A360 سبيكة الألومنيوم: حل التآكل المتفوق في التآكل

1. مقدمة

تحتل سبيكة A360 من الألومنيوم دورًا رئيسيًا في صب القالب العالي الضغط العالي, يحظى بتقديم مزيج من السيولة, قوة, ومقاومة التآكل.

من خلال تقديم توازن مثالي للأداء الميكانيكي وقابليته, أصبح A360 معيارًا للسيارات, البحرية, ومكونات المستهلك الإلكترونية.

بالتالي, يجب على المهندسين والعلماء المادي فهم تكوينه, السلوك أثناء التصنيع, خصائص في الخدمة, والقيمة الاقتصادية الشاملة.

تغطي هذه المقالة مؤسسة المعادن A360 A360, الخصائص الفيزيائية, الأداء الميكانيكي, سلوك التآكل, اعتبارات الصب, متطلبات ما بعد المعالجة, والتطبيقات.

2. تكوين السبائك من سبيكة الألمنيوم A360

سبيكة الألومنيوم A360 هي سبيكة صخور عالية الضغط مصممة لتحقيق التوازن سيولة, القوة الميكانيكية, و مقاومة التآكل.

تكوينها يضعها - كيميائيًا - NEAR ADC12 (تسمى أحيانًا A383 في أمريكا الشمالية) ولكن مع ارتفاع المغنيسيوم أعلى قليلاً لتحسين أداء التآكل.

أدناه هو الانهيار الكيميائي النموذجي (جميع القيم في الوزن في المئة):

3. بدني & الخصائص الحرارية من A360 سبيكة الألومنيوم

4. الخصائص الميكانيكية من A360 سبيكة الألومنيوم

5. مقاومة التآكل & سلوك السطح

فيلم سلبي أصلي (al₂o₃)

الألومنيوم النقي وسبائكه تشكل بشكل طبيعي رقيقة (2-5 نانومتر) طبقة غير متبلورة في غضون ثوان من التعرض للهواء.

هذا الفيلم الملتصق ذاتيا عندما يخدش, وبالتالي منع المزيد من الأكسدة.

في ثابت, شروط درجة الحموضة المحايدة, عادة ما يعرض A360 معدلات التآكل أدناه 5 ميكرون/سنة,

جعلها أكثر متانة من معظم الفولاذ غير المصحوبة.

الحفر & تآكل شق

في البيئات المليئة بالكلوريد-مثل شاطئ البحر أو الشروط الساحلية-تآكل التآكل يمكن أن تبدأ من حيث تخترق أيونات cl⁻ الطبقة السلبية.

في اختبارات ASTM B117 Salt-Spray, غالبًا ما تبدأ عينات A360 غير محمية في إظهار الحفر الصغيرة بعد 200-300 ساعة في 5% كلوريد الصوديوم, 35 درجة مئوية.

على النقيض من ذلك, الجودة البحرية 5083 يؤدي ما وراء 1 000 ساعات. هكذا, تصبح الطلاء الواقي أو الأنود إلزاميًا للتعرض البحري المستمر.

بصورة مماثلة, تآكل شق يمكن أن تتطور تحت الحشيات أو المناطق المظللة, حيث يقلل التحمض المترجمة الرقم الهيدروجيني أدناه 4, مزيد من زعزعة الاستقرار أكسيد.

تتضمن حلول التصميم ضمان التحمل الضيق للتصريف السليم واستخدام مانعات التسرب غير المسامية.

علاجات واقية

• الأنود (النوع الثاني والنوع الثالث): أنوود الحموضة الكبريتيك يبني طبقات أكسيد 5-25 ميكرون (النوع الثاني) أو 15-50 ميكرون (من الصعب تحديد النوع الثالث).
  إن الختم مع خلات النيكل أو السدادات القائمة على البوليمر يضفي حماية إضافية, تمديد مقاومة ترشيح الملح إلى أكثر 500 ساعات بدون بدء الحفرة.
• الطلاء التحويل: تحويل الكرومات (إيريديت) والبدائل غير الستمية (على سبيل المثال, القائم على الزركونيوم) إنشاء رقيقة,
  <1 ميكرات ميكرون حاجز على حد سواء ويمنع السطح ويمنع التآكل الأولي.
• الطلاء العضوي: تحقق الاشعال الايبوكسي جنبا إلى جنب مع المعاطف البولي يوريثان أو الفلوروليمر
  زيادة 1 000 ساعات في اختبار الرشا الملح, قدمت السطح الإعدادية (حفر الكاوية وإزالة الأكسدة) يتبع بدقة.

