Odlewanie ciśnieniowe to wysoce precyzyjny proces formowania metalu, który szybko przekształca stopiony metal w złożone geometrie. Odlewanie polega na wlewaniu stopionego metalu, takiego jak stop aluminium, do precyzyjnej formy z dużą prędkością za pomocą maszyny odlewniczej. Następnie zastosowanie wysokiego ciśnienia w celu wytworzenia dużych ilości odlewów o wysokiej precyzji i doskonałej powierzchni odlewu w krótkim czasie.

Zastanów się, co sprawia, że niektóre z najczęściej stosowanych stopów odlewniczych są tak cenne.

"Według najnowszych badań, stopy aluminium do odlewania ciśnieniowego (HPDC) są wykorzystywane do rozpraszania ciepła w pojazdach, elektronice i komunikacji. Ponieważ popyt rośnie, naukowcy badają przewodność cieplną stopów aluminium".

Źródło: Liu, Yixian i Shengwu Xiong. "Research Progress on Thermal Conductivity of High-Pressure Die-Cast Alloys Aluminum". Metals, vol. 14, no. 4, Mar. 2024, s. 370. https://doi.org/10.3390/met14040370.

Na przykład, A380 (ADC12) dominuje w aluminiowych odlewach ciśnieniowych, które odpowiadają za ponad 90% produkcji. Inne stopy mają wyjątkowe zalety: A360 jest najlepszy dla cienkościennych komponentów, podczas gdy AlSi9Cu3 jest mocny i odporny na zużycie dla tłoków i kół zębatych.

Zapewnia doskonałą jakość, której nie można uzyskać innymi metodami odlewania, takimi jak odlewanie w formach piaskowych i odlewanie grawitacyjne, w tym wysoką dokładność wymiarową, dobrą powierzchnię odlewu i wysoki stopień swobody w projektowaniu.

Czym jest odlewanie ciśnieniowe aluminium?

Odlew aluminiowy to wysoce precyzyjna metoda produkcji. Wraz z innymi stopami aluminium jest wykorzystywana do tworzenia różnych części ze stopionego metalu. Proces ten zazwyczaj przebiega w następujących etapach:

1. Tworzenie form
2. Topienie metalu
3. Wtrysk i krzepnięcie
4. Wyrzucanie i wykańczanie części

Popularne stopy aluminium do odlewów ciśnieniowych

Uwaga: Poziomy tolerancji zależą bezpośrednio od projektu, grubości ścianki i konkretnego producenta odlewów ciśnieniowych. Najlepszą praktyką jest skonsultowanie się z producentem odlewów ciśnieniowych.

Aluminiowe stopy odlewnicze | Materiał ADC

Właściwości mechaniczne stopów aluminium do odlewania ciśnieniowego

ADC1

Granica plastyczności jest nieco niższa, więc nie nadaje się do części wymagających wysokiej wytrzymałości. Jednak, jak wspomniano powyżej, mówi się, że jest dobry do złożonych kształtów i cienkich ścian ze względu na dobrą odlewalność, ale jest to standardowy materiał, który jest używany bardzo rzadko.

ADC3

Ma dość dobre właściwości galwaniczne oraz dobrą odporność na zużycie i skrawalność. Ma również doskonałe właściwości wytrzymałościowe i szczelność w wysokich temperaturach. Oprócz odporności na ciśnienie, charakteryzuje się również szczególnie doskonałą wytrzymałością na rozciąganie i odpornością na uderzenia, dzięki czemu jest przydatny w zastosowaniach wymagających takiej wytrzymałości.

Odporność na korozję jest również porównywalna do ADC1, a odlewalność jest dobra, choć nie tak dobra jak ADC1. Inne podobne stopy są równoważne A360.0.

ADC5

Chociaż ma bardzo dobrą odporność na korozję, nie ma dobrej odlewalności, więc nie nadaje się do produktów o skomplikowanych kształtach. Jeśli chodzi o właściwości mechaniczne, ma dobre parametry wydłużenia i udarności, więc może być brany pod uwagę, gdy wymagana jest wytrzymałość.

ADC6

Jest to materiał o doskonałej odporności na zużycie i skrawalności oraz dobrej polerowalności. Jest to stop równoważny 515.0.

ADC10

Oprócz dobrej skrawalności i odlewalności, wytrzymałość jest również poprawiana przez dodanie Cu jako dodatku. Jest to dobrze wyważony rodzaj odlewu aluminiowego, który ma doskonałą wytrzymałość i dobrą odlewalność.

Jest on często stosowany, ponieważ umożliwia wytwarzanie produktów o doskonałych właściwościach mechanicznych i dobrej odporności na ciśnienie. Jednakże, chociaż ma podobną równowagę do ADC12nie może się równać użytej ilości. Jako stop jest odpowiednikiem A380.0.

ADC10Z

Chociaż ma właściwości podobne do ADC10 Jako aluminiowy odlew ciśnieniowy, taki jak odlewalność i wytrzymałość mechaniczna, zawiera cynk jako zanieczyszczenie i ma tendencję do nieznacznie gorszej odporności na pękanie odlewów i odporności na korozję.

Materiały z literą Z na końcu to aluminiowe odlewy ciśnieniowe, które mogą zawierać do 3% cynku (Zn) jako zanieczyszczenie i są wykonane zgodnie z normami zagranicznymi.

ADC12

ADC12 to dobrze wyważony typ stopu o wysokich właściwościach mechanicznych, skrawalności i podatności na odlewanie ciśnieniowe aluminium. Mówi się, że ponad 90% produkcji odlewów aluminiowych to ADC12, a większość z nich jest wykorzystywana do produkcji części samochodowych.

