Odlew aluminiowy A356 zapewnia wytrzymałość na rozciąganie rzędu 220-320 MPa i granicy plastyczności wynoszącej 160-180 MPa. Ta cecha sprawia, że aluminium A356 jest dobrym wyborem do odlewania ciśnieniowego. Te stopy aluminium składają się z Al, krzemu i innych segmentów śladowych. Można je łatwo poddać obróbce cieplnej w celu poprawy właściwości mechanicznych za pomocą metody odpuszczania T6.
W tym artykule poznasz podstawy aluminium A356 w branży motoryzacyjnej i lotniczej. Ponadto poznasz skład aluminium A356, jego zalety, proces odlewania i obróbkę cieplną.
Co to jest aluminium A356 i jego skład
Stop aluminium A356 jest wykorzystywany głównie do produkcji integralnych części. Zmniejsza wagę bez naruszania wytrzymałości. Stop ten charakteryzuje się niewiarygodną odpornością na korozję, płynnością, imponującym stosunkiem wytrzymałości do masy i znacznymi atrybutami.
Jego mikrostruktura jest zintegrowana z wieloma podziałami. Dotyczy to dendrytów aluminiowych, eutektycznego krzemu i zawierających żelazo cząstek międzymetalicznych z fazą równowagi Mg2Si.
Zazwyczaj zachowany jest skład stopu aluminium A356:
- 05% aluminium
- 7% (Si) krzem
- 35% (Mg) magnez
- 2% (Cu)miedź
- 2% (Fe) żelazo
- 1% (Zn) cynk
- 1% (Mn) mangan
Normy i specyfikacje dla aluminium A356
Specyficzne normy i warunki wstępne zastosowań są kluczowymi czynnikami w odlewaniu stopów aluminium. Amerykańskie Stowarzyszenie Testowania i Materiałów (ASTM) opracowało te normy i specyfikacje. Ten godny uwagi czynnik ma na celu zwiększenie bezpieczeństwa i jakości projektów. Jest on wytwarzany zgodnie z preferencjami zastosowań przemysłowych i konsumenckich.
Normy ASTM B618 dla odlewów ciśnieniowych z aluminium A356
W związku z tym norma ASTM B618 jest standardem i specyfikacją odlewów ze stopu aluminium 356. Jest on wykorzystywany do zastosowań ogólnych. Obejmuje ona skład chemiczny odlewów. Producenci odlewów stosują praktyki chemiczne lub spektrochemiczne w celu określenia standardu produktów.
Norma SAE AMS-A-21180 dla odlewów ciśnieniowych z aluminium A356
Kryterium SAE AMS-A-21180 dla odlewów aluminiowych A356 jest specyfikacją. Dotyczy ona najwyższej wytrzymałości odlewów aluminiowych. Obejmuje ona następujące atrybuty niezbędne w sektorach wojskowym, lotniczym i obronnym:
- Rozpuszczanie 6 stopów
- Cztery klasy inspekcji
- Cztery stopnie jakości radiograficznej
- Sześć klas właściwości mechanicznych
Właściwości aluminium A356
Zrozumienie kluczowych właściwości mechanicznych i fizycznych stopu aluminium A356 zarówno w stanie surowym (F), jak i po obróbce cieplnej T6:
| Właściwości mechaniczne | ||
| Nieruchomość | As-Cast (A356-F) | Obróbka cieplna T6 |
| Wytrzymałość na rozciąganie | 160 MPa | 260 MPa |
| Wytrzymałość na rozciąganie | 95 MPa | 228 MPa |
| Wydłużenie | 10.7% | 6-10% |
| Twardość (Brinell) | 55 HB | 70 HB |
| Gęstość | 2,68 g/cm³ | 2,68 g/cm³ |
| Właściwości fizyczne | |
| Nieruchomość | Wartość |
| Gęstość | 2,68 g/cm³ |
| Temperatura topnienia | 570 - 580°C |
| Przewodność cieplna | 151 - 159 W/m-K |
| Współczynnik rozszerzalności liniowej | 21.5 - 23.5 × 10-⁶ /°C |