التفاعلات الجلفانية

موقف الألومنيوم في السلسلة الجلفانية يجعله anodic للعديد من المعادن الهيكلية - copper, الفولاذ المقاوم للصدأ, وحتى التيتانيوم.

في المنحل بالكهرباء الرطبة أو الرطبة, يمكن للأزواج الكلفانيين قيادة تآكل A360 بمعدل من 10-20 ميكرون/سنة عندما تكون على اتصال مباشر مع النحاس. للتخفيف من العمل الجلفاني, أفضل الممارسات تشمل:

• عزل: غسالات النايلون أو البولياميد بين السحابات الألومنيوم والصلب.
• الطلاء: تطبيق طبقة واقية على واحدة على الأقل من المعادن.
• تصميم: تجنب مداخن متباينة المعادن أو ضمان الحد الأدنى من انحراف المنحل بالكهرباء.

6. خصائص الصب الممولة لسبائك الألومنيوم A360

عندما يتعلق الأمر ارتفاع الضغط يموت كاستينز (HPDC), يبرز A360 الألومنيوم بسبب سيولةه الاستثنائية, سلوك التصلب, والقابلية العامة.

تعبئة السلوك والسيولة

أولا وقبل كل شيء, محتوى السيليكون المرتفع من A360 يضفي درجة حرارة انصهار منخفضة وفاصل زمني عريض شبه صلب,

ترجمة إلى سيولة متميزة تحت معلمات HPDC النموذجية (الكذب في ~ 585 ° 100, Solidus عند ~ 570 درجة مئوية). نتيجة ل:

• قدرة الجدار الرقيقة: في التجارب القياسية للموت, A360 يمكن أن يملأ سماكة الجدار منخفضة مثل 1.0 مم على طول طول التدفق المستقيم 200-250 مم عند حقنها 70-90 ميجا باسكال وسرعات المكبس 1.5-2.0 م/ث.
• انخفاض خطر البرد: إن اللزوجة المنخفضة للسبائك تحت الضغط تقلل من التجمد السابق لأوانه, تقليل عيوب البرد من قبل أكثر 30 % مقارنة بالسبائك السفلية مثل A380.

بالإضافة إلى, لأن نطاق تصلب A360 ضيق نسبيا, يمكن لمصممي القوالب تحديد المتسابقين والبوابات التي تعزز التدفق الموحد.

على سبيل المثال, أ 0.5 مم زيادة في المقطع العرضي للبوابة (من 5 مم 5.5 مم) غالبًا ما يعود 10 % أوقات ملء أسرع, تقليل احتمال وجود لفات أو أسس.

التحكم في الانكماش والتصلب

التالي, معدل الانكماش الاسمي لـ A360 1.2-1.4 % يتطلب التصلب تصميمًا دقيقًا للموت لمنع مسامية العصر. لمواجهة هذا:

• التصلب الاتجاهي: الموضع الاستراتيجي قشعريرة-إدراج كوببر أو الأكمام البريليوم-كوببر-في أقسام سميكة تسرع محليا التبريد.
  في الممارسة العملية, إضافة أ 2 البرد النحاسي السميك بجوار أ 10 قاعدة MM تقلل من وقت التصلب المحلي بواسطة 15-20 %, توجيه معدن التغذية نحو المناطق عالية الخطورة.
• التغذية المتسلسلة: توظيف متعددة, يمكن أن تسمح البوابات المرحلية, ضمان أن تظل هذه المناطق سائلة حتى التصلب النهائي.
  غالبًا ما توضح بيانات المحاكاة أن تصميم ثنائي البوابة يقلل من حجم الانكماش 40 % بالنسبة إلى تخطيط أحادي البوابة.
• تقنيات مساعد الفراغ: رسم فراغ 0.05 MPA أسفل غلاف اللقطة يقلل الهواء المحتجز, السماح المعدن الكثيف تغذية.
  توضح التجارب أن الفراغ HPDC يقلل المسامية من ~3 % إلى أقل من 1 % حسب الحجم, تحسين قوة الشد 10 MPA في المتوسط.

