Tartalomjegyzék
Megmutat
1. Bevezetés
Az öntött alumínium és az öntöttvas a két legszélesebb körben használt öntőanyag az iparban.
Mindkettő lehetőséget kínál összetett háló alakú alkatrészek előállítására, de sűrűségükben alapvetően különböznek egymástól, merevség, erősségi módok, termikus viselkedés, öntési módszerek, korrózióállóság és életciklus-költség.
A közöttük való választás kompromisszum a súly között, merevség, kopásállóság, megmunkálhatóság, költség és működési környezet.
Ez a cikk összehasonlítja a kettőt a műszaki tengelyek között, és hasznos adatokat és útmutatást ad a kiválasztáshoz.
2. Mi az öntött alumínium?
Öntött alumínium Az olvadt alumínium öntésével előállított alkatrészekre vonatkozik (vagy alumíniumötvözet) formába, és hagyjuk megszilárdulni a végső vagy közel végső geometriává.
Mivel az alumíniumnak viszonylag alacsony olvadáspontja van, jó folyékonyság ötvözött formában, és alacsony sűrűségű, Az alumíniumöntvény előnyös választás összetett geometria esetén, könnyűsúly, a hővezető képesség vagy a korrózióállóság fontos.
Az alumínium öntési útvonalai közé tartozik a nagynyomású présöntés, alacsony nyomású és gravitációs tartós öntés, homoköntés, és befektetés (elvesztett viasz) öntvény; minden útvonal más-más határt ad a falvastagságra, felszíni befejezés, méretpontosság és mechanikai tulajdonságok.
Jellemzők
- Könnyűsúlyú: sűrűség ≈ 2.6–2,8 g/cm³ (jellemzően 2.70 G/cm³).
- Alacsony rugalmassági modulus: Young-modulus ≈ 69-72 GPa (≈ 69 GPa jellemző).
- Jó hővezető képesség: az ötvözetek változatosak, de gyakran 100–200 W·m⁻¹·K⁻¹; a tiszta alumínium kb. 237 W·m⁻¹·K⁻¹.
- Jó korrózióállóság: stabil oxidfilmet képez; eloxálással vagy bevonattal javított viselkedés.
- Képlékeny törési viselkedés: sok öntött Al-ötvözet meglehetősen képlékeny (az ötvözettől és a hőkezeléstől függően).
- Könnyen megmunkálható: viszonylag alacsony forgácsolóerők és jó megmunkálhatóság számos ötvözethez.
- Újrahasznosítható: Az alumínium nagymértékben újrahasznosítható, viszonylag alacsony energiafogyasztással az újraolvasztáshoz az elsődleges termeléshez képest.
Általános alumíniumötvözetek (tipikus szereplőcsaládok)
| Ötvözet család (tipikus név) | Reprezentatív évfolyamok / kereskedelmi nevek | Kulcs ötvöző elemek (tömeg%) | Hőkezelhető? | Tipikus alkalmazások |
| AL - Igen (általános cél) | A356 / AlSi7 | És ≈ 6-8; Mg ≈ 0,2-0,5 | Gyakran (T6 elérhető) | Szerkezeti házak, szivattyútestek, általános autóipari öntvények |
| Al-Si-Mg (szerkezeti, hőkezelhető) | A356-T6, A357 | És ≈ 6-7; Mg ≈ 0,3-0,6 | Igen (T5/T6) | Felfüggesztési alkatrészek, kerekek, sebességváltó házak |
| Présöntés Al-Si-Cu / AL - Igen | A380, ADC12, A383 | És ≈ 8–13; Cu ≈ 1–4; Fe irányított | Korlátozott (többnyire öntött vagy félig érlelt) | Vékony falú házak, csatlakozók, fogyasztói szekrények |
Al -andi (motor & emelt-T ötvözetek) |
Ötvözet 319 | És ~6-8; Cu ~3-4; Mg kicsi | Igen (megoldás + öregedés) | Hengerfejek, dugattyú (bélésekkel), motor hardver |
| High-Si / hipereutektikus ötvözetek | AL - Igen (10-20% Igen) | És 10-20; kisebb Mg/Cu | Némileg (korlátozott) | Dugattyú, kopó felületek, kis tágulású alkatrészek |
| Al–Si–Sn / csapágyötvözetek | Al–Si–Sn csapágyváltozatok | Kérem, mérsékelje; SN (±Pb) szilárd kenőanyagként | Jellemzően nem (puha mint öntött) | Siklócsapágyak, perselyek, csúszó felületek |
| Speciális nagy szilárdságú öntvény Al | Al–Zn–Mg változatok (korlátozott szereposztás) | Zn, Mg, kis Cu-adalékok | Igen (korban edzhető) | Nagy szilárdságú szerkezeti részek (niche/repülőtér) |
