A360 alumínium ötvözet: Kiváló korrózió-sajtoló oldat

1. Bevezetés

Az A360 alumíniumötvözet központi szerepet tölt be a modern nagynyomású szerszám castingban, a folyékonyság kombinációjáért nagyra becsülik, erő, és korrózióállóság.

A mechanikai teljesítmény és az önthetőség optimális egyensúlyának felajánlásával, Az A360 az autóipar ipari szabványává vált, tengeri, és a fogyasztói elektronikai alkatrészek.

Következésképpen, A mérnököknek és az anyagtudósoknak meg kell értenie annak összetételét, viselkedés a gyártás során, üzemeltetési jellemzők, és az általános gazdasági érték.

Ez a cikk az A360 fémkohászati ​​alapját foglalja magában, fizikai tulajdonságok, mechanikai teljesítmény, korróziós viselkedés, meghalt megfontolások, utófeldolgozási követelmények, és alkalmazások.

2. Alumíniumötvözet ötvözet -összetétele A360

Alumíniumötvözet A360 egy nagynyomású, sajtoló ötvözet, amelynek célja az egyensúly folyékonyság, mechanikai erő, és korrózióállóság.

Kompozíciója - kémesen -, az ADC12 -nek (néha A383 -nak hívják Észak -Amerikában) de valamivel magasabb magnéziummal a korrózió teljesítményének javítása érdekében.

Az alábbiakban látható a tipikus kémiai bontás (Minden érték súly százalékban):

3. Fizikai & Hőtulajdonságok A360 Alumíniumötvözet

4. Mechanikai tulajdonságai A360 Alumíniumötvözet

5. Korrózióállóság & Felszíni viselkedés

Natív passzív film (Al₂o₃)

A tiszta alumínium és ötvözetei természetesen vékonyak (2–5 NM) amorf al₂o₃ réteg A levegő expozíciótól számított másodpercen belül.

Ez a tapadó film öngyógyul, amikor karcolódik, ezáltal megakadályozza a további oxidációt.

Statikus, semleges pH -állapot, A csupasz A360 általában az alábbiakban mutat be korróziós arányt 5 µm/év,

tartósabbá teszi, mint a legtöbb nem bevont acél.

Beillesztés & Hasadás korrózió

Kloriddal terhelt környezetben-például tengerparti vagy zsírozási körülmények között-hüvelyes korrózió el lehet kezdeni, ahol a Cl⁻ -ionok megsértik a passzív réteget.

Az ASTM B117 só-permetezési tesztekben, A nem védett A360 minták gyakran elkezdenek kis gödröket mutatni 200–300 óra -kor 5% Nemi, 35 ° C.

Ezzel szemben, tengeri minőségű 5083 túllép 1 000 óra. Így, A védőbevonatok vagy az eloxálás kötelezővé válnak a tartós tengeri expozícióhoz.

Hasonlóképpen, hasadás korrózió tudat vagy árnyékolt területek alatt fejlődhet, ahol a lokalizált savasodás csökkenti az alábbi pH -t 4, Az oxid tovább destabilizálása.

A tervezési megoldások magukban foglalják a megfelelő vízelvezetés szoros toleranciáinak biztosítását és a nem porózus tömítőanyagok használatát.

Védőkezelések

• Eloxálás (II. Típus és III.): Kén-sav eloxáló felépítése oxidrétegeket 5–25 um (II. Típus) vagy 15–50 um (keményen aktiválódik III. Típus).
  A nikkel-acetáttal vagy polimer alapú tömítésekkel történő tömítés további védelmet nyújt, A sópermet-ellenállás kiterjesztése a végére 500 óra Pit beavatása nélkül.
• Átalakító bevonatok: Kromátkonverzió (Iridit) és nem-kromát alternatívák (PÉLDÁUL., cirkónium-alapú) Hozzon létre egy vékony,
  <1 µM gát, amely mind a felületet prím, és gátolja a kezdeti korróziót.
• Organikus bevonatok: Az epoxi primerek a poliuretánnal vagy a fluoropolimer felső kabátokkal kombinálva elérik
  felett 1 000 óra A sópermet tesztelésben, biztosított felszíni előkészítés (maró maratás és deoxidizáló) szigorúan követik.

