Właściwości odlewów ze stopów aluminium

Ponieważ zarówno aluminiowe stopy odlewnicze i ich kute odpowiedniki uzyskują pożądane właściwości dzięki pierwiastkom stopowym i obróbce cieplnej, są one chemicznie dość podobne. Jedną z cech odróżniających je od siebie jest brak utwardzania podczas procesu kształtowania właściwości odlewu. Ze względu na tę rozbieżność, niektóre pierwiastki stopowe stosowane w stopach odlewniczych i kutych pełnią różne role.

Możliwość odlewania stop odlewniczy aluminium jest głównym kryterium odróżniającym je od stopów kutych. Odlewanie stopów wiąże się z różnymi trudnościami w porównaniu z produktami kutymi, które są zwykle wytwarzane przy użyciu technik odlewania, które priorytetowo traktują podstawowe okrągłe lub prostokątne przekroje poprzeczne. Szczególne względy dotyczące zachowania stopów podczas krzepnięcia są wymagane w przypadku odlewów inżynieryjnych o złożonej geometrii i różnych szybkościach krzepnięcia. Aby ograniczyć te tendencje, konieczne staje się wybranie stopów do odlewania form w sposób zapobiegający pękaniu podczas i po krzepnięciu oraz łagodzący skurcz wewnętrzny.

Słowo "odlewalność" jest kluczowym czynnikiem przy ustalaniu, czy dana kompozycja może zostać zestalona w określonym procesie odlewania, co jest niezbędne, aby zapewnić wykonanie doskonałych odlewów. Na zdolność do odlewania grawitacyjnego wpływa kilka czynników. Obejmują one płynność, która mierzy, jak dobrze można wypełnić formę, odporność na pękanie na gorąco podczas i po zestaleniu oraz właściwości podawania, które ułatwiają przepływ metalu podczas zestalania, co zmniejsza ryzyko powstawania pustek skurczowych.

Możliwe jest dokładne zmierzenie i zdefiniowanie płynności w odlewaniu grawitacyjnym, ponieważ jest to czynnik wieloaspektowy. Temperatury powyżej ciekłości lub stopień przegrzania mają największy wpływ na tę cechę. Często zdarza się, że kompozycje eutektyczne lub prawie eutektyczne mają większą płynność w normalnych temperaturach napełniania.

W przypadku odlewania ciśnieniowego, rzeczy, które sprawiają, że coś nadaje się do odlewania, obejmują teraz jego odporność na pękanie na gorąco, płynięcie, lutowanie matrycowe i wykończenie powierzchni. Każdy z tych elementów jest bardzo ważny dla funkcjonowania procesu odlewania. Znalezienie odpowiedniej równowagi między tymi czynnikami jest ważne, aby upewnić się, że odlewy są wolne od wad, że spełniają potrzeby różnych metod odlewania i że produkt końcowy pozostaje solidny.

Wąskie pasma solidus-liquidus są często powiązane z lepszymi właściwościami podawania, zwłaszcza gdy w temperaturze eutektycznej występuje wyższy procent cieczy. Wpływ pierwiastków na wytrzymałość w wysokich temperaturach i szybkość krzepnięcia są głównymi czynnikami, które określają prawdopodobieństwo zestalenia się i pęknięcia.

Chemia metalu ma wiele wspólnego z lutowaniem matrycowym, które jest ważną częścią odlewania. Jednak stan matrycy i inne czynniki procesowe są również bardzo ważne. Stopnie odlewalności, które wahają się od A do F lub od 1 do 10, lub od "doskonałych właściwości odlewniczych" do "słabych właściwości odlewniczych", zostały stworzone dzięki wielu praktykom.

Istnieje wiele zastosowań dla stopów odlewniczych, które zawierają więcej krzemu niż większość stopów kutych, szczególnie w przypadku zastosowań wysokonakładowych. Dodanie krzemu do form sprawia, że są one bardziej płynne, mniej podatne na pękanie w wysokich temperaturach i łatwiejsze do podawania. Różne metody odlewania wymagają różnych ilości krzemu, aby uzyskać najlepsze wyniki. Procesy wykorzystujące dużo ciepła preferują metale zawierające więcej krzemu, co czyni je bardziej płynnymi. Proces odlewania kontroluje gradienty w strefie krzepnięcia, które wpływają na mechanizm podawania. Mechanizm ten jest bardzo ważny dla zrównoważenia wewnętrznego kurczenia się. Ogólnie rzecz biorąc, metale o mniejszych zakresach krzepnięcia są łatwiejsze do odlewania.