3. Mi az öntöttvas?
Öntöttvas vas-szén ötvözetek családja, amelyet úgy állítanak elő, hogy olvadt fémet öntőformákba öntenek és hagyják megszilárdulni.
Ami az öntöttvasat az acéloktól megkülönbözteti, az a viszonylagos magas széntartalom (jellemzően >2.0 wt% c) és a jelenléte grafitos szén az öntött mikroszerkezetben.
A szén általában grafit formájában fordul elő (több morfológiában) vagy vaskarbidként (cementit) az ötvözetkémiától és a megszilárdulási körülményektől függően.
Ez a grafit – és az őt körülvevő mátrix – szabályozza a mechanikai viselkedést, a különféle öntöttvas típusok megmunkálhatósága és alkalmazási területe.
Az öntöttvas a nehéz munka igáslovai, kopásálló és rezgésérzékeny alkalmazások, mert gazdaságosan önthetők nagy vagy összetett formákba, kiváló csillapítást nyújtanak, és kémiával és öntés utáni hőkezeléssel testreszabható (PÉLDÁUL., keleti edzés) ingatlanok széles körére.
Kulcsfontosságú jellemzők
- A grafit morfológia szabályozza a tulajdonságokat. A forma, a grafit mérete és eloszlása (pehely, gömbszerű, tömörített) dominálják a húzóképességet, szívósság, merevség és megmunkálhatóság:
-
- Pelyhes (szürke) grafit jó megmunkálhatóságot és csillapítást eredményez, de alacsonyabb szakítószilárdságot és bevágásérzékenységet biztosít.
- Gömbszerű (csomós/képlékeny) grafit sokkal nagyobb szakítószilárdságot és hajlékonyságot eredményez.
- Tömörített grafit (CGI) közepes – jobb szilárdság és hőfáradásállóság, mint a szürkevas, miközben megtartja a jó csillapítást.
- Kiváló rezgéscsillapítás. A grafit csomók/pelyhek megszakítják a rugalmas hullámterjedést, így az öntöttvasak előnyben részesítendők a szerszámgépvázaknál, motorblokkok és házak, ahol a csillapítás elnyomja a zajt és a vibrációt.
- Jó nyomószilárdság és kopásállóság. Főleg perlit- és fehérvasban; nagy teherbírású csapágyakhoz alkalmas, görgők és kopó alkatrészek.
- Feszültségben viszonylag rideg (Néhány osztály). A szürke vas rovátkolásra érzékeny és csekély nyúlást mutat; A gömbgrafitos öntöttvas jelentősen javítja a szívósságot, de mégis másként viselkedik, mint az acélok.
- Gazdaságos nagy/összetett öntvényekhez. A homoköntés és a héjformázás jól bevált; zsugorodás, az adagolást és az irányított megszilárdulást standard öntödei technikákkal kezelik.
- Széles kialakítású burkolat utószilárdítással. Hőkezelésekkel (normalizálás, kiizzít, keleti edzés) és ötvözés (-Ben, CR, MO),
Az öntöttvasak a nagyon kopásállótól a masszív szerkezeti fokozatokig testre szabhatók (PÉLDÁUL., ADI – Ausztempered gömbgrafitos öntöttvas). - Jó hőstabilitás sok minőségben. Néhány öntöttvas jobban megőrzi a méretstabilitást és szilárdságot magasabb hőmérsékleten, mint az alumíniumötvözetek.