Galvanikus interakciók

Az alumínium helyzete a galván sorozatban anódossá teszi sok szerkezeti fémet - a kopport, rozsdamentes acél, és még a titán is.

Nedves vagy nedves elektrolitban, A galván párok az A360 korróziót képesek vezetni 10–20 um/év Amikor közvetlen érintkezésben van a rézzel. A galván cselekvés enyhítésére, A bevált gyakorlatok között szerepel:

• Elkülönítés: Nylon vagy poliamid alátétek alumínium és acél kötőelemek között.
• Bevonatok: Védőréteg alkalmazása legalább az egyik fémre.
• Tervezés: Kerülje el az eltérő fémes halmokat vagy biztosítsa a minimális elektrolit-beillesztést.

6. A360 alumínium ötvözetből származó sajtó-adagoló jellemzők

Amikor az nagynyomású kaszting (HPDC), Az A360 alumínium kivételes folyékonysága miatt kiemelkedik, megszilárdulási viselkedés, és az általános önthetőség.

Töltési viselkedés és folyékonyság

Elsősorban, Az A360 magas szilícium-tartalma alacsony olvadási hőmérsékletet és széles, félig szilárd intervallumot ad,

A kiemelkedő folyékonysághoz tipikus HPDC paraméterek alatt történő fordítása (~ 585 ° 100 -on fekszik, Solidus ~ 570 ° C -on). Ennek eredményeként:

• Vékonyfalú képesség: Szabványos sajtoló vizsgálatokban, Az A360 a fal vastagságát olyan alacsonyan töltheti meg 1.0 mm egyenes áramlási hossza mentén 200–250 mm Amikor befecskendezik 70–90 MPA és dugattyú sebessége 1.5–2,0 m/s.
• Csökkenti a hidegcsökkentési kockázatot: Az ötvözet alacsony viszkozitása nyomás alatt minimalizálja a korai fagyasztást, csökken a hidegcsökkentő hibák 30 % összehasonlítva az alacsonyabb SI ötvözetekhez, mint például az A380.

Továbbá, Mert az A360 megszilárdulási tartománya viszonylag szűk, A penésztervezők meghatározhatják a futókat és a kapukat, amelyek elősegítik az egységes áramlást.

Például, A 0.5 mm A kapu keresztmetszetének növekedése (-tól 5 mm² to 5.5 mm²) Gyakran hozam 10 % Gyorsabb töltési idők, A kör vagy a tévedés valószínűségének csökkentése.

Zsugorodás és megszilárdulási szabályozás

Következő, A360 névleges zsugorodási aránya 1.2–1.4 % A megszilárduláskor gondos szerszám-kialakítást igényel a zsugorodási kori porozitás megakadályozása érdekében. Ennek ellensúlyozására:

• Irányított megszilárdulás: Stratégiai elhelyezés hidegrázás—Kopper betétek vagy berillium-rézhüvelyek-vastag szakaszokban helyben felgyorsítják a hűtést.
  Gyakorlatban, hozzáadva a 2 mm vastag rézhűtés mellett a 10 Az mm bázis csökkenti a helyi megszilárdulási időt 15–20 %, Az adagoló fém irányítása a magas kockázatú régiók felé.
• Szekvenciális etetés: Többszörös alkalmazás, A színpadi kapuk lehetővé teszik, hogy az olvadt A360 vastag főnökök táplálkozzon, Annak biztosítása, hogy ezek a területek folyékonyak maradjanak a végső megszilárdulásig.
  A szimulációs adatok gyakran azt mutatják, hogy a két kapu kialakítása csökkenti a zsugorodási üreg mennyiségét 40 % az egykapu-elrendezéshez viszonyítva.
• Vákuum-asszisztens technikák: Vákuum rajzolása 0.05 MPA A lövés alatt az ujja csökkenti a beillesztett levegőt, Engedélyezve a sűrűbb betápláló fémet.
  A vizsgálatok azt mutatják, hogy a vákuum HPDC csökkenti a porozitást ~3 % kevesebb, mint 1 % kötetenként, A szakítószilárdság javítása az által 10 MPA átlagosan.

