آلیاژ آلومینیوم A360: محلول در حال مرگ و میر خوردگی

1. مقدمه

A360 آلیاژ آلومینیوم نقش اصلی را در ریخته گری با فشار بالا مدرن اشغال می کند, برای ترکیبی از سیالیت جایزه می گیرد, قدرت, و مقاومت در برابر خوردگی.

با ارائه تعادل بهینه از عملکرد مکانیکی و قابلیت بازیگری, A360 به یک استاندارد صنعت برای خودرو تبدیل شده است, دریایی, و مؤلفه های الکترونیکی مصرف کننده.

در نتیجه, مهندسان و دانشمندان مادی باید ترکیب آن را درک کنند, رفتار در حین ساخت, خصوصیات ضمن خدمت, و ارزش کلی اقتصادی.

این مقاله شامل بنیاد متالورژی A360 است, خصوصیات فیزیکی, عملکرد مکانیکی, رفتار خوردگی, ملاحظات مردانه, الزامات پس از پردازش, و برنامه ها.

2. ترکیب آلیاژ آلیاژ آلومینیوم A360

آلیاژ آلومینیوم A360 یک آلیاژ با فشار خون بالا است که برای تعادل طراحی شده است سیالیت, قدرت مکانیکی, وت مقاومت در برابر خوردگی.

ترکیب آن - از نظر شیمیایی - ADC12 را قرار می دهد (گاهی اوقات A383 در آمریکای شمالی نامیده می شود) اما با منیزیم کمی بالاتر برای بهبود عملکرد خوردگی.

در زیر خرابی شیمیایی معمولی است (تمام مقادیر در درصد وزن):

3. فیزیکی & خصوصیات حرارتی از A360 آلیاژ آلومینیوم

4. خصوصیات مکانیکی A360 آلیاژ آلومینیوم

5. مقاومت در برابر خوردگی & رفتار سطحی

فیلم منفعل بومی (الحس)

آلومینیوم خالص و آلیاژهای آن به طور طبیعی نازک تشکیل می دهند (2-5 نانومتر) لایه al₂o₃ آمورف در عرض چند ثانیه از قرار گرفتن در معرض هوا.

این فیلم دلخراش هنگام خراشیده شده از خودداری می کند, در نتیجه جلوگیری از اکسیداسیون بیشتر.

در استاتیک, شرایط pH خنثی, Bare A360 به طور معمول نرخ خوردگی را در زیر نشان می دهد 5 میکرومتر در سال,

با دوام تر از بیشتر فولادهای بدون پوشش.

گودال & خوردگی

در محیط های با کلرید-مانند شرایط ساحلی یا دکوراسیون-خوردگی می تواند در جایی که یون های cl⁻ لایه منفعل را نقض می کنند آغاز کند.

در آزمایشات ASTM B117 Salt-Spray, نمونه های A360 محافظت نشده اغلب بعد از آن شروع به نشان دادن چاله های کوچک می کنند 200-300 ساعت در 5% توری, 35 درجه سانتیگراد.

در مقابل, دارای درجه دریایی 5083 فراتر از 1 000 ساعت. بدین ترتیب, پوشش های محافظ یا آنودایزاسیون برای قرار گرفتن در معرض پایدار دریایی اجباری می شود.

به همین ترتیب, خوردگی می تواند در زیر واشرها یا مناطق سایه دار توسعه یابد, جایی که اسیدی سازی موضعی pH را در زیر پایین می آورد 4, بی ثبات سازی بیشتر اکسید.

راه حل های طراحی شامل اطمینان از تحمل محکم برای زهکشی مناسب و استفاده از درزگیرهای غیر متخلخل.