| Pojemność cieplna właściwa | 963 J/kg-°C |
| Przewodność elektryczna | 33 - 36 % IACS |
Aluminium A356 dla przemysłu motoryzacyjnego i lotniczego
Stop aluminium A356 i kształtki odlewane o wysokiej integralności przyciągnęły uwagę przemysłu motoryzacyjnego i lotniczego. Wynika to z rosnącego zapotrzebowania na redukcję masy pojazdów. Ponadto jest on wykorzystywany w szeregu rozwiązań mających na celu zwiększenie wydajności paliwowej i kontroli emisji. Poznaj następujące podstawowe właściwości aluminium A356 dla przemysłu motoryzacyjnego i lotniczego:
- Wysoki stosunek wytrzymałości do wagi
- Doskonała odlewalność i płynność
- Odporność na korozję i trwałość
- Dobra spawalność
Wysoki stosunek wytrzymałości do wagi
Asortyment lekkich cech i optymalny stosunek wytrzymałości do gęstości sprawiają, że stop A356 nadaje się do zastosowań w przemyśle lotniczym i motoryzacyjnym.
Gęstość stopu Al A356 wynosi około 2,68 g/cm3. To mniej niż w przypadku innych metali, takich jak stal.
Co więcej, indukcja magnezu z A356 zwiększa wytrzymałość na rozciąganie i granicę plastyczności po kondycjonowaniu cieplnym T6.
Doskonała odlewalność i płynność
Stop aluminium 356 charakteryzuje się doskonałą odlewalnością i płynnością. Jego niska temperatura topnienia i płynność ułatwiają wypełnianie wnęki formy. Zmniejsza to ryzyko skurczu.
W szczególności jest on preferowany do produkcji części o skomplikowanych kształtach w przemyśle lotniczym i motoryzacyjnym.
Oprócz tego, odlewalność wariantu A356 umożliwia odlewnikom wytwarzanie produktów o wysokiej jakości wykończenia.
Odporność na korozję i trwałość
Wyjątkowa odporność na korozję i trwałość stopu A356 stanowią o jego możliwościach. Stop ten może przetrwać w trudnych warunkach i zapobiegać rdzewieniu cząstek stałych. Dlatego też jest on wykorzystywany w przemyśle lotniczym i morskim, gdzie aplikacje są narażone na działanie czynników zewnętrznych.
Dobra spawalność
Indukowanie stopu A356 zawartością krzemu minimalizuje błąd pękania na gorąco podczas spawania. Stop ten charakteryzuje się dobrą spawalnością. Pozwala to metalurgom na tworzenie integralnych części o delikatnych kształtach i funkcjonalnych możliwościach. Jest to preferowane w zastosowaniach lotniczych i motoryzacyjnych, gdzie produkt wymaga wysokiej integralności spoiny.
Zalety odlewów aluminiowych A356
Korzyści dla sektora motoryzacyjnego
Wdrożenie odlewów ze stopu 356 umożliwia inżynierom produkcję części samochodowych o złożonej geometrii i funkcjonalnej wydajności. Ich lekkość zwiększa efektywność paliwową pojazdów, co jest obecnie bardzo pożądane. Niektóre z najczęstszych zastosowań w przemyśle motoryzacyjnym wykonane z odlewów ciśnieniowych A356 to:
- Bloki silnika
- Głowice cylindrów
- Koła
- Części zawieszenia
Bloki silnika
Wykorzystanie odlewu A356 w blokach silnika zmniejsza niepożądane czynniki wagowe. Pozwala to na zwiększenie wydajności paliwowej i zapewnia atrakcyjne połączenie rozpraszania ciepła i niższych temperatur roboczych. Jest to niezbędne, aby silnik mógł pracować przez długi czas.