Általános öntöttvas típusok
Az alábbiakban a főbb öntöttvas családok gyakorlati összefoglalása olvasható, tipikus kémiai irányzatok, mikrostruktúra és reprezentatív tulajdonságok / alkalmazások.
| Beír | Tipikus összetétel (hozzávetőlegesen. tömeg%) | Kulcsfontosságú mikroszerkezeti jellemzők | Reprezentatív mechanikai viselkedés | Tipikus alkalmazások |
| Szürke öntöttvas (GJL / ASTM A48 szerint osztályozva) | C ~3,0-3,8; És ~1,5-3,0; Mn ≤0,5; S & P vezérelt | Grafit pelyhek ferrit/perlit mátrixban | Szakítószilárdság széles körben ~150-350 MPa (osztályonként változik); alacsony meghosszabbítás (<1–3%); kiváló csillapítás; közepes keménységű | Motorblokkok, fékdobok, szivattyúház, gépi bázisok |
| Hercegek (csomós) vas (GJ -k / ASTM A536) | C ~3,2-3,8; És ~1,8-2,8; Mg ~0,03-0,06 (göbösítő), nyom Ce/RE | Szferoid grafit csomók ferritben/perlitben | Nagy szakítószilárdság és hajlékonyság; közös osztályzatok, mint 60–40–18 (60 UTS akció ≈ 414 MPA, 40 ksi YS ≈ 276 MPA, 18% meghosszabbítás) | Fogaskerékházak, főtengelyek, biztonságkritikus szerkezeti öntvények |
| Tömörített grafitvavas (CGI) (GJV) | C ~3,2-3,6; És ~1,8-2,6; nyom Mg/RE | Kompakt (vermikus) grafit — köztes a pelyhek és a gömbök között | Jobb szakítószilárdság és hőfáradásállóság, mint a szürkevas, jó csillapítással; UTS közepes tartományban | Dízelmotor blokkok, kipufogógáz -alkatrészek, nagy teherbírású hengerblokkok |
| Fehér vas | C ~2,6-3,6; Si alacsony (<1.0); magas hűtési sebesség | Cementit / ledeburit (karbid) – lényegében nincs grafit | Nagyon magas keménység (gyakran HB több száz), kiváló kopásállóság; alacsony keménység | Zúzógépek, tányérokat visel, sörétes bélések, erős kopásos környezetben |
Temperöntvény |
Kezdetben fehérvas összetételű; hőkezelt | Akkor öntsön fehér vasként lágyított a szenet szabálytalan aggregátumokká temperálni (temper karbon) | Egyesíti a jobb hajlékonyságot/szívósságot vs. szürke vas; mérsékelt erő | Hajlékonyságot igénylő kis öntvények (szerelvények, zárójel) |
| Felújított csillapító vasaló (ADI) | gömbgrafitos vas alap + szabályozott ausztrum hőkezelés | Szferoid grafit auszferrites mátrixban (bainites ferrit + stabilizált ausztenit) | Kivételes szilárdság/hajlékonyság arány: UTS -tól ~600 to >1000 MPA hasznos nyúlással (3-10% fokozattól függően); Kiváló fáradtság ellenállás | Nagy teljesítményű hajtáslánc, felfüggesztési alkatrészek, nehéz gépek |
| Ötvözött öntöttvasak (PÉLDÁUL., Ni-ellenálló, magas Cr-tartalmú vasak) | Alap jelentős nikkel, CR, Mo kiegészítések | A hőnek/korróziónak ellenálló mátrix; grafit jelen lehet vagy elnyomott | Speciális korrózió/oxidációállóság, vagy magas hőmérsékletű szilárdság | Szivattyú alkatrészek korrozív folyadékokhoz, szeleptestek, magas hőmérsékletű kopó alkatrészek |
4. Mechanikai tulajdonságok összehasonlítás
A számokat praktikusan mutatjuk be, öntödei szintű tipikus tartományok (nem garantált minimumok/maximumok) mert a tényleges értékek erősen függnek az egzakt kémiától, öntés útvonala, szakaszméret, és hőkezelés.
