A360 aluminijska legura: Superiorna korozija koja se lijeva za koroziju

1. Uvod

A360 aluminijska legura zauzima središnju ulogu u modernom lijevanju visokog tlaka, cijenjena zbog njegove kombinacije fluidnosti, jačina, i otpornost na koroziju.

Nudeći optimalnu ravnotežu mehaničkih performansi i castability, A360 je postao industrijski standard za automobil, morski, i komponente potrošača-elektronike.

Stoga, Inženjeri i materijalni znanstvenici moraju razumjeti njegov sastav, ponašanje tijekom proizvodnje, Karakteristike u službi, i ukupna ekonomska vrijednost.

Ovaj članak pokriva metaluršku zakladu A360, Fizička svojstva, mehanički izvedba, ponašanje korozije, razmatranja koja se lijeva, Zahtjevi za naknadnu obradu, i aplikacije.

2. Legura sastav aluminijske legure A360

Aluminijska legura A360 je legura visoke tlačne legure koja je lijevana za uravnoteženje fluidnost, mehanička čvrstoća, i otpor korozije.

Njegov sastav ga postavlja - kemijski - adc12 (Ponekad se naziva A383 u Sjevernoj Americi) ali s nešto većim magnezijem za poboljšanje performansi korozije.

Ispod je tipični kemijski slom (Sve vrijednosti u težini postotka):

3. Fizički & Toplinska svojstva A360 Aluminijska legura

4. Mehanička svojstva A360 Aluminijska legura

5. Otpor korozije & Ponašanje površine

Native pasivni film (Al₂o₃)

Čisti aluminij i njegove legure prirodno tvore tanke (2–5 nm) amorfni al₂o₃ sloj Unutar sekundi od izlaganja zraku.

Ovaj adhezivni film samozakoščava kad se ogrebe, čime se sprečava daljnja oksidacija.

Statički, Neutralni pH uvjeti, Goli A360 obično pokazuje stope korozije u nastavku 5 µm/godina,

što ga čini izdržljivim od većine bez ikakvih čelika.

Kockica & Korozija pukotine

U okruženjima napunjenim kloridom-poput morskih ili devizijskih uvjeta-korozija mogu pokrenuti tamo gdje cl⁻ ioni krše pasivni sloj.

U ASTM B117 SALT-SPRAY testovima, Nezaštićeni uzorci A360 često počinju prikazivati ​​male jame nakon 200–300 sati na 5% Nacl, 35 ° C.

Za razliku od, morski razred 5083 Nastupa izvan 1 000 sati. Tako, Zaštitni premazi ili anodizacija postaju obvezni za trajnu morsku izloženost.

Slično, korozija pukotine može se razviti u brtve ili sjena područja, Tamo gdje lokalizirano zakiseljenje snižava pH u nastavku 4, Daljnje destabiliziranje oksida.

Dizajnerska rješenja uključuju osiguranje čvrstih tolerancija za pravilnu odvodnju i korištenje neporoznih brtvila.

Zaštitni tretmani

• Anodiziranje (Tip II i tipa III): Anodizacija sumporne kiseline gradi slojeve oksida 5–25 µm (Tip II) ili 15–50 µm (tvrdo-anodizirajući tip III).
  Brtvljenje nikl acetatom ili zaptivačima na bazi polimera daje dodatnu zaštitu, produženje otpornosti soli na preko 500 sati Bez inicijacije jame.
• Prevlaci za pretvorbu: Pretvorba kromata (Iridit) i alternative koje nisu kromate (Npr., cirkonije) Stvorite tanku,
  <1 µm barijera koja primiče površinu i inhibira početnu koroziju.
• Organski premazi: Epoksidni prajmeri u kombinaciji s poliuretanom ili fluoropolimernim gornjim slojevima
  nad 1 000 sati u testiranju sa soli, Osigurano Surface Prep (kaustični jet i deoksidiranje) strogo se slijedi.

