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. Composição química

Elementos primários:

Silício (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.

O silício é frágil e duro. Por isso, ele melhora a fluidez e minimiza o encolhimento. Entretanto, uma quantidade excessiva (>9,5%) nem sempre é adequada. Isso resultará no acúmulo de partículas grossas, afetando a ductilidade

Cobre (Cu):

2,5-3,5% de teor de cobre é misturado ao alumínio metálico para produzir alta resistência. Ele forma precipitados de Al₂Cu durante o envelhecimento.

A adição de mais de 3,5% de elemento de cobre causa problemas durante a solidificação. Isso causa rachaduras a quente.

Ferro (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.

Manganês (Mn):

A liga A380 à base de alumínio consiste em 0,1-0,5% de manganês. Ela alterna a fase perigosa de β-AlFeSi em α-AlFeMnSi, que causa danos mínimos. Eles também refinam os grãos durante a solidificação.

Magnésio (Mg):

A quantidade de magnésio (0,1-0,5%) se combina com o teor de silício para produzir precipitados de Mg₂Si. Isso aumenta a dureza. No entanto, a capacidade de fundição é reduzida com mg acima de >0,5%

Zinco (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 impurezas.

Oligoelementos:

• Até 0,5% de níquel produz melhor estabilidade em alta temperatura. Isso se deve à formação de sua fase Al₃Ni.
• A presença de estanho (Sn) e chumbo (Pb) inferior a 0,1% melhora a usinabilidade. No entanto, ela afeta a soldabilidade.
• A incorporação de <0,1% de cromo (Cr) refina o grão.

Padrões:

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. Propriedades físicas

• Densidade: 2,7 g/cm³
• Faixa de fusão: 565°C a 630°C
• Condutividade térmica: 100 W/m-K a 25°C
• Condutividade elétrica: 35% IACS
• Expansão térmica: 21,8 µm/m-°C (20-100°C)
• Resistência à corrosão: Moderada

3. Propriedades mecânicas

A. Resistência e Ductilidade:

As-Cast (sem tratamento térmico):

• Resistência à tração final (UTS): 325 MPa.
• Resistência ao escoamento (YS): 160 MPa com deslocamento de 0,2%.
• Alongamento: 3% (limitado por seu alto teor de silício, bem como pelas fases frágeis α-AlFeMnSi e β-AlFeSi).
• Dureza: 80 HB (Brinell).

Temperamento T5:

• Envelhecimento a 150-200°C por 2-8 horas
• UTS: 330 MPa
• YS: 170 MPa.
• Alongamento: 2%
• Dureza: 85 HB

Temperamento T6:

• Solucionado a 500°C por 4-12 horas + Envelhecido
• UTS: 350 MPa
• YS: 185 MPa.
• Alongamento: 2,5%
• Dureza: 90 HB

B. Microestrutura:

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

Fases intermetálicas:

• As partículas semelhantes a placas de α-AlFeMnSi com 5-20 µm de longevidade aumentam a resistência ao desgaste.
• O tipo de fase em forma de agulha (β-AlFeSi) de até 10-30 µm mostra locais de indução de trincas.
• Os elementos de Mn melhoram o tamanho do grão, reduzindo-o para <100 µm. Eles criam maior resistência.

C. Propriedades especializadas:

A liga A380 tem boa resistência à fadiga, variando de 150 MPa a 10⁷ ciclos (R = -1). Essa qualidade é vantajosa para a fabricação de suportes de motor.

Além disso, a resistência ao cisalhamento desse lingote é de cerca de 200 MPa. Isso é muito importante para criar roscas ou fixar vários conjuntos.

Além de tudo isso, a liga é limitada à sua resistência ao impacto (teste Charpy), que é de 5 J a 25°C. Esse limite também minimiza seu uso em cargas dinâmicas.

D. Efeitos da temperatura:

Temperaturas mais altas são a razão para a precipitação de partículas grossas. Por causa disso, o UTS cai para 260 MPa (-20%).

No ponto de baixa temperatura abaixo de -50°C, ele causa um aumento no nível de dureza em torno de 88 HB (+10%). Isso ocorre porque o movimento dos deslocamentos fica mais lento.

Applications of A380 Aluminum Die Casting Alloy

1. Uso no setor automotivo

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.

Principais componentes e propriedades:

As peças automotivas, como suportes e carcaças, contêm uma resistência máxima à tração de cerca de 325 MPa. Elas também estabelecem barreiras contra o calor excessivo de até 200°C.

Isso significa que a peça não requer mais energia ou consumo de combustível em comparação com os blocos de ferro mais antigos.

Vantagens térmicas e mecânicas:

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

Eles possuem uma dissipação de calor eficiente. O material de silício flui suavemente durante a fundição para assumir qualquer forma complexa.

Durabilidade e limitações:

As carcaças da caixa de engrenagens após um processo de têmpera T6 seriam mais duras. Ele atinge a dureza de 90 HB.

As peças, no entanto, não atendem às necessidades de ductilidade, o que restringe seu uso em aplicações de alto impacto. Para isso, usa-se suas ligas substitutas, como a A383, para fabricar peças críticas.

Aerospace Applications of A380 Die Casting Aluminum Alloy

Uso de componentes não estruturais:

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.

