A360 Aluminijska legura: Superiorno rješenje za korozion die

1. Uvod

A360 Aluminijska legura zauzima središnju ulogu u modernom listinju die visokog pritiska, cijenjen zbog njegove kombinacije fluidnosti, snaga, i otpornost na koroziju.

Nudeći optimalnu ravnotežu mehaničkih performansi i tavabilnosti, A360 je postao industrijski standard za automobile, marine, i komponente potrošačke elektronike.

Samim tim, Inženjeri i materijalni naučnici moraju razumjeti njegov sastav, ponašanje tokom proizvodnje, Karakteristike u uslužnim uslugama, i ukupna ekonomska vrijednost.

Ovaj članak pokriva A360-ovu metaluršku fondaciju, Fizička svojstva, Mehaničke performanse, ponašanje korozije, Razmatranje die, Zahtevi za obradu nakon obrade, i aplikacije.

2. Legura sastav aluminijske legure A360

Aluminijumska legura A360 je legura za livenje visokog pritiska dizajniran za ravnotežu fluidnost, Mehanička čvrstoća, i Otpornost na koroziju.

Njegova kompozicija stavlja ga - hemijski blizu ADC12 (Ponekad se naziva A383 u Sjevernoj Americi) ali s nešto višim magnezijumom za poboljšanje performansi korozije.

Ispod je tipičan hemijski prekid (Sve vrijednosti u težini):

3. Fizički & Termička svojstva od A360 Aluminijumska legura

4. Mehanička svojstva od A360 Aluminijumska legura

5. Otpornost na koroziju & Površinsko ponašanje

Nativni pasivni film (Al₂o₃)

Čisti aluminijum i njegove legure prirodno formiraju tanku (2-5 nm) Amorphan al₂o₃ sloj u roku od nekoliko sekundi izlaganja zraka.

Ovaj se pridržani film samo izliječi kada se ogreba, na taj način sprečavajući daljnju oksidaciju.

U statičkoj, Neutralni uvjeti pH, Bare A360 obično pokazuje stope korozije u nastavku 5 μm / godina,

Izdržljivo je izdržljiviji od većine nehotiranih čelika.

Pištanje & Crevece Corrosion

U okruženjima hlorida - kao što su primorje ili održavanje uslova -pitting korozija može pokrenuti gdje Cl⁻ ione krše pasivni sloj.

U ASTM B117 testovima za raspršivanje soli, Nezaštićeni uzorci A360 često počinju pokazivati ​​male jame nakon 200-300 sati u 5% Nacl, 35 ° C.

Suprotno tome, marine 5083 izvodi šire 1 000 sati. Dakle, Zaštitni premazi ili anodiziranje postaju obavezni za održivu morsku izloženost.

Slično, Crevece Corrosion mogu se razviti pod brtve ili zasjenjenim područjima, Ako lokalizirana zakiseljavanja snižava pH u nastavku 4, Dalje destabiliziranje oksida.

Dizajnerska rješenja uključuju osiguranje uskih tolerancija za pravilnu odvodnju i korištenje ne porozne zaptivače.

Zaštitni tretmani

• Anodiziranje (Tip II i tip III): SulfUrijska kiselina Anodiziranje gradi oksidne slojeve 5-25 μm (Tip II) ili 15-50 μm (Tvrdi anodizirajte tip III).
  Brtvljenje s niklom zatezači ili polimerne zasnovane za nateme, Proširenje otpornosti na prskanje soli na preko 500 sati Bez inicijacije jama.
• Pretvorbeni premazi: Kromatna konverzija (Iridite) i nehromatske alternative (npr., Cirkonijum-baziran) stvoriti tanko,
  <1 μm barijera koja oboje prepune površinu i inhibiraju početnu koroziju.
• Organski premazi: Epoksidni temelji u kombinaciji s poliuretanskim ili fluoropolimernim vrhovima postižu
  preko 1 000 sati U ispitivanju raspršivanja soli, podnepe površinske pripreme (kaustični etch i deoksidiziranje) strogo slijedi.