Tipikus mechanikai tulajdonságok – reprezentatív öntött alumínium és öntöttvas minőségek
| Anyag / Fokozat (tipikus megnevezés) | Sűrűség (g · cm⁻³) | Young-modulus (GPA) | Szakítószilárdság, UTS (MPA) | Hozamszilárdság (MPA) | Meghosszabbítás (A, %) | Keménység (Brinell, HB) | Tipikus alkalmazások |
| A356-T6 (Al-Si-Mg, hőkezelt alumíniumöntvény) | 2.68–2,72 | 68–72 | 200 - - 320 | 150 - - 260 | 5 - - 12 | 60 - - 110 | Szerkezeti házak, kerekes csomópontok, sebességváltó házak |
| A380 / ADC12 (gyakori fröccsöntő Al–Si család, esett) | 2.70–2,78 | 68–72 | 160 - - 280 | 100 - - 220 | 1 - - 6 | 70 - - 130 | Vékony falú házak, fogyasztói alkatrészek, csatlakozók (fröccsöntés) |
| Hipereutektikus Al-Si (dugattyú / kis tágulású ötvözetek) | 2.70–2,78 | 68–72 | 150 - - 260 | 100 - - 220 | 1 - - 6 | 80 - - 140 | Dugattyú, csúszó alkatrészek, kis tágulású alkatrészek |
| Szürke öntöttvas (tipikus ASTM A48 osztály 30) | 6.9–7.3 | 100–140 | ≈207 (≈30 ksi) | - - (nincs külön hozam) | <1 - - 3 | 140 - - 260 | Motorblokkok, gépi keretek, fékdobok |
| Szürke öntöttvas (ASTM A48 osztály 40) | 6.9–7.3 | 100–140 | ≈276 (≈40 ksi) | - - | <1 - - 3 | 160 - - 260 | Nagyobb teherbírású házak, szivattyútestek |
| Hercegek (csomós) vas - 60-40-18 (ASTM A536) | 7.0–7.3 | 160–180 | ≈414 (60 KSI) | ≈276 (40 KSI) | ~ 18 | 160 - - 260 | Fogaskerékházak, hajtókar alkatrészek, szerkezeti öntvények |
| Tömörített grafitvavas (CGI) (tipikus hatótávolság) | 7.0–7.3 | 140–170 | 350 - - 500 | 200 - - 380 | 2 - - 8 | 180 - - 300 | Dízelmotor blokkok, kipufogógáz -alkatrészek (magas hőfáradásállóság) |
| Fehér / magas Cr-tartalmú kopóvas (kopási fokozatok) | 7.0–7.3 | 160–200 | alacsony szakítószilárdságú / törékeny | - - | <1 - - 2 | >300 - - 700 | Zúzógépek, viseljen bélést, lövöldözős alkatrészek |
5. Termikus és öntési folyamatok szempontjai
Olvadási és megszilárdulási viselkedés
- Olvadáspont / folyékony: alumíniumötvözetek megolvadnak a ~ 550–650 ° C hatótávolság (tiszta alumínium 660.3 ° C).
Az öntöttvas magasabb hőmérsékleten megszilárdul (~1150-1250 °C összetételtől függően) és az összetétel és a hűtési sebesség alapján grafitot vagy cementitet képez. - Hővezető képesség: Az alumíniumötvözetek jellemzően hőt vezetnek lényegesen jobb mint az öntöttvas (gyakran 2-4× magasabb), ami befolyásolja a penész hűtését, megszilárdulási sebesség és hideg viselkedés.
- Megszilárdulási zsugorodás: jellemző lineáris zsugorodás alumíniumötvözetek ~1.3–1,6%; a szürkeöntvény zsugorodása kisebb (~0.5–1,0%), bár mikro- a makrozsugorodás pedig a szelvényvastagságtól és az adagolástól függ.
Öntési módszerek & tipikus használat
- Öntvény alumínium: által általában előállított fröccsöntés (nagynyomású), állandó penész, alacsonynyomású, és homoköntés.
