A380 die casting aluminum alloy is a common aluminum alloy used in die casting. Key elements are silicon (7.5-9.5%) and copper (2.5-3.5%). High silicon content ensures it flows well into molds. It offers good strength, around 325 MPa (UTS) as-cast. A380 die casting product is lightweight (2.7 g/cm³) with good heat-handling ability.
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. Compoziția chimică
Elemente primare:
Siliciu (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.
Siliciul este fragil și dur. Acesta este motivul pentru care îmbunătățește fluiditatea și minimizează contracția. Cu toate acestea, o cantitate excesivă (>9,5%) nu este întotdeauna potrivită. Aceasta va duce la acumularea de particule grosiere, afectând ductilitatea
Cupru (Cu):
2,5-3,5% din conținutul de cupru este amestecat în metalul de aluminiu în cazul în care pentru a produce rezistență ridicată. Acesta formează precipitate de Al₂Cu în timpul îmbătrânirii.
Adăugarea mai mult de 3.5% element de cupru induce probleme în timpul solidificării. Aceasta cauzează fisurarea la cald.
Fier (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.
Mangan (Mn):
Aliajul A380 pe bază de aluminiu conține 0,1-0,5% mangan. Acesta alternează faza periculoasă de β-AlFeSi în α-AlFeMnSi cu daună minimă. De asemenea, acestea rafinează granulele în timpul solidificării.
Magneziu (Mg):
Cantitatea de magneziu (0,1-0,5%) se combină cu conținutul de siliciu pentru a produce precipitate de Mg₂Si. Aceasta crește duritatea. Cu toate acestea, turnabilitatea este redusă cu mg peste >0,5%
Zinc (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 impurități.
Oligoelemente:
- Până la 0,5% de nichel produce o stabilitate mai bună la temperaturi ridicate. Acest lucru se datorează formării fazei Al₃Ni.
- Prezența fiecărui staniu (Sn) și plumb (Pb) mai mică de 0,1% îmbunătățește prelucrabilitatea. Cu toate acestea, afectează sudabilitatea.
- Încorporarea a <0,1% de crom (Cr) rafinează granulația.
Standarde:
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. Proprietăți fizice
- Densitate: 2,7 g/cm³
- Intervalul de topire: 565°C până la 630°C
- Conductivitate termică: 100 W/m-K la 25°C
- Conductivitate electrică: 35% IACS
- Expansiune termică: 21,8 µm/m-°C (20-100°C)
- Rezistență la coroziune: Moderată
3. Proprietăți mecanice
A. Rezistență și ductilitate:
As-Cast (fără tratament termic):
- Rezistența maximă la tracțiune (UTS): 325 MPa.
- Yield Strength (YS): 160 MPa la 0.2% offset.
- Alungire: 3% (limitat de conținutul său ridicat de siliciu, precum și de fazele fragile α-AlFeMnSi și β-AlFeSi).
- Duritate: 80 HB (Brinell).
T5 Temper:
- Învechire la 150-200°C timp de 2-8 ore
- UTS: 330 MPa
- YS: 170 MPa.
- Elongație: 2%
- Duritate: 85 HB
T6 Temper:
- Soluționat la 500°C timp de 4-12 ore + Învechit
- UTS: 350 MPa
- YS: 185 MPa.
- Elongație: 2.5%
- Duritate: 90 HB
B. Microstructura:
The A380 aluminum die casting alloy creates a grain size of 50–200 µm as the primary matrix.
Fazele intermetalice:
- Particulele de α-AlFeMnSi în formă de placă cu o longevitate de 5-20 µm îmbunătățesc rezistența la uzură.
- Tipul de faze în formă de ac (β-AlFeSi) de până la 10-30 µm prezintă locuri de inducție a fisurilor.
- Elementele Mn îmbunătățesc dimensiunea granulelor, reducând-o la <100 µm. Ele creează o tenacitate mai bună.
C. Proprietăți specializate:
Aliajul A380 are o rezistență bună la oboseală care variază de la 150 MPa la 10⁷ cicluri (R = -1). Această calitate este benefică pentru fabricarea suporturilor de motor.