تخفيف المسامية وضمان الجودة

على الرغم من أن استخراج الحرارة السريع A360 يعزز الهياكل المجهرية الدقيقة, يمكن أن يولد أيضًا مسامية الغاز والانكماش إذا لم يتم التحكم فيها. تشمل استراتيجيات التخفيف المشتركة:

• فوهات الغاز: من خلال إدخال جيب الغاز الخامل خلف مكبس الطلقة, أنظمة الغاز الغازية تعبئة وتطرد الهيدروجين المذاب من الذوبان.
  في A360 يدير الطيار, خفض الغاز محتوى الهيدروجين من 0.15 مل/100 غرام ل 0.05 مل/100 غرام, قطع غاز الغاز من قبل 60 %.
• ملامح تسريع المكبس: منحدر تسارع أكثر حدة (على سبيل المثال, 0.5 m/s² ل 2.0 م/ثانية داخل الأول 15 مم) يحسن حشوة الاضطراب, تقليل المناطق الراكدة التي تحبس الهواء.
  تشير البيانات إلى أن تغيير الملف الشخصي هذا وحده يمكن أن يقلل من تهم المسام في مناطق التوتر الحرجة عن طريق 20 %.
• يموت إدارة درجة الحرارة: الحفاظ على درجات حرارة الموت بين 200 ° C و 250 درجة مئوية يضمن أن السطح لا يتجمد بسرعة كبيرة.
  يمكن أن تحافظ المراقبة الحرارية في مناطق الموت على تقلبات درجة الحرارة داخل ± 5 درجة مئوية, تقليل عيوب تجميد السطح المسؤولة عن المسامية السطحية.

يعتمد ضمان الجودة أيضًا على التصوير الشعاعي للأشعة السينية الآلية أو التصوير المقطعي للكشف عن المسام ≥ 0.5 مم.
لقطع غيار السيارات المهمة, حجم مسام مسموح به < 0.3 % غالبًا ما يتم تعيينه; تقرير تقنيات المقاييس المعاصرة 95 % معدلات الكشف عن هذه المعايير.

تآكل الأدوات والصيانة

في حين أن محتوى السيليكون A360 (9.5-10.5 %) يعزز السيولة, تلك الجسيمات الصلبة تتسارع أيضًا على ارتداء الموت. بالتالي:

• اختيار الصلب الأداة: جودة عالية H13 أو H11 السبائك قياسية, لكن طلاءهم مع القصدير أو الكربون يشبه الماس (DLC) يقلل الاحتكاك.
  في الإنتاج, طلاء القصدير قد امتدت حياة العفن 25-30 %, من متوسط 150 000 الطلقات إلى أكثر 200 000 الطلقات قبل الحاجة إلى التجديد.
• يموت السطح التشطيب: تجويف التهاب ر < 0.2 ميكرون يقلل من الالتصاق بتوطيد الألومنيوم, تقليل اللحام والكبار.
  تتطلب الوفاة المصقولة أيضًا عدد أقل 10-15 %.
• فترات الصيانة الوقائية: بناءً على دورات التعبئة التراكمية وردود الفعل بالأشعة السينية, غالبًا ما تنفذ المسابك يموت خدمة كل 50 000-75 000 الطلقات.
  يتضمن هذا الجدول عادةً إعادة التوحيد, إعادة الطلاء, والتفتيش على القطع الصغيرة باستخدام طرق اختراق الفلورسنت.

7. القابلية للآلات & ما بعد المعالجة

خصائص الآلات

محتوى السيليكون A360 من 9.5 إلى 10.5 ٪ ينتج عنه مزيج من الصلابة المعتدلة ومراحل السيليكون الهشة. بالتالي:

• الأدوات: استخدام أدوات كربيد (الصفوف K20 - P30) مع الأشكال الهندسية الحادة وزوايا أشعل النار الإيجابية لإدارة التحكم في الرقائق.
• قصات القطع: سرعات 250-400 م/ط, معدلات التغذية 0.05-0.2 مم/ريف, وعمق القطع المعتدل (1-3 ملم) توفير التوازن الأمثل بين حياة الأداة والتشطيب السطحي.
• سائل التبريد: يوصى بتبريد الفيضان مع المستحلبات القائمة على الماء أو المبردات الاصطناعية لإزالة الحرارة وتزييت واجهة الأداة-العمل.

• 

حفر, التنصت, وتشكيل الخيط

• حفر: الاستفادة من حفر البيك (تراجع كل 0.5-1.0 مم) لإخلاء الرقائق وتجنب الحافة المبنية.
• التنصت: توظيف الصنابير الحلزونية للثقوب; حدد أحجام ثقب قاعدة لكل ISO 261 (على سبيل المثال, #10-24 يستخدم TAP A 0.191 في. قبل الحفزة).
• تشكيل الخيط: في أقسام A360 ليونة (T0), يمكن أن ينتج المتداول الخيط خيوط أقوى من القطع ولكن يتطلب ثقوبًا تجريبيًا دقيقًا.