Galvanske interakcije

Položaj aluminija u galvanskoj seriji čini anodičnom na mnoge konstrukcijske metale-bakra, nehrđajući čelik, pa čak i titanijum.

U vlažnom ili mokrim elektrolitu, Galvanski parovi mogu voziti A360 koroziju po stopi od 10-20 μm / godina Kada u direktnom kontaktu sa bakrom. Za ublažavanje galvanske akcije, Najbolje prakse uključuju:

• Izolacija: Najlonske ili poliamidne podloške između pričvršćivača aluminija i čelika.
• Premazi: Nanošenje zaštitnog sloja na barem jedan od metala.
• Dizajn: Izbjegavanje različitih metalnih hrpa ili osiguranje minimalne elektrolitne elapcije.

6. Karakteristike matične livenje A360 aluminijske legure

Kad je u pitanju Kastin die visokog pritiskag (HPDC), A360 aluminij se ističe zbog izuzetne fluidnosti, ponašanje učvršćenju, i ukupna materijalnost.

Ispunjavanje ponašanja i fluidnosti

Prvo i najvažnije, Visoki silikonski sadržaj A360 prenosi nisku temperaturu topljenja i široko polučvrsti interval,

prevođenje u izvanrednu fluidnost pod tipičnim HPDC parametrima (Leži na ~ 585 ° 100, Solidus na ~ 570 ° C). Kao rezultat:

• Sposobnost tankog zida: U standardnim suđenjima za livenje, A360 može ispuniti debljine zida što niže 1.0 mm duž dužine ravnog protoka od 200-250 mm kada se ubrizgava na 70-90 MPa i brzine klipa 1.5-2,0 m / s.
• Smanjeni rizik hladnog umućenosti: Niska viskoznost legure pod pritiskom minimizira prerano zamrzavanje, smanjujući nedostatke hladnog zatvaranja preko 30 % u poređenju sa legurima nižeg sila poput A380.

Nadalje, Jer A360-ov opseg učvršćenja je relativno uski, Dizajneri kalupa mogu definirati trkače i kapije koji promoviraju ravnomjeran tok.

Na primjer, a 0.5 mm Povećanje presjeka vrata (iz 5 mm² do 5.5 mm²) često prinosi 10 % Brže vrijeme punjenja, Smanjenje vjerojatnosti krugova ili pogrešaka.

Kontrola skupljanja i učvršćenja

Sljedeći, A360 nominalna stopa skupljanja 1.2-1.4 % o učvršćivanju zahtijeva pažljiv Diet Dizajn za sprečavanje poroznosti za skupljanje. Da se suprotstavi ovo:

• Usmjerava učvršćenja: Strateški plasman hladnoća-Kopper umetnici ili berillium-bakar-bakarni rukavi - u debelim presjecima lokalno ubrzavaju hlađenje.
  U praksi, dodavanje a 2 mm debeo bakar hladan uz a 10 mm baza smanjuje lokalno vrijeme učvršćivanju 15-20 %, Usmjeravanje metala za dovod prema visokim rizičnim regijama.
• Sekvencijalno hranjenje: Zapošljavajući višestruko, Posudjene kapije mogu omogućiti Molten A360 da napušta debele šefove, osiguravajući da ta područja ostanu tečnost do konačne učvršćivanja.
  Podaci simulacije često pokazuju da dizajn dva vrata smanjuje skupno-prazninu volumen 40 % u odnosu na izgled jednog vrata.
• Tehnike vakuumske pomoći: Crtanje vakuuma od 0.05 MPa ispod pucanja smanjuje se zarobljeni zrak, Dozvoli Metalni zaduživanje.
  Suđenja pokazuju da vakuum HPDC smanjuje poroznost od ~3 % na manje od 1 % po svesku, Poboljšanje zatezne čvrstoće 10 MPa u prosjeku.

