A360 알루미늄 합금: 우수한 부식 다이 캐스팅 솔루션

1. 소개

A360 알루미늄 합금은 현대 고압 다이 캐스팅에서 중심적인 역할을합니다., 유동성의 조합으로 유명합니다, 힘, 그리고 부식 저항.

기계적 성능과 주조의 최적 균형을 제공함으로써, A360은 자동차의 업계 표준이되었습니다, 선박, 소비자 전자 구성 요소.

따라서, 엔지니어와 재료 과학자는 그 구성을 이해해야합니다, 제조 중 행동, 서비스 내 특성, 그리고 전반적인 경제적 가치.

이 기사는 A360의 야금 재단을 다룹니다, 물리적 특성, 기계적 성능, 부식 행동, 다이 캐스팅 고려 사항, 후 처리 요구 사항, 및 응용 프로그램.

2. 알루미늄 합금의 합금 조성 A360

알루미늄 합금 A360 균형을 유지하도록 설계된 고압 다이 캐스팅 합금입니다 유동성, 기계적 강도, 그리고 부식 저항.

그 구성은 ADC12를 신기하게 배치합니다 (때때로 북미에서 A383이라고합니다) 그러나 부식 성능을 향상시키기 위해 마그네슘이 약간 높습니다.

아래는 전형적인 화학적 고장입니다 (중량 백분율의 모든 값):

3. 물리적 & 열 특성 A360 알루미늄 합금

4. 기계적 특성 A360 알루미늄 합금

5. 부식 저항 & 표면 행동

원시 수동 영화 (알 ₂ 오 ₂)

순수한 알루미늄과 합금은 자연스럽게 얇게 형성됩니다 (2–5 nm) 무정형 알로오 층 공기 노출 몇 초 안에.

이 부착 된 필름은 긁힐 때자가 치유됩니다, 따라서 추가 산화를 방지합니다.

정적, 중성 pH 조건, Bare A360은 일반적으로 아래의 부식 속도를 나타냅니다 5 µm/년,

대부분의 코팅되지 않은 강철보다 내구성이 뛰어납니다.

구덩이 & 틈새 부식

클로라이드가 가득한 환경에서 (해변 또는 대리 조건과 같은)구덩이 부식 Cll 이온이 수동 층을 위반 한 위치를 시작할 수 있습니다.

ASTM B117 소금 스프레이 테스트에서, 보호되지 않은 A360 샘플은 종종 작은 구덩이를 보여주기 시작합니다. 200–300 시간 ~에 5% NaCl, 35 ° C.

대조적으로, 해양 등급 5083 너머로 수행합니다 1 000 시간. 따라서, 보호 코팅 또는 양극화는 지속적인 해양 노출에 필수가됩니다..

비슷하게, 틈새 부식 개스킷이나 그림자 지역에서 발달 할 수 있습니다, 국소화 된 산성화가 아래의 pH를 낮추는 경우 4, 산화물을 더 불안정하게합니다.

디자인 솔루션에는 적절한 배수를위한 타이트 공차 보장 및 비공개 실런트 사용이 포함됩니다..

보호 치료

• 양극화 (II 형 및 타입 III): 황산산성 양극화는 산화물 층을 구축합니다 5–25 µm (II 형) 또는 15–50 µm (하드 아노 디즈 타입 III).
  니켈 아세테이트 또는 중합체 기반 실러로 밀봉하는 것은 추가 보호를 제공합니다., 소금 스프레이 저항을 오버로 확장합니다 500 시간 구덩이 시작없이.
• 변환 코팅: 크로메이트 변환 (이리다이트) 및 비 초대 대안 (예를 들어, 지르코늄 기반) 얇은 것을 만듭니다,
  <1 µm 표면을 프라이밍하고 초기 부식을 억제하는 장벽.
• 유기농 코팅: 에폭시 프라이머는 폴리 우레탄 또는 플루오로 폴리머 탑 코트와 결합된다
  ~ 위에 1 000 시간 소금 스프레이 테스트에서, 표면 준비를 제공했습니다 (가성 에칭과 탈산성) 엄격하게 따릅니다.