Mimo że dobrze sprawdzają się w odlewnictwie, wiele popularnych odlewniczych stopów aluminium nie opiera się wyłącznie na krzemie. Jedną z najlepszych cech aluminium jest możliwość jego recyklingu. Doprowadziło to do stworzenia stopów odlewniczych, które są specjalnie stworzone do produkcji rzeczy z przetopionego złomu. Te "wtórne" formuły mają szerszy zakres zanieczyszczeń, ponieważ zawierają więcej pierwiastków jako zanieczyszczeń, aby uwzględnić różnice w surowcach. Z drugiej strony, stopy podstawowe są wytwarzane z przetopionego aluminium, metali przemysłowych i stopów podstawowych. Mają one bardziej rygorystyczne limity zanieczyszczeń związanych z pierwiastkami.

Zalety i ograniczenia odlewów ze stopów aluminium

Produkcja odlewów ze stopów aluminium prezentuje szeroką gamę stopów, podkreślając wszechstronność możliwych do osiągnięcia właściwości. Aluminum Association rejestruje ponad 100 kompozycji, podczas gdy na całym świecie zastosowanie znajduje ponad 300 stopów. Poza wszechstronnością oferowaną przez struktury metal-matryca i inne struktury kompozytowe, stopy te wykazują zróżnicowany zakres właściwości, w tym:

Wytrzymałość na rozciąganie, ksi (MPa) 10-72 (70-505)
Granica plastyczności, ksi (MPa) 3-65 (20-455)
Wydłużenie, % <1-30
Twardość, HB 30-150
Przewodność elektryczna, %IACS 18-60
Przewodność cieplna, Btu - in./h - ft2 - °F przy 77 °F
(W/m - K przy 25 °C)
660-1155 (85-175)
Granica zmęczenia, ksi (MPa) 8-21 (55-145)
Współczynnik liniowej rozszerzalności cieplnej
przy 68-212 °F (20-100 °C)
9.8-13.7 [1] 10-6/°F
(17.6-24.7) [1] 10-6/°C)
Wytrzymałość na ścinanie, ksi (MPa) 6-46 (42-325)
Moduł sprężystości, 106 psi (GPa) 9,5-11,2 (65-80)
Ciężar właściwy 2,57-2,95

Zdolność do produkcji niemal precyzyjnych części o dokładnych wymiarach, regulowanym wykończeniu powierzchni, skomplikowanej geometrii, w tym wewnętrznych przejściach i właściwościach zgodnych z określonymi standardami inżynieryjnymi, stanowi znaczące zalety produkcyjne, jak poniżej.

• W wielu przypadkach wieloskładnikowe zespoły spawane lub łączone można zastąpić pojedynczą częścią odlewaną.
• Zmniejszone wymagania dotyczące obróbki przyczyniają się do oszczędności kosztów i czasu.
• Odlewy ze stopów aluminium wykazują kontrolowane różnice w wykończeniu.
• Kontrasty między wykończeniem odlewanym i obrabianym maszynowo mogą być podkreślone w celu uzyskania przyjemnych efektów kosmetycznych.
• Wymagania kapitałowe są generalnie niższe w porównaniu do produktów kutych.
• Opcje oprzyrządowania obejmują zarówno proste wzory, jak i skomplikowane matryce ze stali narzędziowej, spełniając różne wymagania dotyczące produktów i wielkości produkcji.
• Odlewanie rutynowe obejmuje części bimetalowe łączone metalurgicznie lub mechanicznie.
• Części aluminiowe są odlewane w różnych procesach, oferując wszechstronność pod względem ilości, produktywności, jakości, mechanizacji i specjalistycznych możliwości.
• Większość aluminiowych stopów odlewniczych spełnia wymagania odlewni, zapewniając produkcję wysokiej jakości części.
• Kilka aluminiowych stopów odlewniczych wykazuje doskonałą płynność, ułatwiając odlewanie cienkich sekcji i skomplikowanych detali.
• Niższe temperatury topnienia aluminiowych stopów odlewniczych przyczyniają się do zwiększenia efektywności energetycznej.
• Procesy odlewania aluminium są podatne na wysoki poziom automatyzacji, chociaż obowiązują pewne ograniczenia, takie jak wyzwania związane z bardzo cienkimi sekcjami, które mogą nie nadawać się do odlewania.