Ublažavanje poroznosti i osiguranje kvaliteta

Iako brzo ekstrakcija topline a360 promovira fine mikrostrukture, Također može generirati poroznost plina i skupljanja ako nije kontrolirana. Uobičajene strategije ublažavanja uključuju:

• Mlaznice za ispiranje plina: Uvođenjem inertnog plinskog džepa iza pista, Sistemi za ispiranje plina mobilizira i izbaci rastvoreni vodik iz topline.
  U A360 pilot trčanja, Smanjeni sadržaj hidrogenskog plina iz plina 0.15 ML / 100 g al do 0.05 ML / 100 g al, rezanje plinske poroznosti preko 60 %.
• Plinovši profili ubrzanja: Stepena rampa za ubrzanje (npr., 0.5 m / s² do 2.0 m / s² u prvom 15 mm) Poboljšava popunjavanje turbulencije, minimiziranje stagničnih zona koje zamkuju zrak.
  Podaci pokazuju da se ovaj profil mijenja sama može niže porazi poplavima u kritičnim napetostima 20 %.
• Upravljanje temperaturom dim: Održavanje matičnih temperatura između 200 ° C i 250 ° C osigurava da se površina ne smrzne previše brzo.
  Nadgledanje termoelementa u zonama tipki može zadržati temperaturne fluktuacije unutar ± 5 ° C, Smanjenje nedostataka zamrzavanja površine odgovorne za površinsku poroznost.

Osiguranje kvaliteta dalje se oslanja na Automatizirana rendgenska radiografija ili CT skeniranje za otkrivanje pora ≥ 0.5 mm.
Za automobile kritične automobile, Dopuštena volumena pore < 0.3 % često se postavlja; Savremene tehnike metrologije izveštavaju 95 % Stope otkrivanja za takve kriterije.

Nošenje i održavanje alata

Dok je silikonski sadržaj A360 (9.5-10.5 %) poboljšava fluidnost, te tvrde SI-čestice takođe ubrzavaju habanje. Samim tim:

• Izbor čelika alata: Visokokvalitetan H13 ili H11 Legure su standardne, ali prema njima Limenka ili Dijamantni ugljik sličan dijamantima (DLC) Smanjuje trenje.
  U proizvodnji, Tin Clayimes je produžen vijek kalupa 25-30 %, od prosjeka 150 000 snimke prevrnuti 200 000 snimke Prije nego što je zatražiti obnovu.
• Dorada površine die: Polirajući die šupljine do Ra < 0.2 μm Minimizira adheziju učvršćenju aluminija, Smanjenje lemljenja i žuljenja.
  Polirano umire zahtijevaju i manje iskriva izbacivanja i manje raspršivanja za održavanje maziva za rezanje 10-15 %.
• Preventivni intervali održavanja: Na osnovu kumulativnih ciklusa punjenja i povratne informacije rendgenskih zraka, Livnice često implementiraju servisiranje die 50 000-75 000 snimke.
  Ovaj raspored obično uključuje ponovno poliranje, ponovno prevlačenje, i pregledati mikro-pukotine koristeći fluorescentne metode penetranta.

7. Obratnost & Post-obrada

Karakteristike obrade

A360-ovi silicijum 9,5-10,5% daje kombinaciju umjerene tvrdoće i krhke silikonske faze. Samim tim:

• Alat: Koristite alat za karbid (Ocjene K20-P30) sa oštrim geometrima i pozitivnim uglovima mozga za upravljanje kontrolom čipa.
• Parametri rezanja: Brzine od 250-400 m / i, Stope hrane od 0.05-0,2 mm / rev, i umjerena dubina rezanja (1-3 mm) Dostavite optimalnu ravnotežu između života alata i površinske obrade.
• Rashladno sredstvo: Preporučuje se hlađenje poplava sa emulzijama na bazi vode ili sintetičkih rashladnih sredstava za uklanjanje topline i podmazivanja sučelja za rad alata.

• 

Bušenje, Tapkanje, i formiranje navoja

• Bušenje: Iskoristiti bušenje pecka (povlačenje svakih 0,5-1,0 mm) Za evakuiranje čipsa i izbjegavajte izgrađenu ivicu.
• Tapkanje: Zaposliti spiralne slavine za probijanje kroz rupe; Odaberite veličine baze rupa po ISO-u 261 (npr., #10-24 Dodirnite Koristi A 0.191 u. prevrtanje).
• Formiranje navoja: U mekšem A360 presjecima (T0), Konac za kovanje može proizvesti jače niti od rezanja, ali zahtijeva precizne pilot rupe.