Z tego powodu ma dobrą dystrybucję i jest korzystnym materiałem pod względem ceny i łatwości nabycia. Jednak obszary, w których jest słaby, obejmują odporność na korozję, właściwości anodowania i właściwości powłoki konwersji chemicznej. Właściwości galwaniczne są jednak bardzo dobre.

Proces produkcji odlewów aluminiowych

Projekt

Wiele rzeczy należy ustalić z wyprzedzeniem. Po pierwsze, czy projekt jest możliwy? Od wykonania pomiarów do określenia grubości ścianek, czy ma być wykonany jako jeden element, czy w częściach. To wstępne spotkanie jest ważnym zadaniem, ponieważ ma znaczący wpływ na gotowy produkt i termin dostawy. Przeprowadzamy analizę krzepnięcia za pomocą CAD i tworzymy optymalny kształt produktu oraz plan odlewania.

Produkcja form

Na podstawie tych decyzji rozpoczynamy produkcję aluminiowych form odlewniczych. Bierzemy pod uwagę rozmiar, złożoność i urabialność produktu i wytwarzamy go za pomocą maszyny CNC, obróbki elektroerozyjnej, maszyny do spieniania i innych powiązanych procesów produkcyjnych, takich jak polerowanie matryc, kratowanie, dopasowywanie form i montaż.

Umieszczenie formy odlewniczej w maszynie odlewniczej

Po całkowitym wykonaniu formy odlewniczej należy rozpocząć proces formowania, umieścić aluminiową formę odlewniczą w maszynie odlewniczej, prawidłowo zamocować każdą połowę w maszynie, podłączyć kanał chłodzący, pozycję podawania i sprawdzić wszystkie szczegóły przed rozpoczęciem procesu odlewania.

Rozwiązanie

Umieść wlewek stopu (AC4C lub AC7A) lub materiał zwrotny z tego samego materiału w piecu do topienia i stop go. Ze stopionego stopu (stopionego metalu) usuwane są zanieczyszczenia, takie jak gaz i tlenki. Temperatura topnienia wynosi około 660 ℃, a temperatura odlewania wynosi ponad 700 ℃. Temperatura wody odlewniczej jest określana na podstawie wielkości przedmiotu.

Casting

Stopiony metal jest wyciągany, wlewany do formy i zestalany przez system chłodzenia. Forma odlewnicza jest otwierana, a zestalony odlew jest usuwany przez robota i systemy wyrzutników. Odcięte wlewki, zimne studzienki i lampy błyskowe, które nie są niezbędne dla produktu. Odcięte wlewki i zimne studzienki mogą być użyte jako materiał zwrotny poprzez ich stopienie i ponowne użycie.

Zakończenie

Wykonujemy prostowanie, polerowanie i malowanie, aby przygotować produkt do wysyłki. W razie potrzeby niektóre elementy poddawane są dodatkowej obróbce w celu uzyskania dokładności wymiarowej. Podejmujemy się również obróbki powierzchni, takiej jak alumityzacja, malowanie i galwanizacja.

Jak zwiększyć wytrzymałość części odlewanych ciśnieniowo z aluminium?

Aluminiowa część odlewana ciśnieniowo ma już pewien stopień wytrzymałości. Można ją jednak dodatkowo poprawić poprzez obróbkę powierzchni. Ponieważ istnieją różne metody obróbki powierzchni, należy zastosować odpowiednią metodę w zależności od wymagań danej części.

Uwaga: W tabeli wyróżniono pierwiastki stopowe, a nie obróbkę powierzchni.

Obróbka metalu i jej zalety

Uwagi:

• Tabela podkreśla, że miedź + krzem są używane w stopie, a nie malowane.
• Malowanie nie jest zwykle stosowane jako obróbka tych metali w celu osiągnięcia wymienionych korzyści.
• Wytrzymałość odlewanego ciśnieniowo aluminium można zwiększyć poprzez zwiększenie twardości powierzchni za pomocą powlekania galwanicznego.
• Odlewanie ciśnieniowe ma wyższą wytrzymałość niż odlewanie piaskowe lub kokilowe. W porównaniu z innymi metodami odlewania, szybkość chłodzenia jest szybsza, a struktura odlewu jest drobniejsza.

Zalety odlewów aluminiowych

Odlewanie ciśnieniowe aluminium ma sześć głównych zalet.

1. Nadaje się do produkcji masowej
2. Dokładność wymiarowa jest najwyższa
3. Powierzchnia odlewu jest najgładsza.
4. Możliwe jest również wytwarzanie produktów cienkościennych.
5. Można wybierać spośród materiałów o różnych właściwościach w zależności od przeznaczenia.
6. W zależności od zastosowania możliwe są różne rodzaje obróbki powierzchni, takie jak galwanizacja, konwersja chemiczna, alumit i malowanie.

Ponadto, nawet skomplikowane i wymagające precyzji produkty mogą być wytwarzane w pojedynczym procesie wlewania metalu do formy. Skutkuje to wysoką produktywnością i możliwością wytwarzania produktów w dużych ilościach przy niskich kosztach.

Wymagana jest jednak obróbka i wykończenie po odlaniu. W porównaniu do innych odlewów, odlewanie ciśnieniowe zapewnia większą dokładność wymiarową. Ponieważ powierzchnia jest gładko wykończona, obróbka po odlaniu może nie być konieczna.

W przypadku odlewów ciśnieniowych z aluminium, skontaktuj się z ALU Die Casting!

Odlewanie ciśnieniowe aluminium jest jedną z najlepszych firm odlewniczych. Oprócz aluminium, możemy dostarczyć części z innych materiałów, takich jak Odlewanie próżniowe cynku i Odlewanie ciśnieniowe magnezu. Dzięki zastosowaniu najnowocześniejszego sprzętu możemy dostarczać wysokiej jakości części odlewane z aluminium.