A présöntés kiváló felületi minőséget és vékonyfalú képességet biztosít; homoköntő fogantyúk nagy, nehéz, vagy összetett alkatrészek alacsonyabb szerszámköltséggel. - Öntöttvas: jellemzően homoköntés (zöld-homok, héj) és elvesztett foam/héj összetett formákhoz.
A gömbgrafitos öntvények általában homoköntvények. Az öntöttvas jól tolerálja a nagy metszeteket és a nehéz öntvényeket.
Dimenziós toleranciák & felszíni befejezés
- Öntött alumínium: az öntési útvonalak legjobb méretezhetősége – tipikus tűrés ±0,1–0,5 mm tartományban sok méretnél (mérettől függ), felületkezelés Ra gyakran 0.8–3,2 um esett.
- Permanens formájú alumínium: tűrések ±0,25-1,0 mm, felületkezelés jobb, mint a homoköntés.
- Homok-öntöttvas: durvább tűrések, jellemzően ±0,5–3,0 mm mérettől és kiviteltől függően; felületkezelés durvább, Ra gyakran 6–25 um öntött állapotban, hacsak nincs megmunkálva.
- Falvastagság képesség: az öntött alumínium vékony falakat készíthet (<2 mm) gazdaságosan;
Az öntöttvas jellemzően vastagabb szakaszokat igényel a hibák elkerülése és a zsugorodás elősegítése érdekében, bár a modern fröccsöntéssel mérsékelten vékonyak a kis alkatrészek.
Megmunkálhatóság és másodlagos műveletek
- Alumínium könnyen megmunkálható nagyobb sebességgel és kisebb erőkkel; a szerszám élettartama jó; a megmunkálási ráhagyások a fröccsöntött alkatrészeknél szerények.
- Öntöttvas másképpen megmunkálható – a szürkevas viszonylag könnyen megmunkálható, mivel a grafit forgácstörőként és kenőanyagként működik;
a gömbgrafitos öntöttvas keményebb, és különböző szerszámokat igényel; Az öntöttvas vágása gyakran törékeny forgácsot eredményez, és megfelelő szerszámminőséget igényel.
6. Korrózióállóság és működési környezetek
- Öntött alumínium: a stabil oxidfilmnek köszönhetően természetesen korrózióálló; légkörben jól teljesít, enyhén korrozív és tengeri környezetben, ha megfelelő ötvözetet/bevonatot választanak.
Az eloxálási és festési rendszerek tovább javítják a felület tartósságát és megjelenését. - Öntöttvas: rozsdára hajlamos vastartalmú anyagok (oxidáció) nedves környezetben; Védő bevonatokra van szükség (festék, galvanizálás), katódos védelem vagy ötvözet a korrózióállóság érdekében.
Egyes alkalmazásokban (motorblokkok), az öntöttvas az olajvédelem és az ellenőrzött környezet miatt elfogadhatóan teljesít. - Magas hőmérsékletű teljesítmény: öntöttvas (különösen szürke és képlékeny) jobban megőrzi szilárdságát magasabb hőmérsékleten, mint az alumínium.
Az alumínium szilárdsága gyorsan csökken, ha a hőmérséklet ~150-200 °C fölé emelkedik, használatának korlátozása forró motorban vagy kipufogógáznak kitett alkatrészekben, kivéve, ha speciális ötvözeteket vagy hűtést használnak.
7. Az alumíniumöntvény előnyei az öntöttvashoz képest
Öntött alumínium előnyei
- Súlymegtakarítás: ~62,5%-kal könnyebb egyenértékű térfogattal, mint az öntöttvas – ez kritikus a szállításban az üzemanyag-takarékosság szempontjából.
- Nagy hővezető képesség: jobb hőeloszlás (hasznos a hőcserélőknél, hengerfejek az autóiparban megfelelő tervezés után).
- Jó korrózióállóság esett; opcionálisan eloxálható a fokozott védelem és esztétika érdekében.
- Vékony falú és összetett vékony funkciós képesség (Különösen meghalt casting) — lehetővé teszi a konszolidált alkatrészeket és költségmegtakarítást az értékesítés előtt.