درمان های محافظتی

• آندایز کردن (نوع II و نوع III): آنودایزاسیون اسید گوگرد لایه های اکسید از 5-25 میکرومتر (نوع دوم) یا 15-50 میکرومتر (نوع III سخت آنودایز).
  مهر و موم با نیکل استات یا درزگیرهای مبتنی بر پلیمر حفاظت اضافی را نشان می دهد, افزایش مقاومت به اسپری نمک در برابر 500 ساعت بدون شروع گودال.
• روکش های تبدیل: تبدیل کرومات (رنگ) و گزینه های غیر کرومات (به عنوان مثال, مبتنی بر زیرکونیوم) یک نازک ایجاد کنید,
  <1 سد میکرومتر که هر دو سطح را مجاز می دانند و خوردگی اولیه را مهار می کنند.
• پوشش های ارگانیک: آغازگرهای اپوکسی همراه با روکش های پلی اورتان یا فلوروپلیمر به دست می رسند
  بیش از 1 000 ساعت در آزمایش نمک نمک, ارائه شده سطح آماده سازی (اچ سوز آور و اکسید کننده) به شدت دنبال می شود.

تعامل گالوانیک

موقعیت آلومینیوم در سری گالوانیک باعث می شود که برای بسیاری از فلزات ساختاری آندی داشته باشد -, فولاد ضد زنگ, و حتی تیتانیوم.

در یک الکترولیت مرطوب یا مرطوب, زوج های گالوانیک می توانند خوردگی A360 را با سرعت رانندگی کنند 10-20 میکرومتر در سال هنگام تماس مستقیم با مس. برای کاهش عملکرد گالوانیک, بهترین شیوه ها شامل:

• انزوا: واشرهای نایلون یا پلی آمید بین اتصال دهنده های آلومینیوم و فولاد.
• پوشش: استفاده از یک لایه محافظ حداقل در یکی از فلزات.
• طراحی: جلوگیری از پشته های فلزی متفاوت یا اطمینان از حداقل گرفتاری الکترولیت.

6. ویژگی های ریخته گری آلیاژ آلومینیوم A360

وقتی صحبت می شود با فشار زیاد می میرند کاستینجف (HPDC), A360 آلومینیوم به دلیل سیالیت استثنایی از آن استفاده می کند, رفتار جامد سازی, و قابلیت بازیگری کلی.

پر کردن رفتار و سیالیت

اول و مهمتر, محتوای بالای سیلیکون A360 دمای ذوب کم و یک فاصله نیمه جامد گسترده را نشان می دهد,

ترجمه به سیالیت برجسته تحت پارامترهای HPDC معمولی (دراز کشیدن در 585 ° 100 پوند, Solidus در دمای 570 درجه سانتیگراد). در نتیجه:

• قابلیت دیوار نازک: در کارآزمایی های استاندارد درگذشت, A360 می تواند ضخامت دیواره را به همان اندازه پر کند 1.0 میلی متر در طول جریان مستقیم از 200-250 میلی متر هنگام تزریق 70-90 MPa و سرعت Plunger از 1.5-2.0 متر بر ثانیه.
• کاهش خطر سردی سرد: ویسکوزیته کم آلیاژ تحت فشار ، یخ زدگی زودرس را به حداقل می رساند, کاهش نقص های خیس سرد بیش از حد 30 % در مقایسه با آلیاژهای SI پایین مانند A380.

بعلاوه, زیرا دامنه جامد سازی A360 نسبتاً باریک است, طراحان قالب می توانند دونده ها و دروازه هایی را که باعث افزایش جریان یکنواخت می شوند ، تعریف کنند.

به عنوان مثال, بوها 0.5 میلی متر افزایش در مقطع دروازه (از 5 mm² به 5.5 میلی متر مربع) اغلب بازده 10 % زمان پر کردن سریعتر, کاهش احتمال دور یا اشتباه.