Głowice cylindrów
Odlewanie ciśnieniowe A356 zapobiega powstawaniu sucharów na cylindrach. Zapewnia doskonałą odlewalność, aby uniknąć wad skurczowych. Doprowadziło to do powstania wysokiej jakości gotowych głowic cylindrów o złożonych kształtach.
Koła
Koła są najbardziej widoczną częścią pojazdu. Stanowią one wyzwanie dla trudnych warunków i niestabilnych dróg. Aluminium A356 chroni konstrukcję koła przed rdzą i zapewnia dłuższą żywotność oraz bardziej niezawodne działanie.
Części zawieszenia
Odlew ze stopu A356 ma znaczące właściwości zmęczeniowe w stosunku do elementów zawieszenia. Są one poddawane ciągłym naprężeniom. Pomaga to poprawić integralność i trwałość aplikacji.
Korzyści dla sektora lotniczego
Przemysł lotniczy stale ocenia nowe technologie i innowacje. Nieustannie poprawia niezawodność i funkcjonalność materiałów i zastosowanych komponentów, w tym sterownika bezpieczeństwa.
W szczególności kluczowe znaczenie ma wykorzystanie aluminium A356. Zostało ono wykorzystane do szeregu zastosowań w sektorze lotniczym. Przyczyniło się to do skutecznego wdrożenia i bezpieczeństwa samolotów. Sprawdź kilka wymienionych poniżej części lotniczych wykonanych z A356:
- Konstrukcje statków powietrznych
- Części statku kosmicznego
- Wnętrza samolotów
- Koła
Konstrukcje statków powietrznych
Odlew ciśnieniowy ze stopu aluminium A356 jest wykorzystywany do wzmacniania integralności strukturalnej elementów samolotów. Jego lekkość i wytrzymałość sprawiają, że doskonale nadaje się do produkcji elementów konstrukcyjnych. Dotyczy to elementów skrzydeł i kadłuba, podwozia i części silnika.
Części statku kosmicznego
Materiał A356 jest godnym uwagi elementem do budowy statków kosmicznych i satelitów. Jest odporny na rygory panujące w przestrzeni kosmicznej.
Wnętrza samolotów
Ze względu na nieważkie i odporne na korozję cechy A356, jest on wykorzystywany do montażu ram siedzeń, ścian kabin i elementów niekonstrukcyjnych.
Podwozie i koła
Vehicle and aircraft applications’ wheels and landing gear require tremendous strength and wearability to withstand harsh temperatures. Aluminum alloy die casting provides pivotal strength and thermal stability.
Metody odlewania aluminium A356
Producenci powinni wybrać preferowane metody. Należy rozważyć cechy stopu w oparciu o wymagania produkcyjne. Istnieją trzy podstawowe techniki odlewania stopu aluminium A356:
- Trwałe odlewanie do aluminium A356
- Odlewy gipsowe dla złożonych projektów
- Odlewanie precyzyjne dla komponentów precyzyjnych
Trwałe odlewanie do aluminium A356
Metoda odlewania w formach stałych jest również nazywana odlewaniem grawitacyjnym. W tej fazie stop A356 jest topiony w wymaganej temperaturze. Następnie stopiony materiał wpływa do stalowej lub żelaznej formy wielokrotnego użytku. Po oczyszczeniu metal pozostawia się do ostygnięcia lub zestalenia. Forma jest opuszczana, aby pozostawić wyprodukowaną metalową część.
Zalety:
- Zapewniają doskonałe właściwości mechaniczne
- Opłacalność
- Formy wielokrotnego użytku
- Szybkie krzepnięcie
- Produkcja złożonych części z wysokiej jakości wykończeniem.
- Umożliwia tworzenie struktury ziarnistej
- Zapewniają wyjątkową wytrzymałość w porównaniu do odlewów piaskowych.
Odlewy gipsowe dla złożonych projektów
Początkowym etapem odlewania gipsowego jest opracowanie wzoru. Użyj gumy lub metalu, aby uformować wzór wokół linii podziału. Następnie należy równomiernie wylać masę gipsową wokół wzoru, ograniczając grubość ścianki do około 1,5 mm.