- Kedvező újrahasznosíthatóság és alacsonyabb tömeghez kapcsolódó szállítási költségek.
Az öntöttvas előnyei
- Nagyobb merevség és csillapítás: jó a merevséget és rezgésszabályozást igénylő szerkezetekhez (szerszámgép -bázisok, szivattyúház).
- Kiváló kopásállóság és tribológiai tulajdonságok: A perlit és fehér vasalók kiválóan használhatók koptató/kopó környezetekben.
- Magasabb nyomószilárdság és termikus stabilitás magasabb hőmérsékleten — nagy teherbírású motorblokkokhoz használják, hengerbélés, és fékrotorok.
- Jellemzően alacsonyabb nyersanyagköltség kg-onként és robusztus öntési viselkedés nagyon nagy szakaszokhoz.
8. Az öntött alumínium és az öntöttvas korlátai
Öntött alumínium korlátozások
- Alacsonyabb merevség: nagyobb keresztmetszeteket vagy bordákat igényel az egyenértékű merevség eléréséhez – csökkentheti bizonyos súlyelőnyöket.
- Alacsonyabb szilárdság magas hőmérsékleten: az alumínium magasabb hőmérsékleten gyorsabban veszít folyáshatáron, mint a vas.
- Kisebb kopásállóság: a sima öntött alumínium lágyabb; felületkezelést igényel (keményen eloxál, bevonatok) kopáskritikus felületekhez.
- Porozitás és gázzal kapcsolatos hibák: az alumínium hajlamos a gázporozitásra és a zsugorodási hibákra, ha az olvadás és az öntési gyakorlat nem ellenőrzött.
Öntöttvas korlátozások
- Nehéz: a nagyobb sűrűség növeli a résztömeget – negatív a súlyérzékeny alkalmazásoknál.
- Törékeny húzó viselkedés: a szürkevas alacsony szakítószilárdságú, és ütés hatására hajlamos a rideg törésre; a tervezésnek figyelembe kell vennie a bevágás érzékenységét.
- Védelem nélkül korrodálódik: bevonatokat vagy korróziókezelést igényel.
- Alacsonyabb hővezető képesség mint Al (lassabb hőleadás); szükség lehet a hűtés kialakításának módosítására.
9. Öntött alumínium vs öntöttvas: Különbségek összehasonlítása
| Tulajdonít | Öntött alumínium (PÉLDÁUL., A356-T6, A380) | Öntöttvas (szürke, Hercegek) | Gyakorlati vonatkozás |
| Sűrűség | ~2,6–2,8 g·cm⁻³ | ~6,8–7,3 g·cm⁻³ | Az alumínium ~60-63%-kal könnyebb – óriási előny a súlyérzékeny kialakítások számára. |
| Rugalmassági modulus (E) | ≈ 69–72 GPa | ≈ 100–170 GPa | A vas 1,5-2,5-szer merevebb; az alumíniumnak több anyagra/bordára van szüksége a merevséghez. |
| Szakítószilárdság (tipikus) | A356-T6: ~200-320 MPa; A380: ~160-280 MPa | Szürke: ~150-300 MPa; Hercegek: ~350-700 MPa | A gömbgrafitos öntöttvas szilárdságban és képlékenységben felülmúlja az Al-t; egyes Al-ötvözetek megközelítik az alsóbb fokú vasszilárdságot. |
| Hozamszilárdság | ~150-260 MPa (A356-T6) | Szürke: nincs egyértelmű hozam; Hercegek: ~200-300 MPa | Használjon gömbgrafitos vasat, ha határozott folyási viselkedésre és nagyobb statikus szilárdságra van szükség. |
| Meghosszabbítás (hajlékonyság) | ~5-12% (A356-T6) vagy 1-6% (fröccsöntött) | Szürke: <1–3%; Hercegek: ~10-20% | A gömbgrafitos öntöttvas és a hőkezelt Al jó alakíthatóságot biztosítanak; a szürkevas feszültségben törékeny. |
| Keménység / viselet | HB ≈ 60–130 (ötvözet függő) | HB ≈ 140–260 (szürke); >300 (fehér/perlit) | Vas, különösen a perlit/fehér fokozatok, a legjobb kopásálló kopáshoz. Az alumínium bevonatokat/betéteket igényel a kopáshoz. |