În plus, rezistența la forfecare a acestui lingou este de aproximativ 200 MPa. Acest lucru este foarte important pentru crearea de filete sau pentru fixarea diferitelor ansambluri.
Pe lângă toate cele de mai sus, aliajul este limitat la rezistența sa la impact (testul Charpy), care este de 5 J la 25°C. Această limită minimizează, de asemenea, utilizarea sa la sarcini dinamice.
D. Efectele temperaturii:
Temperaturile ridicate devin motivul pentru precipitarea particulelor grosiere. Din această cauză, UTS scade la 260 MPa (-20%).
La temperaturi scăzute sub -50°C, se produce o creștere a nivelului de duritate în jurul valorii de 88 HB (+10%). Acest lucru se datorează faptului că mișcarea dislocărilor devine mai lentă.
Applications of A380 Aluminum Die Casting Alloy
1. Utilizarea în industria auto
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.
Componente și proprietăți cheie:
Piesele auto, cum ar fi suporții și carcasele, au o rezistență maximă la tracțiune de aproximativ 325 MPa. De asemenea, acestea constituie bariere împotriva căldurii excesive de până la 200°C.
Acest lucru înseamnă că piesa nu necesită mai multă energie sau consum de combustibil în comparație cu blocurile de fier mai vechi.
Avantaje termice și mecanice:
Manufacturers leverage the thermal conductivity of A380 die casting aluminum alloy (100 W/m·K) into cylinder heads.
Acestea dispun de o disipare eficientă a căldurii. Materialul de siliciu curge ușor în timpul turnării pentru a lua orice formă complexă.
Durabilitate și limitări:
Carcasele cutiilor de viteze după un proces de revenire T6 ar fi mai dure. Se obține o duritate de 90 HB.
Cu toate acestea, piesele nu corespund cerințelor de ductilitate, ceea ce limitează utilizarea lor în aplicații cu impact puternic. Pentru aceasta, utilizați aliajele sale de substituție, cum ar fi A383, pentru fabricarea pieselor critice.
Aerospace Applications of A380 Die Casting Aluminum Alloy
Utilizarea componentelor nestructurale:
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.
Temperatură și performanță de rezistență:
Acest aliaj poate suporta temperaturi moderate (-50°C până la 150°C). Acestea au o limită de curgere de 185 MPa după revenirea T6. În cazul echipamentelor de control al zborului, acest tratament le face mai potrivite.
Avantajele turnării de precizie
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.
Limitări și îmbunătățiri:
În ciuda faptului că aliajul oferă multe calități excepționale, acesta nu are calitățile calității aerospațiale (7075). De exemplu, aliaj forjat de înaltă rezistență.
Îmbunătățirea pe care i-o puteți face este durabilitatea în condiții de umiditate. Acest lucru se poate realiza prin procesul de încălzire T6 sau prin acoperiri anti-coroziune.
Other Industry Applications of A380 Die Casting Aluminum Alloy
Utilizări în sectorul construcțiilor:
In the construction sector, A380 aluminum die casting alloy is cast to manufacture architectural molds and window frames.
Industria își valorifică cele mai optime trăsături. Asta cu rezistența la coroziune și toleranțele strânse pentru precizie.
Aplicații marine:
The durability of the A380 die casting alloy creates long-lasting and strong parts for engine mounts and deck fittings.
Tratamentul, precum anodizarea, sporește rezistența împotriva apei sărate.
Beneficiile industriei electrice:
Acest material este benefic pentru producerea radiatoarelor și a carcasei motorului. Le conferă un IACS și o conductivitate termică bune. De aceea, această opțiune este o ofertă cost-performanță.
Avantaje specifice industriei:
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
Procesul de turnare
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.
Turnare sub presiune:
Aluminum die casting 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,
Sand Casting:
În turnarea în nisip, nu este nevoie să se utilizeze presiuni sau temperaturi ridicate. Acest lucru se datorează faptului că se formează o formă de profil cu aliaj topit folosind o cantitate mai mică (1-5 presiune la 600-650°C).