Porozitás enyhítése és minőségbiztosítás

Bár az A360 gyors hő extrahálása elősegíti a finom mikroszerkezeteket, Gáz- és zsugorodási porozitást is előállíthat, ha nem ellenőrzött. A gyakori enyhítési stratégiák között szerepel:

• Gáz-öblítő fúvókák: Ha egy inert gázzsebet vezet be a lövés dugattyú mögött, A gáz-öblítő rendszerek mobilizálják és kiürítik az oldott hidrogént az olvadékból.
  A360 pilóta futásában, gáz-flush csökkentett hidrogéntartalom 0.15 ml/100 g al hogy 0.05 ml/100 g al, A gázporositás vágása végig 60 %.
• Dugattyús gyorsulási profilok: Meredekebb gyorsulási rámpát (PÉLDÁUL., 0.5 m/s² 2.0 m/s² az elsőn belül 15 mm) Javítja a turbulencia-vezérelt kitöltést, Minimalizálja a levegőt csapdába ejtő stagnáló zónákat.
  Az adatok azt mutatják, hogy ez a profilváltozás önmagában csökkentheti a pórusok számát a kritikus feszültségterületeken 20 %.
• Meghalt hőmérsékletkezelés: A szerszám hőmérsékletének fenntartása között 200 ° C és 250 ° C biztosítja, hogy a felület ne fagyjon túl gyorsan.
  A hőelem megfigyelése a kulcskulcs -zónákban a hőmérsékleti ingadozásokat tartja be ± 5 ° C, A felszíni porozitásért felelős felületfűtési hibák csökkentése.

A minőségbiztosítás tovább támaszkodik automatizált röntgen radiográfia vagy CT szkennelés A pórusok észlelése ≥ 0.5 mm.
Misszió-kritikus autóalkatrészekhez, megengedett pórusmennyiség < 0.3 % gyakran beállítják; A kortárs metrológiai technikák jelentése 95 % Az ilyen kritériumok észlelési aránya.

Szerszámok kopása és karbantartása

Míg az A360 szilícium tartalma (9.5–10.5 %) Fokozza a folyékonyságot, Azok a kemény Si-részecskék szintén felgyorsítják a szerszám kopását. Következésképpen:

• Szerszám acélválaszték: Kiváló minőségű H13 vagy H11 Az ötvözetek standardok, de bevonva őket Ón vagy Gyémántszerű szén (DLC) Csökkenti a súrlódást.
  Termelésben, Az ónbevonatok meghosszabbították a penész élettartamát 25–30 %, átlagától 150 000 lövés újra 200 000 lövés mielőtt felújítást igényelne.
• Meghaljon a felszíni befejezés: Csiszolva a halálosüregeket RA < 0.2 µm Minimalizálja az alumínium megszilárdulásának tapadását, A forrasztás és az akasztás csökkentése.
  A csiszolt halálhoz kevesebb kidobási csapot és kevesebb permetezési kenőanyagot is igényel - a karbantartási idő vágása 10–15 %.
• Megelőző karbantartási intervallumok: A kumulatív töltési ciklusok és a röntgen visszacsatolás alapján, Az öntösszegek gyakran végrehajtják a szerszámokat, mindegyiket 50 000–75 000 lövés.
  Ez az ütemterv általában magában foglalja az újratelepítést, újbóli bevonás, és a mikro-rákok ellenőrzése fluoreszcens behatoló módszerekkel.

7. Megmunkálhatóság & Utófeldolgozás

Megmunkálási jellemzők

Az A360 9,5–10,5% -os szilícium -tartalom mérsékelt keménység és törékeny szilícium fázisok kombinációját eredményezi. Következésképpen:

• Szerszámkészítés: Használjon Carbide szerszámokat (K20 - P30 osztályok) Éles geometriákkal és pozitív gereblyegekkel a chip -szabályozás kezelésére.
• Paraméterek vágási paraméterek: Sebesség 250–400 m/i, a takarmányok 0.05–0,2 mm/fordulat, és mérsékelt mélységű vágás (1–3 mm) Az optimális egyensúly biztosítása a szerszám élettartama és a felszíni kivitel között.
• Hűtőfolyadék: Az árvízhűtés vízalapú emulziókkal vagy szintetikus hűtőfolyadékokkal ajánlott a hő eltávolításához és a szerszám-munkamenet felületének kenéséhez.