Pridruživanje metodama

• Zavarivanje: Visoki unos a360 može pogoršati poroznost; tako, Plin za zavarivanje lukavog luka (GTAW) Sa šipkom za punjenje 4043 (Al -5si) ili 5356 (Al -5mg) preferirano.
  Predgrevanje 100-150 ° C mogu smanjiti termičke gradijente, ali nije uvijek potrebna.
• Lemljenje i lemljenje: A360 zglobovi se obično lemljeni koristeći Šipke za lemljenje aluminija Sadrži 4-8% silikona.
  Odabir fluksa su kritično-cinkove flukse mogu raspustiti pasivni film i osigurati vlaženje.

8. Prijave & Primjeri industrije

Automobilski sektor

A360 dominira aplikacijama koje zahtijevaju laganu težinu, Složene geometrije sa umjerenim mehaničkim opterećenjima. Primjeri uključuju:

• Kućišta prenosa: Zamjena duktilnog željeza, A360 kućišta težine 30-40% manje Dok isporučuje uporedivu statičku snagu (≥ 300 MPA zatezanje).
• Nosači motora i nosači: A360 nosači A360 mogu smanjiti brojanje dijela integrirajućih usaja i nosača,
  spuštanje ukupne težine montaže 1.5 kg po vozilu.
• Studija slučaja: Veliki OEM zamijenio je kućište za repno gvožđe za prijenos (vaganje 4.5 kg) Sa A360 Dire-Livenicom (3.0 kg),
  ušteda 1.5 kg i smanjenje troškova proizvodnje 12% Zbog kraćih vremena ciklusa i smanjene obrade.

Marinac & Morske komponente

Marine-razred A360, kad se anodiziraju, odolijeva koroziju u okruženju slane vode:

• Hardver za brod: Šarke, Cleats, i trim komada proizvedenih u A360 održavanju 200 sati U ASTM B117 Ispitivanje raspršivanja soli bez vidljivog pitža.
• Potopljene pumpe: A360 pumpe za kaljužu i aplikacije Livewell mogu raditi na 5 m dubina za preko 5 godina sa rutinskim anodiznim održavanjem svakih 2 godina.

Consumer Electronics & Kućišta

Kombinacija termalne provodljivosti A360 i tačnost obrasca odgovara hladnjacima i kućištama:

• Kućišta LED lampica: Termička provodljivost legure (120 W / m · K) pomaže u rasipanju do 20 W po kućištu, Sprečavanje LED amortizacije lumena.
• Telekomunikacijske stalke i kućišta: EMI-oklopljeni A360 ekstruzija postižu 50 db Prigušenje na 1 GHz, Dok su ostali kozmetički atraktivni nakon anodiziranja.

Industrijski & Hvac

• Kućišta kompresora: U HVAC sistemima, Kućišta A360 djeluju kontinuirano na 100 ° C i održavati 5000 sati cikličke temperature promjena između -20 ° C i 100 ° C sa manje od 0.2% puzanje.
• Kratke kape za izmjenjivač topline: Dimenzionalna tačnost A360 (± 0.1 mm u tamnim zidovima) Omogućuje brtvljenje bez propuštanja sa O-prstenima u kondenzatorima i isparivačima.

9. Poređenje drugih legura u matičnosti

Prilikom navođenja a Magarca legura, A360 se često natječe sa nekoliko dobro utvrđenih materijala - najvažnije A380 (ADC10), ADC12 (A383), A413, A356, i Lm6.

Svaka legura nudi različite prednosti u pogledu fluidnosti, Mehanička čvrstoća, Otpornost na koroziju, i trošak.

