Pressgjutning är en metallformningsprocess med hög precision som snabbt förvandlar smält metall till komplexa geometrier. Gjutning innebär att man fyller smält metall som aluminiumlegering i en precisionsform i hög hastighet med hjälp av en gjutmaskin. Därefter appliceras högt tryck för att producera stora mängder gjutgods med hög precision och utmärkt gjutyta på kort tid.
Vi undersöker vad det är som gör några av de mest använda pressgjutningslegeringarna så värdefulla.
"Enligt den senaste forskningen används tryckgjutna (HPDC) aluminiumlegeringar för värmeavledning i fordon, elektronik och kommunikation. Eftersom efterfrågan ökar undersöker forskarna aluminiumlegeringarnas värmeledningsförmåga."
Källa: Liu, Yixian, och Shengwu Xiong. "Forskningsframsteg om värmeledningsförmåga hos högtrycksgjutna aluminiumlegeringar." Metals, vol. 14, nr. 4, mars 2024, s. 370. https://doi.org/10.3390/met14040370.
Till exempel dominerar A380 (ADC12) aluminiumgjutning som står för över 90% av produktionen. Andra legeringar har unika fördelar: A360 är bäst för tunnväggiga komponenter, medan AlSi9Cu3 är starkt och slitstarkt för kolvar och kugghjul.
Det ger utmärkt kvalitet som inte kan erhållas med andra gjutningsmetoder som sandformsgjutning och gravitationsgjutning, inklusive hög dimensionell noggrannhet, bra gjutyta och en hög grad av frihet i designen.
Vad är pressgjutning av aluminium?
Gjutning av aluminium är en tillverkningsmetod med hög precision. Detta med andra aluminiumlegeringar används för att skapa olika delar med smält metall. Denna process går vanligtvis igenom följande steg:
- Skapande av formar
- Smältning av metall
- Injektion och stelning
- Utskjutning och efterbehandling av detaljer
Populära legeringar för gjutning av aluminium
| Legering | Sammansättning | Fastigheter | Tillämpningar | Toleransnivå (typisk) |
| A380 (ADC10) | 92,5% Al, 7,5% Si | Utmärkt gjutbarhet och flödesbeständighet | * Motorblock, transmissionshus, konsolerKonsumtionsvaror | ±0.004″ – ±0.008″ |
| A360 | 90-92% Al, 7-8% Si | Bättre flytbarhet och trycktäthet | Tunnväggiga komponenter Hydrauliska komponenter | ±0.004″ – ±0.010″ |
| A383 (ADC12) | 85-89% Al, 11-13% Si | Förbättrad korrosionsbeständighet jämfört med A380 * Lägre mekanisk hållfasthet än A380 | * Liknande applikationer som A380, | ±0.003″ – ±0.008″ |
| AlSi9Cu3 | 85-87% Al, 9-11% Si, 3-4% Cu | * Hög hållfasthet och slitstyrka | * Motorkomponenter (kolvar, topplock) | ±0.002″ – ±0.006″ |
| AlSi10Mg | 89-90% Al, 9-11% Si, 0,3-0,5% Mg | * Förbättrad korrosionsbeständighet | * Marina tillämpningar * Utrustning för livsmedelshantering | ±0.003″ – ±0.008″ |
| A413.1 | 90-94% Al, 4-6% Si | * Hög hållfasthet och duktilitet | * Fordonskomponenter * Flyg- och rymdkomponenter * | ±0.002″ – ±0.005″ |
| A356.2 | 91-93% Al, 7-9% Si, 0,2-0,35% Mg | * God hållfasthet och slitstyrka | * Motorkomponenter och pumphus | ±0.003″ – ±0.007″ |
Obs! Toleransnivåerna beror direkt på konstruktionen, väggtjockleken och den specifika pressgjutningstillverkaren. Det är bäst att rådfråga din pressgjutningstillverkare.