갈바닉 상호 작용

갈바니 시리즈에서 알루미늄의 위치는 많은 구조 금속에 양극성을 만듭니다., 스테인레스 스틸, 그리고 심지어 티타늄.

습하거나 젖은 전해질에서, 갈바니 커플은 A360 부식을 10–20 µm/년 구리와 직접 접촉 할 때. 갈바닉 행동을 완화하기 위해, 모범 사례에는 포함됩니다:

• 격리: 알루미늄과 스틸 패스너 사이의 나일론 또는 폴리 아미드 와셔.
• 코팅: 금속 중 하나 이상에 보호 층 적용.
• 설계: 비수 금속 스택을 피하거나 최소한의 전해질 포획을 보장합니다.

6. A360 알루미늄 합금의 다이 캐스팅 특성

그것이있을 때 고압 다이 캐스트g (HPDC), A360 알루미늄은 탁월한 유동성으로 인해 눈에 띄는 것입니다, 응고 행동, 그리고 전반적인 주파수.

행동 및 유동성을 충전합니다

가장 먼저, A360의 높은 실리콘 함량은 낮은 용융 온도와 넓은 반고체 간격을 부여합니다.,

전형적인 HPDC 매개 변수 하에서 뛰어난 유동성으로 변환 (~ 585 ° 100에 누워 있습니다, ~ 570 ° C에서 solidus). 결과적으로:

• 얇은 벽 기능: 표준 다이 캐스팅 시험에서, A360은 벽 두께를 낮게 채울 수 있습니다 1.0 mm 직선 흐름 길이를 따라 200–250 mm 주사 할 때 70–90 MPa 그리고 플런저 속도 1.5–2.0 m/s.
• 콜드 슈트 위험 감소: 압력에 따른 합금의 점도는 조기 동결 오프를 최소화합니다, 콜드 슈트 결함 감소 30 % A380과 같은 하부 SI 합금과 비교합니다.

뿐만 아니라, A360의 응고 범위는 비교적 좁기 때문입니다, 곰팡이 디자이너는 균일 한 흐름을 촉진하는 러너와 게이트를 정의 할 수 있습니다..

예를 들어, 에이 0.5 mm 게이트 단면의 증가 (~에서 5 mm² to 5.5 mm²) 종종 수율 10 % 더 빠른 채우기 시간, 랩이나 오해의 가능성을 줄입니다.

수축 및 응고 제어

다음, A360의 공칭 수축률 1.2–1.4 % 고정화시 수축시기 다공성을 방지하기 위해 신중한 다이 설계가 필요합니다.. 이것에 대응하기 위해:

• 방향성 응고: 전략적 배치 오한—Copper Inserts 또는 Beryllium-copper 슬리브-두꺼운 구간으로 국부적으로 냉각을 가속화합니다..
  실제로, 추가 a 2 mm 두꺼운 구리 냉기 a 10 MM베이스는 국소 응고 시간을 줄입니다 15–20 %, 사료 금속을 고위험 지역으로 지시합니다.
• 순차적 인 수유: 다중 고용, 무대 게이트는 녹은 A360이 두꺼운 보스를 마지막으로 공급하도록 허용 할 수 있습니다., 이 지역이 최종 응고 될 때까지 액체를 유지하도록합니다.
  시뮬레이션 데이터는 종종 2 게이트 디자인이 수축 폭을 줄이면 40 % 단일 게이트 레이아웃과 관련이 있습니다.
• 진공 보조 기술: 진공 청소기를 그리십시오 0.05 MPA 샷 슬리브 아래에서 포획 된 공기가 줄어 듭니다, 밀도가 높은 공급 금속을 허용합니다.
  시험은 진공 HPDC가 ~에서 다공성을 낮추는 것을 보여줍니다3 % 보다 적습니다 1 % 볼륨으로, 인장 강도 향상 10 MPA 평균적으로.