Odlewy ze stopów aluminium napotykają praktyczne ograniczenia wielkości w określonych procesach odlewania, na które wpływa zachowanie krzepnięcia niektórych stopów, które może utrudniać odlewanie w skomplikowanych konfiguracjach inżynieryjnych lub specjalistycznych metodach odlewania. Pomimo prostoty i niższej kapitałochłonności procesu odlewania w porównaniu do produkcji odkuwek, wytłoczek i produktów walcowanych, krzepnięcie w złożonych kształtach geometrycznych, podobnie jak w przypadku innych opcji produkcji, może prowadzić do nieciągłości powierzchni i wewnętrznych cech mikrostruktury o różnym stopniu jakości, wpływając następnie na właściwości i wydajność.

W szczególności odlewy ze stopów aluminium mogą wykazywać właściwości rozciągające porównywalne z większością odkuwek, wytłoczek i walcowanych płyt. Charakterystyczne cechy produktów kutych, takie jak drobno rekrystalizowana struktura ziaren ze specyficzną anizotropią i wysoce teksturowanymi cechami mikrostrukturalnymi, często skutkują większą ciągliwością w kierunkach wzdłużnych w porównaniu do odlewów o grubszej strukturze ziaren. Z drugiej strony, typowo jednoosiowa struktura ziarna i brak anizotropii w strukturach odlewanych upraszczają pracę inżynierów projektantów, eliminując wyzwania związane z ograniczeniami właściwości poprzecznych.

Jakiego rodzaju materiały są stosowane do odlewów aluminiowych?

Jeśli chodzi o odlewanie ciśnieniowe aluminium, wybór materiału ma znaczący wpływ na ostateczne właściwości i funkcjonalność komponentów. Wiele stopów aluminium spełnia określone potrzeby. O wyborze tych stopów decyduje szereg kryteriów, takich jak wytrzymałość, odporność na korozję, przewodność cieplna i charakterystyka odlewania. Są to jedne z najbardziej rozpowszechnionych rodzajów materiałów stosowanych w odlewach aluminiowych:

Specyfikacja odlewów ze stopu aluminium

Różne zasady i specyfikacje mają zastosowanie do odlewniczych stopów aluminium. Jest to szczególnie prawdziwe w Stanach Zjednoczonych, gdzie Aluminum Association śledzi chemię stopów i praktyki temperaturowe. Normy i wymagania dotyczące zamówień są ustalane i egzekwowane przez grupy takie jak ASTM, wojsko i agencje federalne. Procedury objęte tymi normami obejmują kontrolę radiograficzną i penetracyjną, techniki testowania w celu ustalenia właściwości chemicznych, mechanicznych i fizycznych oraz inne ważne kroki. Często kupujący zmienia specyfikacje, aby dopasować je do określonych części lub grup części. Bardzo ważne jest, aby zarówno producent odlewów, jak i klient uzgodnili specyfikacje i wyjątki przed dokonaniem zakupu.

Specyfikacje wzorów stopów aluminium obejmują główne, drugorzędne i zanieczyszczone elementy, z których każdy ma inną funkcję:

Główne pierwiastki stopowe: Określają one zakresy, które kontrolują, jak dobrze metal może być wytwarzany i jak jego właściwości zmieniają się w czasie.

Drobne pierwiastki w aluminiowych stopach odlewniczych: zmieniają sposób krzepnięcia stopu, strukturę eutektyki, główne fazy, wielkość ziarna i formowanie oraz rozwój faz. Poza tym pomagają w redukcji zanieczyszczeń.

Zanieczyszczenia: Wpływają one na to, jak łatwo można odlać materiał i jak nierozpuszczalne stają się fazy, co czasami może pomóc lub zaszkodzić pożądanym właściwościom.

Mimo że specyfikacje dla aluminiowych stopów odlewniczych mogą nie określać dokładnie najlepszych stężeń i relacji dla głównych, drugorzędnych i zanieczyszczających pierwiastków, nominalne składy chemiczne nie obiecują automatycznie najlepszych wyników. W pewnych granicach chemicznych, pierwiastki kontrolujące strukturę mogą być dodawane pojedynczo lub w grupach. Jest to szczególnie ważne, gdy nie są one wyraźnie wymienione w sekcji "Inne pierwiastki".