انضمام الأساليب

• لحام: يمكن أن يؤدي إدخال الحرارة المرتفعة لـ A360 إلى تفاقم المسامية; هكذا, لحام تنغستن الغاز (GTAW) مع قضيب الحشو 4043 (Al–5Si) أو 5356 (Al–5Mg) مفضل.
  التسخين إلى 100-150 درجة مئوية يمكن أن تقلل التدرجات الحرارية ولكن ليس ضروريًا دائمًا.
• النحاس واللحام: عادة ما يتم تصميم مفاصل A360 قضبان النحاس الألومنيوم يحتوي على 4-8 ٪ السيليكون.
  اختيار التدفق أمر بالغ الأه.

8. التطبيقات & أمثلة على الصناعة

قطاع السيارات

A360 يهيمن على التطبيقات التي تتطلب الوزن الخفيف, الهندسة المعقدة مع الأحمال الميكانيكية المعتدلة. ومن الأمثلة:

• علب النقل: استبدال الحديد الدكتايل, A360 العلب يزن 30-40 ٪ أقل مع تقديم قوة ثابتة مماثلة (≥ 300 MPA الشد).
• أقواس المحرك وتصاعد: يمكن أن تقلل أقواس A360 Die-cast من خلال دمج البطانات والتركيبات,
  خفض وزن التجميع الكلي بواسطة 1.5 كجم لكل مركبة.
• دراسة حالة: استبدلت OEM الرئيسية بسكن ذيل النقل من الحديد الرمادي (وزن 4.5 كجم) مع وحدة الصب القالب A360 (3.0 كجم),
  توفير 1.5 كجم وخفض تكاليف الإنتاج بواسطة 12% بسبب أوقات دورة أقصر وتقليل الآلات.

البحرية & المكونات البحرية

جودة البحرية A360, عندما تنقص, يقاوم التآكل في بيئات المياه المالحة:

• أجهزة القارب: مفصلات, المرابط, وتقليم القطع المصنعة في A360 الحفاظ 200 ساعات في اختبار ASTM B117 Salt-Spray بدون تأليف مرئي.
• أغلفة مضخة مغمورة: يمكن أن تعمل مضخات A360 لتطبيقات Bilge و LiveWell 5 عمه للاطلاع على أكثر من ذلك 5 سنين مع الصيانة الروتينية لكل 2 سنين.

الالكترونيات الاستهلاكية & حاويات

مزيج A360 من الموصلية الحرارية ودقة النموذج يناسب أحواض الحرارة والمقاطعات:

• مصباح LED: الموصلية الحرارية للسبائك (120 ث/م · ك) يساعد على تبديد ما يصل إلى 20 ث لكل سكن, منع انخفاض قيمة LED LUMEN.
• رفوف الاتصالات والمرفقات: حقق A360 المنتشرات A360 50 ديسيبل التوهين في 1 GHz, بينما تظل جذابة تجميلية بعد التنفس.

صناعي & HVAC

• علب الضاغط: في أنظمة HVAC, تعمل العلب A360 بشكل مستمر في 100 درجة مئوية والحفاظ 5000 ساعات تتغير درجة الحرارة الدورية بين -20 درجة مئوية و 100 درجة مئوية مع أقل من 0.2% زحف.
• قبعات نهاية المبادل الحراري: دقة الأبعاد A360 (± 0.1 مم في الجدران الرقيقة) يسمح بإغلاق خالي من التسرب مع حلقات O في المكثفات والمبخرات.

9. مقارنة مع سبائك الصب الأخرى

عند تحديد أ يموت سبيكة, غالبًا ما يتنافس A360 مع العديد من المواد الراسخة-وأكثر من ذلك A380 (ADC10), ADC12 (A383), A413, A356, و LM6.

تقدم كل سبيكة مزايا مميزة من حيث السيولة, القوة الميكانيكية, مقاومة التآكل, والتكلفة.