• 

Fúrás, Csapás, és a szálak kialakítása

• Fúrás: Használja ki a peck-fúrást (minden 0,5–1,0 mm -es visszahúzás) A chips evakuálásához és a beépített él elkerülése érdekében.
• Csapás: Alkalmazzon spirális-flut csapokat az átmenő lyukakhoz; Válassza ki az alaplyuk méretét ISO -nál 261 (PÉLDÁUL., #10–24 A TAP A 0.191 -ben. fúrás).
• Szálak kialakítása: Lágyabb A360 szakaszokban (T0), A szálgördítés erősebb szálakat eredményezhet, mint a vágás, de pontos pilóta lyukakat igényel.

Csatlakozási módszerek

• Hegesztés: Az A360 magas hőbemenete súlyosbíthatja a porozitást; így, Gáz volfrám ív hegesztése (GTAW) töltőrúddal 4043 (AL -5SI) vagy 5356 (AL -5 mg) előnyben részesítik.
  Előmelegítés 100–150 ° C csökkentheti a termikus gradienseket, de nem mindig szükséges.
• Forrasztás és forrasztás: Az A360 ízületeket általában forrasztják alumínium keményforrasztó 4–8% szilíciumot tartalmaz.
  A fluxus kiválasztása kritikus-a ZINC-alapú fluxusok feloldhatják a passzív filmet és biztosíthatják a nedvesítést.

8. Alkalmazások & Ipari példák

Autóipar

A360 uralja a könnyűsúlyt igénylő alkalmazásokat, Komplex geometriák mérsékelt mechanikus terheléssel. A példák között szerepel:

• Sebességváltó házak: Cserélve a csillapító vasat, A360 házak súlya 30–40% -kal kevesebb Miközben összehasonlítható statikus szilárdságot biztosít (≥ 300 MPA szakító).
• Motorkonzolok és tartók: A Die-Cast A360 zárójelek csökkenthetik az alkatrészek számát a perselyek és a tartók integrálásával,
  A teljes összeszerelés súlyának csökkentése 1.5 kg járműenként.
• Esettanulmány: Egy nagy OEM cserélte a szürke vas sebességváltót (mérés 4.5 kg) egy A360-as cast egységgel (3.0 kg),
  megtakarítás 1.5 kg és a termelési költségek csökkentése 12% A rövidebb ciklusidő és a csökkentett megmunkálás miatt.

Tengeri & Tengeri alkatrészek

Tengeri minőségű A360, Amikor eloxált, ellenáll a korróziónak a sósvízi környezetben:

• Csónak hardver: Zsanérok, kesztyű, és az A360 Suesty -ben gyártott díszlemezek 200 óra Az ASTM B117 sópermet-tesztelésben látható fésülés nélkül.
• Merített szivattyúházak: A360 szivattyúk a fenék- és a LiveWell alkalmazásokhoz működhetnek 5 m mélység túl 5 évek minden rutin eloxáló karbantartással 2 évek.

Szórakoztató elektronika & Házak

Az A360 hővezetőképességének és a forma pontosságának kombinációja megfelel a hűtőbordáknak és a házaknak:

• LED -es lámpaházak: Az ötvözet hővezető képessége (120 W/m · k) segít eloszlatni 20 W lakásonként, A LED -es lumen értékcsökkenés megelőzése.
• Távközlési állványok és tartók: EMI-árnyékolt A360 extrudálások elérése 50 db csillapítás a 1 GHz, Miközben az eloxálás után kozmetikai szempontból vonzó marad.

Ipari & HVAC

• Kompresszor házak: A HVAC rendszerekben, A360 házak folyamatosan működnek a 100 ° C és fenntartani 5000 óra ciklikus hőmérsékleti változások között –20 ° C és 100 ° C kevesebb, mint 0.2% kúszás.
• Hőcserélő végkapocsok: A360 dimenziós pontossága (± 0.1 mm vékony falakban) Lehetővé teszi a szivárgásmentes tömítést az O-gyűrűkkel kondenzátorokban és párologtatókban.

9. Összehasonlítás más szerszám-árnyalatú ötvözetekhez

A megadásakor a Elárasztás ötvözet, Az A360 gyakran számos jól megalapozott anyaggal versenyez-nevezetesen A380 (ADC10), ADC12 (A383), A413, A356, és LM6.

Minden ötvözet a folyékonyság szempontjából különálló előnyöket kínál, mechanikai erő, korrózióállóság, és a költségek.