Desempenho de temperatura e resistência:

Essa liga pode suportar temperaturas moderadas (-50°C a 150°C). Eles têm uma resistência ao escoamento de 185 MPa após a têmpera T6. No caso de equipamentos de controle de voo, esse tratamento os torna mais adequados.

Vantagens da fundição de precisão

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.

Limitações e aprimoramentos:

Apesar de a liga oferecer muitas qualidades excepcionais, ela não tem as qualidades do grau aeroespacial (7075). Por exemplo, a liga forjada de alta resistência.

O aprimoramento que pode ser feito é a durabilidade em condições úmidas. Isso pode ser feito por meio do processo de aquecimento T6 ou de revestimentos anticorrosivos.

Other Industry Applications of A380 Die Casting Aluminum Alloy

Usos do setor de construção:

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

O setor aproveita suas características mais ideais. Isso com resistência à corrosão e tolerâncias rígidas para precisão.

Aplicações marítimas:

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

O tratamento, como a anodização, aumenta ainda mais a resistência à água salgada.

Benefícios para o setor elétrico:

Esse material é benéfico para a produção de dissipadores de calor e carcaças de motores. Ele lhes dá um bom IACS e condutividade térmica. É por isso que essa opção é uma oferta de custo-benefício.

Vantagens específicas do setor:

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

Processo de fundição

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.

Fundição sob pressão:

Fundição sob pressão de alumínio 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, 

Fundição em areia:

Na fundição em areia, não há necessidade de usar alta pressão ou altas temperaturas. Isso ocorre porque ela forma um perfil com a liga fundida usando uma quantidade menor (pressão de 1-5 a 600-650°C).

Você pode usar esse processo para fundir peças mais longas, como blocos de motor. No entanto, ele é muito lento e produz superfícies ásperas.

Fundição de molde permanente:

A fundição em molde permanente oferece benefícios equilibrados de custo e resultados precisos.

Funciona a 630-670°C.

As taxas de resfriamento corretas são necessárias para controlar a solidificação. Isso reduzirá o risco de rasgos quentes.

Defeitos de fundição

Os defeitos de fundição que ocorrem durante a fabricação podem ser porosidade, encolhimento ou inclusões.

• Porosidade: ar ou gases misturados na fundição causam porosidade. Descubra isso com a inspeção por raios X. Para controlar isso, use a desgaseificação a vácuo.
• Encolhimento: O resfriamento irregular da fundição produz encolhimento nas peças. O software de simulação térmica ajuda a analisar os pontos críticos. Resolva esses erros com projetos otimizados de alimentadores.
• Inclusão: Ocorre devido à presença de impurezas. Filtre o metal antes de usá-lo para minimizar o tamanho das partículas. Além disso, opte por técnicas de pré-aquecimento do molde.

Tratamento térmico

Tratamento térmico da solução:

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).

Envelhecimento artificial

O envelhecimento artificial, como a técnica de têmpera T6, funciona a 150-200°C por 2-8 horas. Ela produz resistência excessiva nos lingotes. Para isso, são formadas fases de Mg₂Si e Al₂Cu. Ela também aumenta a dureza.

No entanto, o envelhecimento excessivo acima de 250°C gera uma precipitação grosseira. Como resultado, isso afeta a resistência, reduzindo-a em até 15%.

Além disso, a têmpera T6 melhora a resistência à fadiga, criando uma microestrutura refinada. Apesar disso, ele reduz a taxa de alongamento para até 2,5%.

Corrosion Resistance of A380 Die Casting Aluminum Alloy

Mecanismos de corrosão:

Nos A380s, há chances de corrosão por pite em áreas ricas em cloreto, como as costas. Semelhante a esse problema, a corrosão em fendas ocorre em pontos estagnados (sob parafusos).

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

Proteção contra corrosão:

Há muitas opções para proteger as peças contra a corrosão. Entre elas, a anodização é aquela que adiciona uma camada de óxido de 10 a 25 µm.

O processo de cromação ajuda a eliminar a umidade ou a resistir ao sal. Enquanto isso, os revestimentos de tinta (epóxi) aumentam a resistência bloqueando a exposição.

As outras opções são os revestimentos em pó e os selantes. Eles trabalham para melhorar o desempenho de peças marítimas ou automotivas e aumentar a durabilidade.

Machining and Fabrication of A380 Die Casting Aluminum Alloy

Usinagem:

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.

Por exemplo, um ângulo de inclinação de 15° e bordas afiadas ajudam no processo de corte. Como mostra a imagem, corte a 300-500 m/mi, avanço de 0,5 mm/rev e profundidade ≤3,25 mm.

Além disso, técnicas adequadas de taxa de resfriamento podem evitar o superaquecimento das ferramentas e aumentar sua durabilidade.

Fabricação:

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.

Além disso, o pré-aquecimento e o preenchimento com silicone de alumínio também ajudam na brasagem. Para fixar ou rebitar, você deve trabalhar manualmente para perfurar ou usar rebites resistentes, como os de 1 a 5 mm.

Conclusão:

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.

No entanto, você pode ter dificuldades com sua baixa ductilidade. O tratamento de têmpera T6 e os revestimentos podem aumentar sua durabilidade. É por isso que ele é importante para a maioria dos principais setores, como o automotivo e o industrial.