Galvanske interakcije

Položaj aluminija u galvanskoj seriji čini ga anodnim za mnoge strukturne metale - kopača, nehrđajući čelik, pa čak i titanij.

U vlažnom ili mokrom elektrolitu, Galvanski parovi mogu potaknuti koroziju A360 brzinom od 10–20 µm/godišnje Kada je u izravnom kontaktu s bakarom. Za ublažavanje galvanskog djelovanja, najbolje prakse uključuju:

• Izolacija: Najlonske ili poliamidne perilice između aluminijskih i čeličnih pričvršćivača.
• Premaz: Primjena zaštitnog sloja na barem jedan od metala.
• Dizajn: Izbjegavanje različitih metala ili osiguranje minimalnog umetanja elektrolita.

6. Karakteristike aluminijske legure A360

Kad je u pitanju die visokog pritiska kasting (HPDC), A360 Aluminij se ističe zbog svoje izuzetne fluidnosti, ponašanje učvršćivanja, i sveukupna odljevanost.

Punjenje ponašanja i fluidnosti

Prije svega, Visoki sadržaj silicija u A360 daje nisku temperaturu topljenja i široki polu-kruti interval,

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

• Sposobnost tankog zida: U standardnim ispitivanjima koja se lijeva, A360 može napuniti debljine stijenke niže kao 1.0 mm duž ravne duljine protoka 200–250 mm Kad se ubrizgava na 70–90 MPa i brzine klipa od 1.5–2,0 m/s.
• Smanjeni rizik od hladnog proputa: Legura niska viskoznost pod pritiskom minimizira prerano zamrzavanje, Smanjivanje oštećenja hladnog proputa za prekoračenje 30 % u usporedbi s legurama s nižim Si poput A380.

Naduti, Budući da je raspon očvršćivanja A360 relativno uzak, Dizajneri kalupa mogu definirati trkače i vrata koja promiču ujednačen protok.

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

Kontrola skupljanja i očvršćivanja

Sljedeći, Nominalna stopa skupljanja A360 1.2–1.4 % Za učvršćivanje zahtijeva pažljiv dizajn matrice kako bi se spriječila poroznost Scal-Age. Da se to suprotstavi:

• Usmjeravanje: Strateško postavljanje zimica—Copper umetci ili rukavi za berilij-poparnice-na debelim dijelovima lokalno ubrzava hlađenje.
  U praksi, Dodavanje a 2 mm debela bakrena hladnjaka uz a 10 MM baza smanjuje vrijeme lokalnog učvršćivanja 15–20 %, usmjeravanje metala u dovodu prema visoko rizičnim regijama.
• Sekvencijalno hranjenje: Zapošljavajući višestruko, Uređene kapije mogu omogućiti rastopljenom A360 da nahrani debele šefove, osiguravajući da ta područja ostanu tekuća do konačnog učvršćivanja.
  Podaci o simulaciji često pokazuju da dizajn s dva vrata smanjuje volumen smanjenja 40 % u odnosu na raspored jednog vrata.
• Tehnike vakuuma: Crtanje vakuuma 0.05 MPA Ispod pucanjskog rukava smanjuje se zarobljeni zrak, Dopuštajući gušći metal za dovod.
  Ispitivanja pokazuju da vakuum hpdc smanjuje poroznost od ~3 % na manje od 1 % po glasnoći, Poboljšanje vlačne čvrstoće od strane 10 MPA u prosjeku.

Ublažavanje poroznosti i osiguranje kvalitete

Iako brza ekstrakcija topline A360 potiče finu mikrostrukturu, Također može stvoriti poroznost plina i skupljanja ako se ne kontrolira. Uobičajene strategije ublažavanja uključuju:

• Mlaznice za pečenje plina: Uvođenjem inertnog džepa za plin iza klipa, Sustavi za fludu plina Mobiliziraju se i izbacuju otopljeni vodik iz taline.
  U A360 pilot trči, Plinski-flush smanjio je sadržaj vodika iz 0.15 ml/100 g al do 0.05 ml/100 g al, rezanje plinske ili poroznosti preko 60 %.
• Profili ubrzanja klipa: Strmija rampa za ubrzanje (Npr., 0.5 m/s² to 2.0 m/s² unutar prvog 15 mm) poboljšava punjenje pod kontrolom turbulencije, minimizirajući stajaće zone koje zarobljavaju zrak.
  Podaci pokazuju da samo ova promjena profila može smanjiti broj pora u područjima kritične napetosti 20 %.
• Upravljanje temperaturom matrice: Održavanje temperature matrice između 200 ° C i 250 ° C osigurava da se površina ne smrzava prebrzo.
  Nadgledanje termoelementa u ključnim zonama matrice može zadržati fluktuacije temperature unutar ± 5 ° C, Smanjenje oštećenja smrzavanja površine odgovorne za površinsku poroznost.

Osiguranje kvalitete dalje se oslanja na Automatizirana rendgenska radiografija ili CT skeniranje Otkrivanje pora ≥ 0.5 mm.
Za automobilski dijelovi koji kritiziraju misiju, dopušteni volumen pora < 0.3 % je često postavljen; Suvremene tehnike metrologije izvještavaju 95 % Stope otkrivanja takvih kriterija.

Nošenje i održavanje alata

Dok je sadržaj silicija A360 (9.5–10.5 %) Povećava fluidnost, Te tvrde si-čestice također ubrzavaju trošenje matrice. Stoga:

• Odabir alata: Visokokvalitetan H13 ili H11 Legure su standardne, Ali premazi ih Kositar ili Ugljik sličan dijamantu (DLC) smanjuje trenje.
  U proizvodnji, Limene premaze imaju produženi život plijesni prema 25–30 %, od prosjeka 150 000 hitac da 200 000 hitac Prije nego što se zahtijeva obnavljanje.
• Završna obrada površine matrice: Poliranje matičnih šupljina do Ram < 0.2 µm minimizira prianjanje učvršćivanja aluminija, Smanjenje lemljenja i galenja.
  Polirane matrice također zahtijevaju manje igle za izbacivanje i manje maziva za raspršivanje - odrezano vrijeme održavanja 10–15 %.
• Intervali preventivnog održavanja: Na temelju kumulativnih ciklusa punjenja i povratnih informacija rendgenskih zraka, Ljevaonice često provode servisiranje die 50 000–75 000 hitac.
  Ovaj raspored obično uključuje ponovno razotkrivanje, ponovno oblaganje, i pregledati ima li mikro-pukotina pomoću fluorescentnih penetrantskih metoda.

7. Obradivost & Naknadna obrada

Stvori karakteristike

A360 9,5–10,5% sadržaj silicija daje kombinaciju umjerene tvrdoće i lomljivih silikonskih faza. Stoga:

• Alati: Koristite Carbide alat (Ocjene K20 - P30) s oštrim geometrijama i pozitivnim kutovima grablje za upravljanje kontrolom čipa.
• Parametri rezanja: Brzina 250–400 m/i, stope hranjenja 0.05–0,2 mm/rev, i umjerena dubina rezanja (1–3 mm) Pružite optimalnu ravnotežu između vijeka alata i površinske završne obrade.
• Rashladno sredstvo: Poplava hlađenja emulzijama na bazi vode ili sintetičkim rashladnim sredstvima preporučuje se za uklanjanje topline i podmazivanje sučelja za alat-obrada.

• 

Bušenje, Kuckanje, i formiranje navoja

• Bušenje: Upotrijebite bušenje (povlačenje svakih 0,5–1,0 mm) evakuirati čips i izbjegavati ugrađeni rub.
• Kuckanje: Koristite slavine za spiralno flute za prolazne rupe; Odaberite veličine osnovne rupe po ISO 261 (Npr., #10–24 Tap koristi a 0.191 u. predir).
• Oblikovanje niti: U mekšim odjeljcima A360 (T0), Kotrljanje navoja može proizvesti jače niti od rezanja, ali zahtijeva precizne pilotske rupe.