Legeringar för gjutning av aluminium | ADC Material
Mekaniska egenskaper hos aluminiumlegeringar för pressgjutning
| Legering | Förlängning (%) | Draghållfasthet (MPa) | Utbyteshållfasthet (0,2% MPa) | Slaghållfasthet (J) | Skjuvhållfasthet (MPa) | Hårdhet (HB) |
| ADC1 | Måttlig | 170-210 | 120-150 | Ej specificerat | Ej specificerat | 70-85 |
| ADC3 | Måttlig | 240-280 | 180-220 | 2.0-4.0 | Ej specificerat | 80-95 |
| ADC5 | Hög | Ej specificerat | Ej specificerat | Hög | Ej specificerat | Ej specificerat |
| ADC6 | Ej specificerat | Ej specificerat | Ej specificerat | Ej specificerat | Hög | 85-100 |
| ADC10 | Måttlig | 260-300 | 200-240 | 2.5-3.5 | Ej specificerat | 90-100 |
| ADC10Z | Måttlig | Liknande ADC10 | Liknande ADC10 | Något lägre än ADC10 | Ej specificerat | 85-95 |
| ADC12 | Måttlig | 240-280 | 170-210 | 2.0-3.0 | Ej specificerat | 85-95 |
ADC1
Sträckgränsen är något lägre, så det är inte lämpligt för delar som kräver hög hållfasthet. Som nämnts ovan sägs det dock vara bra för komplexa former och tunna väggar på grund av sin goda gjutbarhet, men det är ett standardmaterial som används mycket sällan.
ADC3
Den har ganska goda elektropläteringsegenskaper och har god slitstyrka och maskinbearbetbarhet. Den har också utmärkta hållfasthetsegenskaper och lufttäthet vid höga temperaturer. Förutom tryckbeständighet har den också särskilt utmärkt draghållfasthet och slagtålighet, vilket gör den användbar i applikationer som kräver sådan styrka.
Korrosionsbeständigheten är också jämförbar med ADC1och gjutbarheten är bra, men inte lika bra som ADC1. Andra liknande legeringar är likvärdiga med A360.0.
ADC5
Även om det har mycket god korrosionsbeständighet har det inte god gjutbarhet, så det är inte lämpligt för produkter med komplexa former. När det gäller mekaniska egenskaper har den goda parametrar för töjning och slagseghet, så den kan övervägas när styrka krävs.
ADC6
Det är ett material med utmärkt slitstyrka och bearbetningsbarhet och har god polerbarhet. Det är en legering som motsvarar 515.0.
ADC10
Förutom god bearbetbarhet och gjutbarhet förbättras också hållfastheten genom att Cu tillsätts som tillsatselement. Det är en välbalanserad typ av pressgjutning av aluminium som har utmärkt hållfasthet och god gjutbarhet.
Det används ofta eftersom det kan producera produkter med utmärkta mekaniska egenskaper och god tryckbeständighet. Men även om den har en liknande balans som ADC12kan den inte matcha den mängd som används. Som legering är den likvärdig med A380.0.
ADC10Z
Även om den har egenskaper som liknar ADC10 som en aluminiumgjutning, såsom gjutbarhet och mekanisk hållfasthet, innehåller den zink som en förorening och tenderar att vara något sämre när det gäller gjutning av sprickmotstånd och korrosionsbeständighet.
Material med ett Z i slutet är pressgjutna aluminiummaterial som kan innehålla upp till 3% zink (Zn) som en förorening och är tillverkade för att uppfylla utländska standarder.
ADC12
ADC12 är en välbalanserad legeringstyp med höga mekaniska egenskaper, bearbetbarhet och gjutbarhet för gjutning av aluminium. Mer än 90% av aluminiumgjutningsproduktionen sägs vara ADC12, och det mesta används för bildelar.
Av denna anledning har det god distribution och är ett fördelaktigt material när det gäller pris och enkel anskaffning. De områden där det är svagt är dock korrosionsbeständighet, anodiseringsegenskaper och kemiska omvandlingsbeläggningsegenskaper. Elektropläteringsegenskaperna är dock mycket goda.
Tillverkningsprocess för pressgjutning av aluminium
Design
Det är många saker som måste bestämmas i förväg. För det första, är konstruktionen möjlig? Från att ta mått till att bestämma väggtjocklek, om den ska tillverkas i ett stycke eller i delar. Detta inledande möte är en viktig uppgift, eftersom det har en betydande inverkan på den färdiga produkten och leveransdatumet. Vi utför en solidifieringsanalys med hjälp av CAD och skapar den optimala produktformen och gjutplanen.
Tillverkning av formar
Baserat på besluten börjar vi göra gjutform av aluminium. Vi tar hänsyn till produktens storlek, komplexitet och användbarhet och tillverkar den med CNC-maskin, EDM-amchining, lather-maskin och annan relaterad tillverkningsprocess som polering av munstycken, rutnät, mögelmontering och montering.