| Hővezető képesség | ~80–180 W·m⁻¹·K⁻¹ (ötvözet függő) | ~30–60 W·m⁻¹·K⁻¹ | Az alumínium előnyösen hőelvezető alkatrészekhez (hőcsökkentés, házak). |
| Hőstabilitás / nagy T-erősség | Az erő gyorsan csökken ~150-200 °C fölé | Jobb szilárdság megtartása magas hőmérsékleten | Használjon vasat a magas hőmérsékletű teherhordáshoz. |
| Csillapítás / rezgés | Mérsékelt | Kiváló (Különösen a szürke vas) | Gépvázhoz előnyös a vas, alapok és alkatrészek, ahol a rezgéscsillapítás számít. |
| Önthetőség / vékony falú képesség | Kiváló (fröccsöntés; vékony falak <2 mm lehetséges) | Korlátozott – jobb vastagabb szakaszokhoz | Az alumínium lehetővé teszi a konszolidációt, könnyű vékony falú alkatrészek; vasalja jobban a nehéz szakaszokat. |
Felszíni befejezés & tolerancia (esett) |
Die cast: finom kivitel, szűk tűrések | Homok öntött: durván, szélesebb tűrések | A présöntés csökkenti az utómegmunkálást; a homok öntöttvas gyakran több megmunkálást igényel. |
| Megmunkálhatóság | Könnyen, magas eltávolítási arány; alacsony szerszámkopás | Szürkevas gépek jól (A grafit segíti a forgácsképződést); gömbgrafitos vas keményebb a szerszámokon | Az alumínium csökkenti a megmunkálási ciklusidőket; lehet, hogy a vas keményebb szerszámokat igényel, de a szürke vasak tisztán vágnak. |
| Korrózióállóság | Jó (védő oxid); tovább javítva eloxálás/bevonattal | Védelem nélkül gyenge nedves/kloridos környezetben | Az alumínium gyakran kevesebb korrózióvédelmet igényel; a vasat festeni/bevonatolni vagy ötvözni kell. |
| Újrahasznosítás | Kiváló; az újraolvasztási energia kg-onként alacsonyabb, mint az elsődlegesnél | Kiváló; nagymértékben újrahasznosítható | Mindkettő erős selejtértékkel rendelkezik; alumínium energiamegtakarítás kilogrammonként nagy v. elsődleges termelés. |
| Tipikus költségmegfontolások | Magasabb $/kg, de kisebb tömeg csökkentheti a rendszer költségét; fröccsöntő szerszámok magas | Alacsonyabb $/kg; homoköntő szerszámok alacsony a kis mennyiségekhez | Válasszon az alkatrész tömege alapján, kötet és a szükséges kikészítés. |
| Tipikus alkalmazások | Autóipari házak, hőcsökkentés, könnyű szerkezeti alkatrészek | Motorblokkok, gépi bázisok, alkatrészeket visel, nehéz házak | Igazítsa az anyagot a funkcionális prioritásokhoz – súly vs. merevség/kopás. |
Kiválasztási útmutató (gyakorlati hüvelykujjszabályok)
- Válasszon öntött alumíniumot, amikor: tömegcsökkentés, hőleadás, a korrózióállóság és a vékonyfalú jellemzők megszilárdítása az elsődleges hajtóerő (PÉLDÁUL., gépjármű karosszériaelemek, hőcsökkentés, könnyű házak).
Használjon alumínium présöntvényt nagy térfogatú és vékony falú kivitelhez, funkciókban gazdag részek; használja az A356-T6-ot, ha nagyobb szerkezeti teljesítményre és utóhőkezelésre van szükség. - Válasszon öntöttvasat, amikor: merevség, csillapítás, a kopásállóság vagy a magasabb üzemi hőmérséklet a legfontosabb (PÉLDÁUL., szerszámgép -bázisok, fék alkatrészek, nagy teherbírású házak, koptató bélések).