Metode spajanja

• Zavarivanje: Ulaz visokog topline A360 može pogoršati poroznost; tako, Zavarivanje plinskog volframskog luka (GTAW) S štapom za punjenje 4043 (Al -5si) ili 5356 (Al -5mg) je preferirano.
  Zagrijavanje 100–150 ° C može smanjiti toplinske gradijente, ali nije uvijek potrebno.
• Lemljenje i lemljenje: A360 zglobova obično se leže koristeći aluminijske lemljenje šipke Sadrži 4–8% silicija.
  Odabir fluksa je kritičan-tokovi temeljeni na cinci mogu otopiti pasivni film i osigurati vlaženje.

8. Prijave & Primjeri u industriji

Automobilski sektor

A360 dominira aplikacijama koje zahtijevaju laganu, složene geometrije s umjerenim mehaničkim opterećenjima. Primjeri uključuju:

• Prijenosna kućišta: Zamjena duktilnog željeza, Kućišta A360 teže 30–40% manje dok isporučuje usporedivu statičku snagu (≥ 300 MPA zatezanje).
• Nosači motora i nosači: Die-cast A360 zagrade mogu smanjiti broj dijelova integrirajući čahure i nosače,
  Smanjivanje ukupne težine sklopa za 1.5 kg po vozilu.
• Studija slučaja: Glavni OEM zamijenio je kućište repa od sivog željeza (vaganje 4.5 kg) s A360 jedinicom za lijevanje (3.0 kg),
  štednja 1.5 kg i smanjenje troškova proizvodnje do 12% Zbog kraćeg vremena ciklusa i smanjene obrade.

Morski & Morske komponente

Marinski razred A360, Kad se anodizira, odolijeva koroziji u okruženju slane vode:

• Brodski hardver: Šarke, kockice, i obloge proizvedene u A360 održavaju 200 sati U ASTM B117 SALT-SPRAY testiranje bez vidljivog pittinga.
• Potopljene kućišta pumpe: A360 pumpe za kaljužne i livewell aplikacije mogu raditi na 5 m dubina jer 5 godina s rutinskim anodizacijskim održavanjem svakog 2 godina.

Potrošačka elektronika & Kućišta

Kombinacija toplinske vodljivosti i formiranja točnosti A360, a toplinsko odijela su hladnjaci i kućišta:

• Kućišta LED svjetiljke: Toplinska vodljivost legure (120 W/m · k) Pomaže u rasipanju do 20 W po kućištu, Sprječavanje amortizacije LED lumena.
• Telekomunikacijski stalci i kućišta: EMI-oklopljeni A360 ekstruzija postižu 50 DB prigušivanje na 1 GHz, ostajući kozmetički atraktivan nakon anodizacije.

Industrijski & HVAC

• Kućišta kompresora: U HVAC sustavima, Kućiva A360 kontinuirano djeluju na 100 ° C i održati 5000 sati od cikličkih temperaturnih promjena između –20 ° C i 100 ° C s manje od 0.2% puzati.
• Završni kape izmjenjivača topline: Dimenzionalna točnost A360 (± 0.1 mm u tankim zidovima) Omogućuje brtvljenje bez propuštanja O-prstenima u kondenzatorima i isparivačima.

9. Usporedba s ostalim legurama koje lijevaju matrice

Prilikom određivanja a Lijevanje legura, A360 se često natječe s nekoliko dobro utvrđenih materijala-ponajviše A380 (ADC10), ADC12 (A383), A413, A356, i Lm6.

Svaka legura nudi različite prednosti u pogledu fluidnosti, mehanička čvrstoća, otpor korozije, i trošak.

10. Trendovi u nastajanju & Budući upute

Napredne varijante legura

• A360 ojačan nanočesticama: Uključivanje nanočestica SIC ili Tib₂ ima za cilj poboljšati otpornost na habanje i smanjiti toplinsku ekspanziju.
  Prikazuju se preliminarne studije 15% Poboljšanje tvrdoće bez žrtvovanja fluidnosti.
• Varijante A360 s niskim palicama: Smanjivanjem Cu na < 1.5%, Legure sljedeće generacije održavaju sposobnost otvrdnjavanja dobnih dobi, istovremeno poboljšavajući otpornost na koroziju, posebno za obalnu infrastrukturu.