10. الاتجاهات الناشئة & الاتجاهات المستقبلية

متغيرات السبائك المتقدمة

• الجسيمات النانوية المعززة A360: يهدف دمج الجسيمات النانوية SIC أو Tib₂ إلى تعزيز مقاومة التآكل وتقليل التمدد الحراري.
  تظهر الدراسات الأولية 15% تحسن في الصلابة دون التضحية بالسيولة.
• المتغيرات المنخفضة copper A360: عن طريق تقليل النحاس إلى < 1.5%, تحافظ سبائك الجيل التالي على القدرة على تصلب العمر مع مزيد من تحسين مقاومة التآكل, خاصة بالنسبة للبنية التحتية الساحلية.

تآزر التصنيع المضافة

• الأدوات الهجينة المطبوعة/المطبوعة ثلاثية الأبعاد: التصنيع الإضافي لقنوات التبريد المطابقة في إدراج Die يقلل من أوقات الدورة 10-5 ٪ ويعطي المزيد من الهياكل المجهرية في المسبوكات A360.
• ترسب المعادن المباشر (DMD) إصلاحات: باستخدام مسحوق A360, DMD يعيد يموت HPDC البالية, تمديد الحياة من قبل 20-30 ٪ وخفض تكاليف الأدوات.

التصنيع الرقمي & صناعة 4.0

• مراقبة العملية في الوقت الحقيقي: تضمين المزدوجات الحرارية وأجهزة استشعار الضغط في وفاة,
  جنبا إلى جنب مع خوارزميات AI, يتوقع النقاط الساخنة المسامية, وبالتالي تقليل الخردة 5-8 ٪.
• الصيانة التنبؤية: نماذج تعلم الآلات تربط ملفات درجات الحرارة بالموت مع أنماط التآكل, جدولة الصيانة فقط عند الضرورة, تحسين وقت التشغيل بواسطة 12%.

11. الاستنتاجات

سبيكة الألومنيوم A360 يبرز في الصب من أجله سيولة ممتازة, خصائص ميكانيكية متوازنة, و تحسين مقاومة التآكل بالمقارنة مع بعض سبائك الصب الأخرى.

على الرغم من أنها ليست مثالية للغمر البحري الشديد دون حماية إضافية,

يتفوق في السيارات, صناعي, وتطبيقات المستهلك التي تتطلب جدران رقيقة, قوة معتدلة, ودقة الأبعاد.

معالجة الحرارة المناسبة, التشطيب السطح, وتصميم التصنيع يضمن أن A360 يوفر موثوقًا به, أداء طويل الأمد.

في لانجهي, نحن على استعداد للشراكة معك في الاستفادة من هذه التقنيات المتقدمة لتحسين تصميمات المكونات الخاصة بك, اختيارات المواد, وسير العمل الإنتاج.

التأكد من أن مشروعك التالي يتجاوز كل مؤشر الأداء والاستدامة.

اتصل بنا اليوم!

 

الأسئلة الشائعة

ما هي سبيكة الألمنيوم A360?

A360 عبارة عن سبيكة عالية الضغط على الضغوط التي تتميز بحوالي 9.5-10.5 % السيليكون, 0.45-0.70 % المغنيسيوم, 2.5-3.5 % نحاس, و 2-3 % الزنك.

إنه يوازن بين سيولة استثنائية مع مقاومة وتآكل جيد, مما يجعلها مثالية للجدار الرقيق, مكونات موت معقدة.

ما هي المعالجة الحرارية التي تتطلبها A360?

• علاج الحل (خياري): 525-535 درجة مئوية لمدة 4-6 ساعات, ثم إخماد الماء.
• T5 الشيخوخة الاصطناعية: 160-80 درجة مئوية لمدة 4-6 ساعات. هذا يتسبب في تشكيل رواسب mg₂si, رفع قوة الشد بحلول 15-20 % والصلابة بحلول ~ 20 HB.
  زائد (تجاوز 6 ح أو 180 درجة مئوية) يمكن أن يترسب الخشونة ويقلل من القوة.

ما هي عائدات المعالجة النموذجية A360 وتكاليف دورة الحياة?

• HPDC العائد: عائدات الشكل الشبكي من 90-95 %; الخردة بعد تقليم 5-10 %. يمكن أن يقلل الفئة الفوسلة والبوابات المحسنة إلى الخردة < 3 %.
• تكلفة دورة الحياة: يتفوق A360 على الأداء الفولاذ المطلي للأجزاء الخارجية: الصيانة كل 3-5 سنوات (الأنود) مقابل. إعادة الطلاء السنوي (فُولاَذ).
  قيمة الخردة A360 المعاد تدويرها 1.50 - 2.00 دولار/كجم مقابل الصلب عند 0.15 دولار/كجم.