Válasszon gömbgrafitos vasat azokhoz a szerkezeti részekhez, amelyek szívósságot és némi szakítószilárdságot igényelnek.
Szürkevasat használjon a csillapításhoz és a megmunkálhatósághoz (nehéz megmunkálási műveletekhez) fontosak, és a szakítóképesség kevésbé kritikus. - Ha kétségei vannak, értékelje a rendszerszintű kompromisszumokat: a nehezebb vasalkatrészek kilogrammonként olcsóbbak lehetnek, de növelik a későbbi költségeket (üzemanyag -fogyasztás, kezelés, telepítés);
egymással szemben, az alumínium csökkentheti a rendszer tömegét, de nagyobb szakaszokra vagy betétekre lehet szükség a merevségi/kopási élettartam eléréséhez – részszintű tömeget futtatni, merevség és költség összehasonlítás.
10. Következtetés
Az öntött alumínium és az öntöttvas kiegészítő anyagok, mindegyik kiváló olyan forgatókönyvekben, ahol egyedi tulajdonságaik összhangban vannak az alkalmazás követelményeivel.
Az alumíniumöntvények dominálnak a könnyű súlyban, nagy hatékonyságú ágazatok (autóipari elektromos járművek, űrrepülés, fogyasztói elektronika) szilárdság/tömeg arányának köszönhetően, hővezető képesség, és összetett önthetőség. </span>
Az öntöttvas pótolhatatlan marad a nagy igénybevétel során, költségérzékeny alkalmazások (szerszámgép, építési csövek, hagyományos motorok) kopásállósága miatt, rezgéscsillapítás, és alacsony költséggel.</span>
GYIK
Mennyivel könnyebb egy öntött alumínium alkatrész, mint az azonos térfogatú öntöttvas alkatrész?
Tipikus sűrűségek: alumínium ~2,7 g/cm³ vs. öntöttvas ~7,2 g/cm³. Az egyenlő komponens térfogatért, alumínium az körülbelül 62.5% öngyújtó (AZAZ., azonos térfogatú alumínium tömeg = 37.5% öntöttvas tömegből).
Az alumínium helyettesítheti az öntöttvasat a motorblokkokban?
Az alumíniumot széles körben használják a modern motorblokkokhoz és hengerfejekhez a súlycsökkentés érdekében.
A vas cseréje gondos tervezést igényel a merevség érdekében, termikus tágulás, hengerbélés stratégiák (PÉLDÁUL., öntött bélések, vas ujjak) és figyelni a fáradtságra és a kopásra.
Nagy terhelésű vagy magas hőmérsékletű alkalmazásokhoz, az öntöttvas vagy speciális alumíniumötvözetek/dizájnok előnyösek.
Ami olcsóbb: öntött alumínium vagy öntöttvas?
Az a kilogrammonként alapján, a vas általában olcsóbb; a részenként alapján a válasz a hangerőtől függ, szerszámkészítés (a fröccsöntő szerszámok drágák), megmunkálási idő, és a súlyvezérelt rendszer költségei (PÉLDÁUL., üzemanyag-fogyasztás a járművekben).
Nagy mennyiségre, Az öntött alumínium a magasabb anyagköltség ellenére gazdaságos lehet.
Melyik anyag ellenáll jobban a kopásnak?
Öntöttvas (különösen perlit vagy fehér vas) általában jobb kopásállóságot mutat az öntött alumíniumhoz képest.
Az alumínium felületkezelhető vagy bevonható a kopási alkalmazásokhoz, de ritkán illik az edzett vashoz hozzáadott eljárások nélkül.
Alumíniumrozsdát önt?
Az alumínium nem rozsdásodik, mint a vas; oxidréteget képez, amely megvédi a további korróziótól. Bizonyos feltételek mellett (klorid expozíció, galvanikus kapcsolás) Az alumínium korrodálódhat, és bevonatokat vagy katódos védelmet igényelhet.