Następnie wyodrębnij wzór i przystąp do wypalania gipsu. Rozpuść stop A356, aby wstrzyknąć go do wypalonego gipsu. Zestal płyn i wyjmij formę gipsową, aby pozostawić wyprodukowaną część.
Zalety:
- Nadaje się do tworzenia cienkościennych odlewów dla skomplikowanych projektów części
- Tworzenie produktów z dopracowanymi detalami
- Zapewnienie ścisłych tolerancji
- Zapewnia elastyczność i płynne napełnianie
- Opłacalność
Odlewanie precyzyjne dla komponentów precyzyjnych
Rozpocznij od oddzielnego formowania wzorów woskowych za pomocą metalowej matrycy wtryskowej. Zmontuj je, aby utworzyć metalowy system dostarczania bramy lub prowadnicy. Zanurz zmontowany wzór woskowy w zawiesinie ceramicznej i pozostaw do wyschnięcia. Następnie rozpocznie się proces formowania elementów z aluminium A356. Wlej płynny stop do wzoru i pozostaw do zestalenia.
Zalety:
- Precyzyjna produkcja komponentów
- Minimalizacja odpadów materiałowych
- Mniejsze zapotrzebowanie na późniejszą obróbkę
- Zapewnienie dokładności wymiarowej
- Produkcja skomplikowanych części
Procesy obróbki cieplnej poprawiające właściwości aluminium A356
Obróbka cieplna stopów aluminium A356 poprawia ich właściwości. Obejmuje ona wytrzymałość, twardość, odkształcalność, sprężystość itp. Przy wyborze ekspertów do obróbki cieplnej należy wziąć pod uwagę kluczowe czynniki.
Wykorzystaj nowoczesne materiały do obróbki cieplnej, które pomogą Ci ustawić odpowiednie temperatury. Poniżej wymieniamy niektóre z najbardziej powszechnych praktyk obróbki cieplnej stopu A356.
- Obróbka cieplna T5 zwiększająca twardość
- Obróbka cieplna T6 dla maksymalnej wytrzymałości
Obróbka cieplna T5 zwiększająca twardość
Proces obróbki cieplnej T5 jest najbardziej nieskomplikowaną techniką poprawy właściwości stopu. Stopiony stop jest natychmiast wyciskany i pozostawiony do wyschnięcia w średniej temperaturze. Innymi słowy, zwiększenie twardości do poziomu 8-12 w skali twardości Webstera odbywa się poprzez chłodzenie powietrzem.
Obróbka cieplna T6 dla maksymalnej wytrzymałości
Proces obróbki cieplnej T6 obejmuje obróbkę cieplną w roztworze, hartowanie w wodzie i starzenie w celu zwiększenia wytrzymałości na rozciąganie i ciągliwości stopu odlewniczego A356.
Podczas oceny cieplnej T6 stopiony stop aluminium A356 jest ściskany i chłodzony wodą. Strategia ta trwa około piętnastu godzin i wiadomo, że wzbogaca maksymalną wytrzymałość stopu do skali twardości Webstera 12-15.
Wnioski:
Obfite wykorzystanie odlewów ze stopu aluminium A356 dei podnosi standardy bezpieczeństwa systemów lotniczych i motoryzacyjnych. Materiał ten oferuje różnorodne atrybuty. Odporność na korozję, trwałość, wysoki stosunek wytrzymałości do masy, plastyczność i lekkość to tylko niektóre z nich. Zaspokaja to różne potrzeby operacyjne kilku branż technologicznych.
Ważenie tego stopu zawsze przynosiło korzyści przedsiębiorcom, tworząc części o wysokiej wydajności paliwowej, lekkości i lepszej wydajności. Co więcej, mogą oni zwiększyć twardość lub wytrzymałość tego materiału poprzez wdrożenie kilku procesów cieplnych obejmujących T5 i T6.