کنترل انقباض و جامد سازی

طرف دیگر, نرخ انقباض اسمی A360 1.2–1.4 % برای جلوگیری. برای مقابله با این:

• جامد سازی جهت دار: قرار دادن استراتژیک از لرزinserts copper یا آستین های بریلیم-مس-در بخش های ضخیم به صورت محلی خنک کننده را تسریع می کند.
  در عمل, اضافه کردن 2 میلی متر خنک مس در مجاورت a 10 پایه MM زمان جامد سازی محلی را کاهش می دهد 15-20 %, هدایت فلز خوراک به سمت مناطق پرخطر.
• تغذیه متوالی: استفاده از چندین, دروازه های مرحله ای می توانند به مذاب A360 Molten اجازه دهند تا کارفرمایان ضخیم را از بین ببرند, اطمینان از اینکه این مناطق تا زمان جامد شدن نهایی مایع باقی بمانند.
  داده های شبیه سازی غالباً نشان می دهد که یک طراحی دو دروازه باعث کاهش حجم خرد شده توسط آن می شود 40 % نسبت به یک طرح تک دروازه.
• تکنیک های کمک کننده خلاء: ترسیم خلاء از 0.05 MPA در زیر آستین شلیک هوای گرفتار کاهش می یابد, اجازه دادن به فلز متراکم تر.
  آزمایشات نشان می دهد که خلاء HPDC تخلخل را از ~ کاهش می دهد3 % به کمتر از 1 % حجم, بهبود قدرت کششی توسط 10 MPA به طور متوسط.

کاهش تخلخل و تضمین کیفیت

اگرچه استخراج سریع گرمای A360 ریزساختارهای ریز را ترویج می کند, همچنین در صورت عدم کنترل می تواند تخلخل گاز و انقباض ایجاد کند. استراتژی های کاهش مشترک شامل:

• نازل های گاز گازی: با معرفی یک جیب گاز بی اثر در پشت پیستون شات, سیستم های گاز گازی هیدروژن محلول را از ذوب بسیج و بیرون می کشند.
  در خلبان A360 اجرا می شود, گاز-فلش باعث کاهش محتوای هیدروژن از 0.15 ML/100 G Al به 0.05 ML/100 G Al, بریدن بنزین-بیش از حد 60 %.
• پروفایل شتاب پیستون: یک رمپ شتاب تندتر (به عنوان مثال, 0.5 m/s² به 2.0 m/s² در اول 15 میلی متر) پر کردن کنترل تلاطم را بهبود می بخشد, به حداقل رساندن مناطق راکد که هوا را به دام می اندازند.
  داده ها نشان می دهد که این پروفایل به تنهایی می تواند تعداد منافذ را در مناطق تنش بحرانی کاهش دهد 20 %.
• مدیریت دمای: حفظ دمای قالب بین 200 ° C و 250 درجه سانتیگراد تضمین می کند که سطح خیلی سریع یخ نمی زند.
  مانیتورینگ ترموکوپل در مناطق کلیدی می تواند نوسانات دما را در درون خود نگه دارد 5 درجه سانتیگراد, کاهش نقص انجماد سطح مسئول تخلخل سطح.

تضمین کیفیت بیشتر به آن متکی است رادیوگرافی اشعه ایکس یا سی تی اسکن برای تشخیص منافذ 0.5 میلی متر.
برای قطعات خودروهای مهم و مهم, حجم منافذ مجاز از < 0.3 % اغلب تنظیم شده است; گزارش تکنیک های اندازه گیری معاصر بیش از 95 % نرخ تشخیص برای چنین معیارهایی.