10. Feltörekvő trendek & Jövőbeli irányok

Fejlett ötvözött változatok

• Nanorészecskékkel megerősített A360: A SIC vagy a TIB₂ nanorészecskék beépítése célja a kopásállóság fokozása és a termikus tágulás csökkentése.
  Az előzetes tanulmányok megjelennek 15% a keménység javulása a folyékonyság feláldozása nélkül.
• Alacsony réz A360 variánsok: A CU csökkentésével < 1.5%, A következő generációs ötvözetek fenntartják az életkor keményedési képességét, miközben tovább javítják a korrózióállóságot, Különösen a part menti infrastruktúra esetében.

Additív gyártási szinergiák

• Hibrid sajtó/3D-s nyomtatott eszközök: A konformális hűtési csatornák additív gyártása a szerszám betétekben csökkenti a ciklusidőket 10–15% és következetesebb mikroszerkezeteket eredményez az A360 öntvényekben.
• Közvetlen fémlerakódás (DMD) Javítás: A360 por használatával, A DMD visszaállítja a kopott HPDC halakat, meghosszabbítja az élet halálát 20–30% és a szerszámok költségeinek csökkentése.

Digitális gyártás & Ipar 4.0

• Valós idejű folyamatfigyelés: A hőelemek és a nyomásérzékelők beágyazása a halálba,
  AI algoritmusokkal kombinálva, megjósolja a porozitás hotspotjait, így csökkentve a hulladékot 5–8%.
• Prediktív karbantartás: A gépi tanulási modellek korrelálnak a szerszámhőmérsékleti profilokat a kopási mintákkal, A karbantartás ütemezése csak szükség esetén, Az Uptim javításának javítása 12%.

11. Következtetések

Alumíniumötvözet A360 kiemelkedik a die castingban Kiváló folyékonyság, kiegyensúlyozott mechanikai tulajdonságok, és Javított korrózióállóság összehasonlítva néhány más darabra öntő ötvözethez.

Bár nem ideális a szélsőséges tengeri merítéshez további védelem nélkül,

Kitűnő az autóiparban, ipari, és a vékony falakat igénylő fogyasztói alkalmazások, mérsékelt erő, és dimenziós pontosság.

Megfelelő hőkezelés, felszíni befejezés, és a gyárthatóság tervezése biztosítja, hogy az A360 megbízható legyen, tartós teljesítmény.

-Kor LangHe, Készen állunk arra, hogy partnerüljünk veled ezen fejlett technikák kihasználásában az alkatrész -tervek optimalizálása érdekében, anyagválaszték, és a termelési munkafolyamatok.

Annak biztosítása, hogy a következő projekt meghaladja az összes előadást és a fenntarthatósági referenciaértéket.

Vegye fel velünk a kapcsolatot ma!

 

GYIK

Mi az A360 alumínium ötvözet?

Az A360 egy nagynyomású, sajtoló ötvözet, amelyet körülbelül 9,5–10,5 jellemez % szilícium, 0.45–0.70 % magnézium, 2.5–3.5 % réz, és 2–3 % cink.

A kivételes folyékonyságot kiegyensúlyozza a jó korrózióállósággal és az erővel, ideálisvá teszi a vékony falat, Komplex sajtoló alkatrészek.

Milyen hőkezelést igényel az A360?

• Oldatkezelés (Választható): 525–535 ° C 4–6 órán át, Ezután a víz eloltása.
• T5 mesterséges öregedés: 160–180 ° C 4–6 órán át. Ez miatt az mg₂si kicsapódik, A szakítószilárdság ~ 15–20 -ra emelése % és a keménység ~ 20 HB -vel.
  Túlterhelés (túllépő 6 h vagy 180 ° C) Lehet -e durva csapadékot és csökkenteni az erőt.

Mik az A360 tipikus feldolgozási hozamai és életciklus -költségei?

• HPDC hozam: 90–95 nettó alakú hozam %; Scrap 5–10 vágás után %. A vac-asszisztens és az optimalizált kapu csökkentheti a hulladékot < 3 %.
• Életciklusköltség: Eloxált A360 felülmúlja a festett acélt a kültéri alkatrészekhez: karbantartás 3-5 évente (eloxál) VS. éves újrafestés (acél).
  Újrahasznosított A360 hulladékérték 1,50–2,00 USD/kg az acélhoz 0,15 USD/kg.