Synergija za proizvodnju aditiva

• Hibridni alati za lijevanje/3D otisnuti: Aditivna proizvodnja konformnih kanala za hlađenje u umetnicima matrice smanjuje vrijeme ciklusa 10–15% i daje dosljednije mikrostrukture u odljevima A360.
• Izravno taloženje metala (DMD) Popravke: Korištenje A360 praha, DMD obnavlja istrošene HPDC matrice, produžujući život umrijeti do 20–30% i smanjenje troškova alata.

Digitalna proizvodnja & Industrija 4.0

• Praćenje procesa u stvarnom vremenu: Ugradnja termoparova i senzora tlaka u matrice,
  u kombinaciji s AI algoritmima, Predviđa žarišta poroznosti, na taj način smanjujući otpad za 5–8%.
• Prediktivno održavanje: Modeli strojnog učenja koreliraju profile temperature matrice s uzorcima trošenja, Zakazivanje održavanja samo kad je to potrebno, Poboljšanje produžetka produžetka prema 12%.

11. Zaključak

Aluminijska legura A360 izdvaja se u kastingu za svoje Izvrsna fluidnost, uravnotežena mehanička svojstva, i Poboljšana otpornost na koroziju u usporedbi s nekim drugim legurama koje su lijevale matrice.

Iako nije idealan za ekstremno morsko uranjanje bez dodatne zaštite,

Izvrsno se u automobilu, industrijski, i potrošačke aplikacije koje zahtijevaju tanke zidove, umjerena snaga, i dimenzijska preciznost.

Pravilna toplinska obrada, završnica površine, i dizajn za proizvodnju osigurati da A360 isporuči pouzdano, dugotrajni nastup.

Na Laga, Spremni smo za partnerstvo s vama u iskorištavanju ovih naprednih tehnika kako bismo optimizirali svoje dizajne komponente, odabir materijala, i proizvodni tijekovi rada.

Osiguravanje da vaš sljedeći projekt premaši svaku mjerilu performansi i održivosti.

Kontaktirajte nas danas!

 

Česta pitanja

Što je aluminijska legura A360?

A360 je legura visokog tlaka za lijevanje matrice karakterizirana otprilike 9,5–10,5 % silicij, 0.45–0.70 % magnezij, 2.5–3.5 % bakar, i 2–3 % cinkov.

Uravnotežuje izuzetnu fluidnost s dobrom otpornošću na koroziju i snagu, čineći ga idealnim za tanki zid, složene komponente lijevanja.

Što toplinska obrada zahtijeva A360?

• Liječenje otopinom (Neobavezan): 525–535 ° C 4–6 h, Zatim vode za vodu.
• T5 Umjetno starenje: 160–180 ° C 4–6 h. Zbog toga se formiraju Mg₂Si talozi, Podizanje vlačne čvrstoće za ~ 15–20 % i tvrdoća za ~ 20 hb.
  Prekomjerno starenje (prekoračenje 6 H ili 180 ° C) može grubo taloženje i smanjiti snagu.

Koji su tipični prinosi A360 i troškovi životnog ciklusa?

• Prinos HPDC: Prinosi neto oblika od 90–95 %; otpad nakon obrezivanja 5–10 %. Vac-asist i optimizirano gatiranje mogu smanjiti otpad na < 3 %.
• Trošak životnog ciklusa: Anodizirani A360 nadmašeni obojeni čelik za vanjske dijelove: Održavanje svakih 3–5 godina (anodizirati) vs. Godišnja preinaka (čelik).
  Reciklirani A360 vrijednost otpada 1,50 do 2,00 USD/kg u odnosu na čelik od 0,15 USD/kg.