Można podać współczynniki stechiometryczne dla preferowanego tworzenia faz, ale nie zawsze mogą one być jasne lub kontrolowane. Limity stężenia dają swobodę zmiany składu w celu poprawy odlewalności i wzrostu właściwości. Możliwe jest uzyskanie najwyższych ilości pierwiastków tworzących fazy utwardzające w celu uzyskania najmocniejszych materiałów. Z drugiej strony, aby uzyskać lepszą ciągliwość, potrzebne są drobniejsze struktury, mniejsze ilości nierozpuszczalnych pierwiastków i staranna kontrola poziomów zanieczyszczeń, aby zachęcić do tworzenia najmniej szkodliwych składników międzymetalicznych. Zrównoważenie składu może być ustawione, gdy wlewek jest kupowany lub może się zdarzyć, gdy stop jest zmieniany w kuźni.

Witamy w GC Precision Mould, wiodącej firmie oferującej najwyższej jakości aluminiowe stopy odlewnicze rozwiązań w Chinach. Jako wiodący odlewanie ciśnieniowe Chiny producent i producent formSpecjalizujemy się w dostarczaniu wysokiej jakości form z tworzyw sztucznych, form odlewniczych i różnorodnych części odlewanych ciśnieniowo wykonanych z najwyższej jakości materiałów, w tym aluminium, cynku i magnezu.

Naszym niezmiennym celem w GC Precision Mould jest dostarczanie naszym klientom najlepszych możliwych aluminiowych odlewów ciśnieniowych oraz innych towarów i usług odlewniczych. Dysponujemy profesjonalnymi, doświadczonymi inżynierami i technikami, aby upewnić się, że każda wyprodukowana przez nas część spełnia najsurowsze wymagania dotyczące dokładności i jakości. dowiedz się więcej Obudowa z odlewu aluminiowego jeśli może ci pomóc.

Z naszej szerokiej gamy produktów korzystają liczne branże, w tym motoryzacyjna, elektroniki użytkowej, medyczna i urządzeń przemysłowych. Czerpiemy ogromną satysfakcję z rozwijania silnych relacji z naszymi klientami, poznawania ich konkretnych potrzeb i tworzenia specjalistycznych rozwiązań, które dokładnie spełniają ich wymagania.

Dlaczego warto wybrać GC Precision Mould do odlewania stopów aluminium?

Doświadczenie na najwyższym poziomie: Każdy projekt odlewniczy ze stopu aluminium jest realizowany z najwyższą jakością przez nasz zespół doświadczonych profesjonalistów.
Najnowocześniejsza technologia: Aby zagwarantować najwyższe standardy jakości w naszych procesach odlewania, korzystamy z najnowszych osiągnięć technologicznych i kreatywnych metodologii.
Liczne zastosowania przemysłowe: Nasze produkty obsługują szerokie spektrum sektorów, demonstrując zdolność adaptacji i różnorodność naszych usług odlewania stopów aluminium.
Rozwiązania dostosowane do potrzeb: Ściśle współpracujemy z naszymi klientami, aby w pełni zrozumieć ich unikalne potrzeby i zapewnić niestandardowe rozwiązania, które dokładnie spełniają ich cele produkcyjne.
Kompleksowe usługi: Posiadamy know-how i środki, aby zapewnić doskonałe wyniki, niezależnie od wielkości projektu - od pojedynczej formy z tworzywa sztucznego po całą linię produkcyjną odlewów ciśnieniowych.

Współpraca z GC Precision Mould pozwala odkryć najwyższy poziom perfekcji odlewania stopów aluminium. Skontaktuj się z nami już teraz, aby dowiedzieć się więcej o naszej ofercie i o tym, jak nasze doświadczenie można łatwo wykorzystać do podniesienia działalności produkcyjnej na nowy poziom. Aby uzyskać najlepsze oferty i niezrównaną jakość, skontaktuj się z nami, jeśli masz zbliżający się projekt odlewania ciśnieniowego lub szukasz godnych zaufania dostawców form do odlewania stopów aluminium. Z GC Precision Mould, gdzie perfekcja i precyzja zderzają się, Twój sukces zaczyna się tutaj.