ابزار سایش و نگهداری

در حالی که محتوای سیلیکون A360 است (9.5-10.5 %) سیالیت را تقویت می کند, آن ذرات سخت SI نیز لباس قالب را تسریع می کنند. در نتیجه:

• انتخاب فولاد ابزار: باکیفیت H13 یا H11 آلیاژها استاندارد هستند, اما پوشش آنها را با قلع یا کربن مانند الماس (DLC) اصطکاک را کاهش می دهد.
  در تولید, پوشش های قلع عمر قالب را توسط 25–30 %, به طور متوسط 150 000 عکس بیش از حد 200 000 عکس قبل از نیاز به نوسازی.
• اتمام سطح: صیقل دادن حفره های مردن به رگ < 0.2 μM چسبندگی آلومینیوم را به حداقل می رساند, کاهش لحیم کاری و گال.
  مرگ جلا همچنین به پین ​​های بیرون زدگی کمتری نیاز دارد و روان کننده اسپری کمتری دارد - زمان نگهداری توسط زمان نگهداری 10–15 %.
• فواصل نگهداری پیشگیرانه: بر اساس چرخه پر کردن تجمعی و بازخورد اشعه ایکس, ریخته گری ها اغلب سرویس های خود را اجرا می کنند 50 000-75 000 عکس.
  این برنامه به طور معمول شامل مجدد مجدد است, روکش مجدد, و بازرسی از میکرو قطعات با استفاده از روشهای نفوذی فلورسنت.

7. قابلیت تغییر & پس از فرآیند

خصوصیات ماشینکاری

محتوای سیلیکون 9.5-10.5 ٪ A360 ترکیبی از سختی متوسط ​​و فازهای سیلیکون شکننده. در نتیجه:

• ابزار: از ابزار کاربید استفاده کنید (نمرات K20 -P30) با هندسه های تیز و زاویه های ضربان مثبت برای مدیریت کنترل تراشه.
• پارامترهای برش: سرعت 250-400 متر/i, نرخ خوراک 0.05-0.2 میلی متر/rev, و عمق متوسط ​​برش (1-3 میلی متر) تعادل بهینه بین عمر ابزار و پایان سطح.
• خنک کننده: خنک کننده سیل با امولسیون های مبتنی بر آب یا خنک کننده های مصنوعی برای از بین بردن گرما و روغن کاری رابط کاربری ابزار توصیه می شود.

• 

حفاری, بهره برداری, و تشکیل موضوع

• حفاری: با استفاده از حفاری پک (جمع کردن هر 0.5-1.0 میلی متر) برای تخلیه تراشه ها و جلوگیری از لبه ساخته شده.
• بهره برداری: از شیرهای مارپیچی فلوت برای سوراخ ها استفاده کنید; اندازه سوراخ پایه در هر ISO را انتخاب کنید 261 (به عنوان مثال, #10–24 TAP استفاده از a 0.191 در. پیش از حفاری).
• موضوع ساز: در بخش های نرم تر A360 (T0), نورد نخ می تواند موضوعات قوی تری نسبت به برش تولید کند اما به سوراخ های آزمایشی دقیق نیاز دارد.

پیوستن به روشها

• جوش: ورودی گرمای زیاد A360 می تواند تخلخل را تشدید کند; بدین ترتیب, جوش قوس تنگستن گاز (gtaw) با میله پرکننده 4043 (al -5si) یا 5356 (al -5mg) ارجح است.
  پیش گرم کردن به 100-150 درجه سانتیگراد می تواند شیب حرارتی را کاهش دهد اما همیشه لازم نیست.
• برزمی و لحیم کاری: اتصالات A360 معمولاً با استفاده از آن برعکس می شوند میله های برزمی آلومینیوم حاوی 4-8 ٪ سیلیکون.
  انتخاب شار بسیار مهم است-شارهای مبتنی بر روی می توانند فیلم منفعل را حل کنند و از خیس شدن اطمینان حاصل کنند.