Sätt pressgjutningsformen i pressgjutningsmaskinen
En gjutform är helt, då måste mögelförsöket börja, sätta aluminiumgjutformen i gjutmaskinen, fästa varje hälft i maskinen ordentligt, ansluta kylkanalen, matningspositionen och kontrollera alla detaljer innan gjutningsprocessen påbörjas.
Upplösning
Lägg in ett legeringsgöt (AC4C eller AC7A) eller ett returmaterial av samma material i smältugnen och smält det. Föroreningar som gas och oxider avlägsnas från den smälta legeringen (smält metall). Smälttemperaturen är cirka 660 ℃ och gjutningstemperaturen är över 700 ℃. Temperaturen på gjutvattnet bestäms utifrån föremålets storlek.
Gjutning
Den smälta metallen dras upp, hälls i en form och stelnar genom kylsystem. Gjutformen öppnas och det stelnade gjutgodset avlägsnas med hjälp av robot- och ejektorsystem. Skär bort granar, kallbrunnar och flashar som inte är nödvändiga för produkten. de granar och kallbrunnar som har skurits bort kan användas som returmaterial genom att smälta och återanvända dem.
Avsluta
Vi utför riktning, polering och målning för att göra det klart för leverans som en produkt. Om det behövs genomgår vissa artiklar ytterligare bearbetning för att uppnå måttnoggrannhet. Vi utför också ytbehandlingar som aluminering, målning och plätering.
Hur man ökar styrkan hos aluminiumgjutningsdelen
Aluminiumgjutningsdel har redan en viss grad av styrka. Du kan dock förbättra det ytterligare genom ytbehandling. Eftersom det finns olika metoder för ytbehandling, införliva den relevanta metoden beroende på ditt delkrav.
Obs: Tabellen visar legeringselement, inte ytbehandlingar.
Metallbehandlingar och deras fördelar
| Behandling av metall | Effekt | Tillämpningar |
| Koppar + kisel (legering) | Ökar styrkan | Flygplanskomponenter |
| Mangan (legerad) | Ökad styrka, rostbeständighet, enklare bearbetning | Aluminiumburkar |
| Magnesium (legerad) | Rostbeständighet, enklare maskinbearbetning | Fartyg, Fordon |
| Magnesium + kisel (legering) | Ökad styrka, rostbeständighet | Arkitektoniska fönsterbågar |
| Zink (plätering) | Kraftigt ökad styrka | Komponenter till flygplan, Järnvägsfordon |
Anteckningar:
- Tabellen belyser Koppar + Kisel används i en legering, inte målad.
- Målning används vanligtvis inte som en behandling för dessa metaller för att uppnå de angivna fördelarna.
- Hållfastheten hos pressgjuten aluminium kan ökas genom att öka ythårdheten med plätering.
- Gjutning har högre hållfasthet än sandgjutning eller gjutning. Jämfört med andra gjutningsmetoder är kylhastigheten snabbare och gjutstrukturen är finare.
Fördelar med pressgjutning av aluminium
Det finns sex huvudsakliga fördelar med gjutning av aluminium.
- Lämplig för massproduktion
- Dimensionsnoggrannheten är den högsta
- Gjutytan är den slätaste.
- Även tunnväggiga produkter kan tillverkas.
- Du kan välja mellan material med olika egenskaper beroende på ändamålet.
- Olika ytbehandlingar som plätering, kemisk konverteringsbehandling, aluminit och målning är möjliga beroende på applikation.
Dessutom kan även produkter som är komplexa och kräver precision tillverkas i en enda process där metall gjuts i en form. Det resulterar i hög produktivitet och möjlighet att tillverka produkter i stora kvantiteter till låg kostnad.
Bearbetning och efterbehandling efter gjutning krävs dock. Jämfört med andra gjutgods ger pressgjutning högre dimensionell noggrannhet. Eftersom ytan är färdig jämn kan det hända att bearbetning efter gjutning inte är nödvändig.
För gjutning av aluminium, kontakta ALU Die Casting!
Alu pressgjutning är ett av de bästa pressgjutningsföretagen. Tillsammans med aluminium kan vi också tillhandahålla delar med andra material, till exempel Vakuumgjutning av zink och pressgjutning av magnesium. Genom att införliva toppmodern utrustning kan vi leverera högkvalitativa aluminiumgjutningsdelar.