다공성 완화 및 품질 보증

A360의 빠른 열 추출은 미세한 미세 구조를 촉진합니다, 통제되지 않으면 가스 및 수축 다공성을 생성 할 수 있습니다.. 일반적인 완화 전략에는 포함됩니다:

• 가스 플러시 노즐: 샷 피스톤 뒤에 불활성 가스 포켓을 소개하여, 가스 플러시 시스템 용해에서 용해 된 수소를 동원하고 배출.
  A360 파일럿 실행, 가스 플러시 수소 함량 감소 0.15 ml/100 g al 에게 0.05 ml/100 g al, 가스 구멍을 과도하게 절단합니다 60 %.
• 플런저 가속 프로파일: 가파른 가속도 램프 (예를 들어, 0.5 m/s² to 2.0 m/s² 첫 번째 15 mm) 난기류 제어 충전물을 향상시킵니다, 공기를 포획하는 정체 된 구역을 최소화합니다.
  데이터는이 프로파일 변경만으로는 임계 인장 영역에서 기공 수를 낮출 수 있음을 보여줍니다. 20 %.
• 다이 온도 관리: 사이의 다이 온도 유지 200 ° C 및 250 ° C 표면이 너무 빠르게 얼지 않도록합니다.
  키 다이 지역의 열전대 모니터링은 온도 변동을 유지할 수 있습니다. ± 5 ° C, 표면 고도성을 감소시키는 표면 동결 결함 감소.

품질 보증은 더 의존합니다 자동화 된 X- 선 방사선 촬영 또는 CT 스캔 기공을 ≥ ≥ 0.5 mm.
미션 크리티컬 자동차 부품의 경우, 허용 가능한 기공 부피 < 0.3 % 종종 설정됩니다; 현대 메트로 기술 보고서 95 % 그러한 기준에 대한 탐지율.

툴링 마모 및 유지 보수

A360의 실리콘 함량 (9.5–10.5 %) 유동성을 향상시킵니다, 이 단단한 si-particles는 또한 다이 마모를 가속화합니다. 따라서:

• 도구 스틸 선택: 고품질 H13 또는 h11 합금은 표준입니다, 그러나 그것들을 코팅합니다 주석 또는 다이아몬드와 같은 탄소 (DLC) 마찰을 줄입니다.
  생산 중, 주석 코팅은 곰팡이 수명을 연장했습니다 25–30 %, 평균에서 150 000 샷 오버 200 000 샷 보수를 요구하기 전에.
• 다이 표면 마감: 다이 캐비티를 연마합니다 라 < 0.2 µm 고정화 알루미늄의 접착력을 최소화합니다, 납땜 및 담낭 감소.
  세련된 다이는 또한 더 적은 ejection 핀과 스프레이 윤활제가 적습니다. 10–15 %.
• 예방 유지 보수 간격: 누적 충전주기 및 X- 선 피드백에 기초합니다, 파운드리는 종종 다이 서비스를 구현합니다 50 000–75 000 샷.
  이 일정은 일반적으로 다시 정리됩니다, 다시 코팅, 형광 침투 방법을 사용하여 마이크로 크랙을 검사합니다.

7. 가공 가능성 & 후 처리

가공 특성

A360의 9.5–10.5% 실리콘 함량. 따라서:

• 압형: 카바이드 툴링을 사용하십시오 (K20 – P30 등급) 칩 제어를 관리하기위한 날카로운 형상과 양의 갈퀴 각도로.
• 절단 매개 변수: 속도 250–400 m/i, 피드 속도 0.05–0.2 mm/rev, 그리고 적당한 깊이의 컷 (1–3 mm) 공구 수명과 표면 마감 사이에 최적의 균형을 제공하십시오.
• 냉각수: 수성 에멀젼 또는 합성 냉각제로 홍수 냉각은 열을 제거하고 도구 공부 ​​인터페이스를 윤활하기 위해 권장됩니다..