8. برنامه & نمونه های صنعت

بخش خودرو

A360 حاکم بر برنامه هایی است که نیاز به سبک وزن دارند, هندسه های پیچیده با بارهای مکانیکی متوسط. نمونه ها شامل:

• محورهای گیربکس: جایگزینی آهن انعطاف پذیر, وزن A360 30-40 ٪ کمتر در حالی که قدرت استاتیک قابل مقایسه ای را ارائه می دهد (≥ 300 MPA کششی).
• براکت و مونتاژ موتور: براکت های Die-Cast A360 می توانند با ادغام بوش و مونتاژ ، تعداد قسمت ها را کاهش دهند,
  کاهش وزن کل مونتاژ توسط 1.5 کلوت در هر وسیله نقلیه.
• مطالعه موردی: یک OEM بزرگ جایگزین یک محفظه دم آهن خاکستری شد (توزین 4.5 کلوت) با یک واحد Die-Cast A360 (3.0 کلوت),
  پس انداز 1.5 کلوت و کاهش هزینه های تولید توسط 12% به دلیل زمان چرخه کوتاه تر و کاهش ماشینکاری.

دریایی & اجزای دریایی

A360 کلاس دریایی, وقتی آنودایز شد, در برابر خوردگی در محیط های آب شور مقاومت می کند:

• سخت افزار: لولا, شکاف, و قطعات ساخته شده در A360 پایدار 200 ساعت در آزمایش ASTM B117 Salt-Spray بدون گودال قابل مشاهده.
• پمپ های غوطه ور: پمپ های A360 برای برنامه های Bilge و Livewell می توانند در آن کار کنند 5 عمق M بیش از حد 5 سال با نگهداری معمول آنودایز 2 سال.

لوازم الکترونیکی مصرفی & محفظه

ترکیبی از هدایت حرارتی A360 و فرم های مناسب برای فرمت های گرما و محفظه ها:

• محاصره لامپ LED: هدایت حرارتی آلیاژ (120 w/m · k) به از بین رفتن تا کمک می کند 20 حرف در هر مسکن, جلوگیری از استهلاک لومن LED.
• قفسه ها و محوطه های مخابراتی: اکستروژن A360 با EMI به دست می آید 50 DB تضعیف در 1 GHz, در حالی که از نظر زیبایی پس از آنودایز جذاب باقی مانده است.

صنعتی & HVAC

• محفظه کمپرسور: در سیستم های HVAC, محوطه های A360 به طور مداوم در 100 درجه سانتیگراد و پایدار 5000 ساعت تغییرات دمای چرخه ای بین -20 درجه سانتیگراد وت 100 درجه سانتیگراد با کمتر از 0.2% خزیدن.
• کلاه های پایان مبدل حرارتی: دقت بعدی A360 (± 0.1 میلی متر در دیوارهای نازک) امکان آب بندی بدون نشت با حلقه های O را در کندانسورها و اواپراتورها فراهم می کند.

9. مقایسه با سایر آلیاژهای در حال مرگ

هنگام مشخص کردن مودب الیاژ, A360 اغلب با چندین ماده خوب تثبیت می شود-مهمترین آنها A380 (ADC10), ADC12 (A383), A413, A356, وت LM6.

هر آلیاژ از نظر سیالیت مزایای مشخصی را ارائه می دهد, قدرت مکانیکی, مقاومت در برابر خوردگی, و هزینه.

10. روند نوظهور & دستورالعمل های آینده

انواع آلیاژ پیشرفته

• A360 تقویت شده با نانوذرات: ترکیب نانوذرات SIC یا TIB₂ با هدف تقویت مقاومت در برابر سایش و کاهش انبساط حرارتی.
  مطالعات مقدماتی نشان داده شده است 15% بهبود سختی بدون قربانی کردن سیال.
• انواع A360 کم مس: با کاهش CU به < 1.5%, آلیاژهای نسل بعدی توانایی سختگیری سن را در عین حال بهبود بیشتر مقاومت در برابر خوردگی حفظ می کنند, به ویژه برای زیرساخت های ساحلی.

هم افزایی تولید افزودنی

• ابزارهای Die-Cast/3D چاپ شده: تولید مواد افزودنی کانال های خنک کننده کنفورما در درج های قالب ، زمان چرخه را کاهش می دهد 10–15 ٪ و ریزساختارهای سازگار تر در بازیگران A360 به دست می آورد.
• رسوب فلزی مستقیم (DMD) تعمیرات: با استفاده از پودر A360, DMD HPDC فرسوده را بازیابی می کند, گسترش زندگی مرده توسط 20-30 ٪ و کاهش هزینه های ابزار.