Puteți utiliza acest proces pentru a turna piese mai lungi, cum ar fi blocurile motorului. Cu toate acestea, este foarte lent și produce suprafețe aspre.
Turnare permanentă a matriței:
Turnarea permanentă a matrițelor oferă beneficii echilibrate de cost împreună cu rezultate precise.
Funcționează la 630-670°C.
Ratele de răcire corecte sunt necesare în ceea ce privește controlul solidificării. Acest lucru va reduce riscul de rupere la cald.
Defecte de turnare
Defectele de turnare care apar în timpul fabricației pot fi porozitate, contracție sau incluziuni.
- Porozitate: aerul sau gazele amestecate în turnare cauzează porozitate. Descoperiți cu ajutorul inspecției cu raze X. Pentru a controla acest lucru, utilizați degazarea în vid.
- Contracții: Răcirea neuniformă a pieselor turnate produce contracții în piese. Software-ul de simulare termică ajută la analizarea punctelor fierbinți. Rezolvați aceste erori cu modele optimizate de alimentatoare.
- Incluziune: Se întâmplă din cauza prezenței impurităților. Filtrați metalul înainte de utilizare pentru a minimiza dimensiunea particulelor. De asemenea, optați pentru tehnici de preîncălzire a matriței.
Tratament termic
Tratament termic prin soluție:
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).
Îmbătrânire artificială
Îmbătrânirea artificială, precum tehnica de temperare T6, funcționează la 150-200°C timp de 2-8 ore. Aceasta produce o rezistență excesivă în lingouri. Pentru aceasta, se formează faze de Mg₂Si și Al₂Cu. De asemenea, crește duritatea.
Cu toate acestea, supraîncălzirea peste 250°C duce la o precipitare grosieră. Ca urmare, aceasta afectează rezistența, reducând-o cu până la 15%.
De asemenea, temperarea T6 îmbunătățește rezistența la oboseală, realizând o microstructură rafinată. În ciuda acestui fapt, scade rata de alungire până la 2,5%.
Corrosion Resistance of A380 Die Casting Aluminum Alloy
Mecanisme de coroziune:
La avioanele A380, există șanse de apariție a coroziunii prin înțepături în zonele bogate în cloruri, cum ar fi coastele. Similar cu această problemă, coroziunea în crăpături apare în locurile stagnante (sub șuruburi).
Galvanic corrosion happens when electrochemical potential differences occur. The iron and copper content is also the reason for worsening corrosion.
Protecție împotriva coroziunii:
Există multe opțiuni pentru a proteja piesele de coroziune. Printre acestea, anodizarea este una care adaugă un strat de oxid de 10-25 µm.
Procesul de cromare ajută la eliminarea umidității sau la rezistența la sare. Între timp, straturile de vopsea (epoxidice) cresc rezistența prin blocarea expunerii.
Celelalte opțiuni sunt acoperirea cu pulbere și etanșările. Acestea au rolul de a îmbunătăți performanța pieselor marine sau auto și de a crește durabilitatea.
Machining and Fabrication of A380 Die Casting Aluminum Alloy
Prelucrare:
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.
De exemplu, un unghi de rake de 15° și muchii ascuțite ajută în procesul de tăiere. După cum arată imaginea, tăiați la 300-500 m/mi, avans 0,5 mm/rev și adâncime ≤3,25 mm.
De asemenea, tehnicile adecvate de răcire pot evita supraîncălzirea uneltelor și pot crește durabilitatea acestora.
Fabricare:
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.
De asemenea, preîncălzirea și umplutura de aluminiu siliconic ajută și la lipire. Pentru fixare sau nituire, trebuie să lucrați manual pentru a străpunge sau să folosiți nituri rezistente de 1-5 mm.
Concluzie:
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.
Cu toate acestea, s-ar putea să vă confruntați cu ductilitatea sa scăzută. Tratamentul temperaturii T6 și straturile de acoperire îi pot îmbunătăți durabilitatea. Acesta este motivul pentru care este important pentru majoritatea industriilor majore, cum ar fi industria auto și industrială.