• 

교련, 태핑, 그리고 스레드 형성

• 교련: 펙 드릴링을 활용하십시오 (0.5–1.0 mm마다 개폐합니다) 칩을 대피하고 구축 된 가장자리를 피하십시오.
• 태핑: 통찰력에 나선형 플루트 탭을 사용하십시오; ISO 당베이스 홀 크기를 선택하십시오 261 (예를 들어, #10–24 탭을 사용합니다 0.191 ~에. 프리 드릴).
• 스레드 형성: 더 부드러운 A360 섹션 (T0), 스레드 롤링은 절단보다 더 강한 실을 생성 할 수 있지만 정확한 파일럿 구멍이 필요합니다..

가입 방법

• 용접: A360의 고열 입력은 다공성을 악화시킬 수 있습니다; 따라서, 가스 텅스텐 아크 용접 (gtaw) 필러로드와 함께 4043 (Al -5SI) 또는 5356 (al -5mg) 선호됩니다.
  예열 100–150 ° C 열 구배를 줄일 수 있지만 항상 필요한 것은 아닙니다.
• 브레이징과 납땜: A360 조인트는 일반적으로 브레이즈를 사용합니다 알루미늄 브레이징로드 4-8% 실리콘을 포함합니다.
  플럭스 선택이 중요합니다. zinc 기반 플럭스는 수동 필름을 용해시키고 습윤을 보장 할 수 있습니다..

8. 응용 & 업계 사례

자동차 부문

A360 경량이 필요한 응용 프로그램을 지배합니다, 적당한 기계적 부하를 갖는 복잡한 형상. 예를 포함합니다:

• 변속기 하우징: 연성 철 교체, A360 주택 무게 30–40% 더 적습니다 비슷한 정적 강도를 전달하는 동안 (≥ 300 MPA 인장).
• 엔진 브래킷 및 마운트: 다이 캐스트 A360 브래킷은 부싱 및 마운트를 통합하여 부품 수를 줄일 수 있습니다.,
  총 어셈블리 중량을 낮추는 것 1.5 kg 차량 당.
• 사례 연구: 주요 OEM은 회색 아이언 변속기 테일 하우징을 대체했습니다 (계량 4.5 kg) A360 다이 캐스트 장치 (3.0 kg),
  절약 1.5 kg 생산 비용 절감 12% 사이클 시간이 짧고 가공 감소로 인해.

선박 & 해양 구성 요소

해양 등급 A360, 양극화 될 때, 바닷물 환경에서 부식에 저항합니다:

• 보트 하드웨어: 경첩, 클리트, A360 Sustain에서 제조 된 트림 조각 200 시간 ASTM B117 SALT-SPRAY 테스트에서 눈에 띄는 구덩이가 없습니다.
• 수중 펌프 케이싱: Bilge 및 LiveWell 응용 프로그램 용 A360 펌프는 작동 할 수 있습니다. 5 M 깊이 오버 5 연령 일상적인 양극화 유지 보수 2 연령.

가전제품 & 인클로저

A360의 열전도율과 형태 정확도의 조합은 방열판 및 하우징:

• LED 램프 하우징: 합금의 열전도도 (120 w/m · k) 사라지는 데 도움이됩니다 20 w 주택 당, LED 루멘 감가 상각 방지.
• 통신 랙 및 인클로저: EMI 차폐 A360 압출이 달성됩니다 50 DB 감쇠 1 GHZ, 양극화 후에는 미용 적으로 매력적으로 남아 있습니다.

산업 & HVAC

• 압축기 하우징: HVAC 시스템에서, A360 하우징은 지속적으로 작동합니다 100 ° C 그리고 지속됩니다 5000 시간 사이의 주기적 온도 변화 –20 ° C 그리고 100 ° C 더 적은 0.2% 살금살금 기다.
• 열 교환기 엔드 캡: A360의 치수 정확도 (± 0.1 얇은 벽에 mm) 응축기 및 증발기에서 O- 링으로 누출이없는 밀봉 할 수 있습니다.

9. 다른 다이 캐스팅 합금과 비교

지정할 때 a 다이 캐스팅 합금, A360은 종종 잘 확립 된 여러 재료와 경쟁합니다 A380 (ADC10), ADC12 (A383), A413, A356, 그리고 LM6.