10. U nastajanju trendova & Budući uputstva

Napredne varijante legure

• Nanoparticle-ojačani A360: Uključivanje nanočestica SiC-a ili tib₂ ima za cilj poboljšati otpornost na habanje i smanjenje termičke ekspanzije.
  Preliminarne studije se pojavljuju 15% Poboljšanje tvrdoće bez žrtvovanja fluidnosti.
• A360 varijante niskog bakra: Smanjivanjem Cu do < 1.5%, Legure sljedeće generacije održavaju sposobnost stvrdnjavanja dobnih sredstava dok dodatno poboljšavaju otpor korozije, posebno za obalnu infrastrukturu.

Aditivna proizvodnja sinergija

• Hibridni alati za odliv / 3D štampane: Aditivna proizvodnja konformanskog rashladnog kanala u matricama umetcima smanjuje vremena ciklusa 10-15% i daje dosljednije mikrostrukture u a360 odljevcima.
• Izravna taloženje metala (DMD) Popravke: Pomoću A360 praha, DMD obnavlja istrošene HPDC-om, Proširenje ŽIVOTNOG ŽIVOTA BY 20-30% i spuštajući troškove alata.

Digitalna proizvodnja & Industrija 4.0

• Praćenje procesa u stvarnom vremenu: Umire u ugradnju termokopa i senzora pritiska u umiru,
  U kombinaciji sa AI algoritmima, Predviđa vruće točke poroznosti, na taj način smanjujući otpad 5-8%.
• Prediktivno održavanje: Mašinski modeli učenja Korelate profile temperature die sa uzorcima habanja, Zakazivanje održavanja samo po potrebi, Poboljšanje prekovremenog vremena 12%.

11. Zaključci

Aluminijumska legura A360 izdvaja se u matičnom listinju za svoje Izvrsna fluidnost, Izbalansirana mehanička svojstva, i Poboljšana otpornost na koroziju u poređenju s nekim drugim legurima u obliku matiranja.

Iako nije idealan za ekstremnu morsku uranjanje bez dodatne zaštite,

Excels u automobilu, industrijski, i potrošačke aplikacije koje zahtijevaju tanke zidove, umjerena čvrstoća, i dimenzionalna preciznost.

Pravilna toplotna obrada, Završetak površine, i dizajn za proizvođavost osigurava da A360 pruža pouzdanu, dugotrajne performanse.

U Langhe, Spremni smo za partneru s vama u korištenju ovih naprednih tehnika za optimizaciju dizajna vašeg komponente, Odabir materijala, i proizvodni radni tokovi.

Osiguravanje da vaš sljedeći projekt prelazi svaku performansnu i održivost.

Kontaktirajte nas danas!

 

FAQs

Šta je aluminijska legura A360?

A360 je legura visokog pritiska u obliku lijevanja koji karakterizira otprilike 9,5-10,5 % silicijum, 0.45-0.70 % magnezijum, 2.5-3.5 % bakar, i 2-3 % cink.

Saldira izuzetnu fluidnost sa dobrom otpornošću na koroziju i snagu, čineći ga idealnim za tanko zid, Kompleksne komponente die-cave.

Koju toplotnu obradu zahtijeva A360?

• Liječenje rješenja (Neobavezno): 525-535 ° C za 4-6 h, Zatim utamnite vodu.
• T5 Umjetno starenje: 160-180 ° C za 4-6 h. To uzrokuje da se MG₂SI taložava formira, Podizanje zatezne čvrstoće do ~ 15-20 % i tvrdoća od ~ 20 HB.
  Prevelik (prekomjeran 6 h ili 180 ° C) mogu li grubo taložiti i smanjiti snagu.

Koji su tipični prinos obrade A360 i troškovi životnog ciklusa?

• HPDC prinos: Prinosi neto oblika od 90-95 %; otpad nakon obrezivanja 5-10 %. VAC-ASSOMS i optimizirana garacija mogu smanjiti otpad na < 3 %.
• City COST: Anodizirani A360 nadmoćni čelik za vanjske dijelove: održavanje svaka 3-5 godina (anodizovati) vs. Godišnji reflight (čelik).
  Reciklirana vrijednost otpada A360 $ 1,50 - 2,00 USD / kg Versus Stil na 0,15 USD / kg.