تولید دیجیتالی & صنعت 4.0

• نظارت بر فرآیند در زمان واقعی: تعبیه ترموکوپل ها و سنسورهای فشار در مرگ,
  همراه با الگوریتم های AI, نقاط مهم تخلخل را پیش بینی می کند, بنابراین ضایعات را کاهش می دهد 5-8 ٪.
• نگهداری پیش بینی کننده: مدل های یادگیری ماشین پروفایل دمای قالب با الگوهای سایش ارتباط دارند, برنامه ریزی تعمیر و نگهداری فقط در صورت لزوم, بهبود به موقع توسط 12%.

11. نتیجه گیری

آلیاژ آلومینیوم A360 در بازیگران مرده برای آن ایستاده است سیالیت عالی, خصوصیات مکانیکی متعادل, وت مقاومت در برابر خوردگی بهبود یافته در مقایسه با برخی دیگر از آلیاژهای در حال مرگ.

در حالی که برای غوطه وری شدید دریایی بدون محافظت بیشتر ایده آل نیست,

در اتومبیل عالی است, صنعتی, و برنامه های مصرف کننده که به دیوارهای نازک احتیاج دارند, استحکام متوسط, و دقت بعدی.

عملیات حرارتی مناسب, پایان سطحی, و طراحی برای تولید اطمینان حاصل کنید که A360 قابل اعتماد است, عملکرد طولانی مدت.

در LangHe, ما در استفاده از این تکنیک های پیشرفته برای بهینه سازی طرح های مؤلفه خود آماده هستیم تا با شما شریک شویم, انتخاب مواد, و گردش کار تولید.

اطمینان از اینکه پروژه بعدی شما از هر معیار عملکرد و پایداری فراتر رود.

امروز با ما تماس بگیرید!

 

متداول

آلیاژ آلومینیوم A360 چیست?

A360 یک آلیاژ با فشار خون بالا است که تقریباً 9.5-10.5 مشخص می شود % سیلیکون, 0.45–0.70 % منیزیم, 2.5-3.5 % مس, و 2-3 % روی.

این سیالیت استثنایی را با مقاومت در برابر خوردگی خوب و استحکام متعادل می کند, آن را برای دیوار نازک ایده آل می کند, اجزای پیچیده ریخته گری.

عملیات حرارتی A360 به چه چیزی نیاز دارد?

• درمان راه حل (اختیاری): 525-535 درجه سانتیگراد به مدت 4-6 ساعت, سپس آب فرونشست.
• پیری مصنوعی T5: 160-180 درجه سانتیگراد به مدت 4-6 ساعت. این باعث می شود که MG₂SI رسوب شود, افزایش مقاومت کششی توسط 15-20 پوند % و سختی 20 پوند پوند.
  بیش از حد (فراوان 6 ساعت یا 180 درجه سانتیگراد) درشت می تواند رسوب کند و قدرت را کاهش دهد.

بازده پردازش معمولی A360 و هزینه های چرخه عمر چیست؟?

• عملکرد HPDC: بازده شکل خالص 90-95 %; قراضه پس از پیرایش 5-10 %. دروازه بان و بهینه شده می تواند ضایعات را کاهش دهد < 3 %.
• هزینه چرخه عمر: A360 آنودایز شده از فولاد نقاشی شده برای قطعات فضای باز: تعمیر و نگهداری هر 3-5 سال (بچگی کردن) در مقابل. رنگ آمیزی سالانه (فولاد).
  ارزش قراضه A360 بازیافت شده 1.50 - 2.00 دلار در کیلوگرم در مقابل فولاد با 0.15 دلار در کیلوگرم.