet, og det har gode poleringsmuligheter. Det er en legering som tilsvarer 515.0.
ADC10
I tillegg til god bearbeidbarhet og støpbarhet forbedres også styrken ved å tilsette Cu som tilsetningselement. Det er en velbalansert type aluminiumstøpegods som har utmerket styrke og god støpbarhet.
Det brukes ofte fordi det kan produsere produkter med utmerkede mekaniske egenskaper og god trykkmotstand. Men selv om det har en lignende balanse som ADC12kan den ikke matche mengden som brukes. Som legering tilsvarer den A380.0.
ADC10Z
Selv om den har egenskaper som ligner på ADC10 som en aluminiumstøping, for eksempel støpbarhet og mekanisk styrke, inneholder den sink som en urenhet og har en tendens til å være litt dårligere når det gjelder støping av sprekkmotstand og korrosjonsbestandighet.
Materialer med en Z på slutten er trykkstøpte aluminiumsmaterialer som kan inneholde opptil 3% sink (Zn) som en urenhet, og som er laget i samsvar med utenlandske standarder.
ADC12
ADC12 er en velbalansert legeringstype med høye mekaniske egenskaper, bearbeidbarhet og støpbarhet for støping av aluminium. Mer enn 90% av aluminiumstøpeproduksjonen sies å være ADC12, og det meste brukes til bildeler.
Derfor har det god distribusjon og er et fordelaktig materiale med tanke på pris og enkel anskaffelse. Materialet har imidlertid sine svakheter når det gjelder korrosjonsbestandighet, anodiseringsegenskaper og kjemisk konvertering. Elektropletteringsegenskapene er imidlertid svært gode.
Produksjonsprosessen for trykkstøping av aluminium
Design
Mange ting må avgjøres på forhånd. For det første, er designet mulig? Fra å ta mål til å bestemme veggtykkelse, om det skal lages i ett stykke eller i deler. Dette innledende møtet er en viktig oppgave, ettersom det har stor innvirkning på det ferdige produktet og leveringsdatoen. Vi utfører en størkningsanalyse ved hjelp av CAD og utarbeider en optimal produktform og støpeplan.
Produksjon av støpeformer
Basert på beslutningene begynner vi å lage støpeform av aluminium. Vi tar hensyn til produktets størrelse, kompleksitet og bearbeidbarhet, og produserer det ved hjelp av CNC-maskin, EDM-aminering, skumaskin og andre relaterte produksjonsprosesser som polering av matriser, risting, formmontering og montering.
Sett støpeformen inn i støpemaskinen
En støpeform er helt, så må støpeforsøket starte, sette støpeformen i aluminium i støpemaskinen, feste hver halvdel i maskinen ordentlig, koble kjølekanalen, mateposisjonen og sjekke alle detaljer før du starter støpeprosessen.
Oppløsning
Legg en legeringsblokk (AC4C eller AC7A) eller et returmateriale av samme materiale inn i smelteovnen og smelt det. Urenheter som gass og oksider fjernes fra den smeltede legeringen (smeltet metall). Smeltetemperaturen er omtrent 660 ℃, og støpetemperaturen er over 700 ℃. Temperaturen på støpevannet bestemmes ut fra størrelsen på gjenstanden.
Støping
Det smeltede metallet trekkes opp, helles i en form og stivner ved hjelp av kjølesystemet. Støpeformen åpnes, og det størknede støpestykket fjernes ved hjelp av robot- og ejektorsystemer. Kutt ut graner, kaldbrønner og blinker som ikke er nødvendige for produktet. Granene og kaldbrønnene som er kuttet av, kan brukes som returmateriale ved å smelte og gjenbruke dem.
Avslutt
Vi retter, polerer og lakkerer for å gjøre det klart til forsendelse som produkt. Om nødvendig gjennomgår noen av produktene ytterligere bearbeiding for å oppnå dimensjonsnøyaktighet. Vi utfører også overflatebehandlinger som alumitt, maling og plettering.
Hvordan øke styrken til en støpegodsdel i aluminium
Aluminiumsstøpedel har allerede en viss grad av styrke. Du kan imidlertid forbedre den ytterligere ved overflatebehandling. Siden det finnes forskjellige metoder for overflatebehandling, kan du innlemme den relevante metoden avhengig av delkravet ditt.
Merk: Tabellen fremhever legeringselementer, ikke overflatebehandlinger.
Metallbehandlinger og fordelene med dem
| Behandling av metall | Effekt | Bruksområder |
| Kobber + silisium (legering) | Øker styrken | Flykomponenter |
| Mangan (legert) | Økt styrke, rustbestandighet og enklere behandling | Aluminiumsbokser |
| Magnesium (legert) | Rustbestandighet, enklere maskinering | Skip, kjøretøyer |
| Magnesium + silisium (legering) | Økt styrke og rustbestandighet | Arkitektoniske rammer |
| Sink (plettering) | Kraftig økt styrke | Flykomponenter, Jernbanekjøretøy |
Notater:
- Tabellen fremhever at kobber + silisium brukes i en legering, ikke malt.
- Maling brukes vanligvis ikke som behandling for disse metallene for å oppnå de nevnte fordelene.
- Styrken til trykkstøpt aluminium kan økes ved å øke overflatehardheten med plettering.
- Die casting har høyere styrke enn sandstøping eller støping. Sammenlignet med andre støpemetoder er kjølehastigheten raskere og støpestrukturen er finere.
Fordeler med pressstøping av aluminium
Det er seks hovedfordeler med pressstøping av aluminium.
- Egnet for masseproduksjon
- Dimensjonsnøyaktigheten er den høyeste
- Støpeoverflaten er den jevneste.
- Tynnveggede produkter kan også produseres.
- Du kan velge mellom materialer med ulike egenskaper avhengig av formålet.
- Avhengig av bruksområde er det mulig med ulike overflatebehandlinger som plettering, kjemisk konvertering, alumitt og maling.
I tillegg kan selv komplekse produkter som krever presisjon, produseres i én enkelt prosess der metall støpes i en form. Det gir høy produktivitet og muligheten til å produsere produkter i store kvanta til en lav kostnad.
Etterbehandling og etterbehandling etter støping er imidlertid nødvendig. Sammenlignet med andre støpegods gir pressstøping høyere dimensjonsnøyaktighet. Siden overflaten er glatt, er det ikke sikkert at det er nødvendig med bearbeiding etter støping.
Kontakt ALU Die Casting for støping av aluminium!
Alu Die Casting er et av de beste støpefirmaene. I tillegg til aluminium kan vi også tilby deler med andre materialer, for eksempel vakuumstøping av sink og pressstøping av magnesium. Ved å innlemme toppmoderne utstyr kan vi levere støpte aluminiumsdeler av høy kvalitet.