각 합금은 유동성 측면에서 뚜렷한 이점을 제공합니다, 기계적 강도, 부식 저항, 그리고 비용.

10. 새로운 트렌드 & 미래의 방향

고급 합금 변이

• 나노 입자-강화 A360: SIC 또는 TIB태 나노 입자의 통합은 내마모성을 높이고 열 팽창을 줄이는 것을 목표로합니다..
  예비 연구가 나타납니다 15% 유동성을 희생하지 않고 경도의 개선.
• 로우 코퍼 A360 변형: Cu를 줄임으로써 < 1.5%, 차세대 합금은 연령화 능력을 유지하면서 부식성을 더욱 향상시킵니다., 특히 해안 인프라의 경우.

첨가제 제조 시너지

• 하이브리드 다이 캐스트/3D 인쇄 도구: 다이 삽입물에서 적합성 냉각 채널의 첨가제 제조 10–15% A360 주물에서보다 일관된 미세 구조를 생성합니다.
• 직접 금속 증착 (DMD) 수리: A360 파우더 사용, DMD는 마모 된 HPDC 다이를 복원합니다, 다이 생명을 연장합니다 20–30% 툴링 비용 절감.

디지털 제조 & 산업 4.0

• 실시간 프로세스 모니터링: 열전대 및 압력 센서를 Dies에 포함시킵니다,
  AI 알고리즘과 결합, 다공성 핫스팟을 예측합니다, 따라서 스크랩을 줄입니다 5–8%.
• 예측 유지 보수: 기계 학습 모델은 다이 온도 프로파일과 마모 패턴과 관련이 있습니다, 필요한 경우에만 유지 보수를 예약합니다, 가동 시간 개선 12%.

11. 결론

알루미늄 합금 A360 다이 캐스팅에서 눈에.니다 우수한 유동성, 균형 잡힌 기계적 특성, 그리고 개선 된 부식 저항 다른 다이 캐스팅 합금에 비해.

추가 보호없이 극한 해양 침수에 이상적이지는 않지만,

자동차로 탁월합니다, 산업, 얇은 벽이 필요한 소비자 응용 프로그램, 적당한 힘, 그리고 치수 정밀도.

적절한 열처리, 표면 마감, 제조 가능성 설계는 A360이 신뢰할 수 있도록합니다, 오래 지속되는 성능.

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FAQ

A360 알루미늄 합금이란 무엇입니까??

A360은 대략 9.5–10.5를 특징으로하는 고압 다이 캐스팅 합금입니다. % 규소, 0.45–0.70 % 마그네슘, 2.5–3.5 % 구리, 그리고 2-3 % 아연.

그것은 좋은 부식 저항과 힘으로 탁월한 유동성을 균형을 유지합니다., 얇은 벽에 이상적입니다, 복잡한 다이 캐스트 구성 요소.

열처리 A360이 필요합니다?

• 솔루션 처리 (선택 과목): 5254-6 시간 동안 –535 ° C, 그런 다음 물 담금질.
• T5 인공 노화: 1604-6 시간 동안 –180 ° C. 이로 인해 mg ₂si가 침전 될 수 있습니다, ~ 15–20만큼 인장 강도를 높입니다 % ~ 20 HB의 경도.
  지하 마시기 (엄청난 6 H 또는 180 ° C) 조잡하게 침전되고 강도를 줄일 수 있습니다.

A360의 일반적인 처리 수율 및 수명주기 비용은 무엇입니까??

• HPDC 수율: 90–95의 순 자산 수익률 %; 트리밍 후 스크랩 5–10 %. 진공 보조 및 최적화 된 게이팅은 스크랩을 줄일 수 있습니다 < 3 %.
• 수명주기 비용: 양극화 된 A360은 야외 부품을위한 페인트 강철 성능을 능가합니다: 3-5 년마다 유지 보수 (양극화) 대. 연간 페인트 (강철).
  재활용 A360 스크랩 값 $ 1.50– $ 2.00/kg 대 철강은 $ 0.15/kg입니다.