Aluminiowy stop ADC12: Roztwory stopowe o wysokiej wytrzymałości

1. Wstęp

Aluminium ADC12 jest jednym z najczęściej używanych stopów odlewników, elektronika, oraz ogólne zastosowania przemysłowe.

Standaryzowane pierwotnie w Japonii pod Jis H 5302, ADC12 stał się międzynarodowym końcem roboczym ze względu, właściwości mechaniczne, i koszt.

Jego oznaczenie „ADC” oznacza „aluminium Die casting,”Podczas gdy sufiks„ 12 ”zazwyczaj odnosi się do nominalnej zawartości krzemu (około 10–13% wagowych).

W ciągu ostatnich kilku dekad, ADC12 zapewnił dominującą pozycję w produkcji komponentów o dużej objętości, szczególnie w przypadku części wymagających złożonych geometrii, cienkie ściany, i dobra stabilność wymiarowa.

Historycznie, Przemysł odlewujący pojawił się w połowie XX wieku, aby zaspokoić popyt na lekkie, ale trwałe komponenty.

Do lat 70, Stopy ADC12 były produkowane w dużych ilościach w Japonii; Dzisiaj, Istnieją równoważne specyfikacje w ramach EN (NP., I AC-ALSI12CU2) i ASTM (NP., Astma B85).

Ich popularność wynika z kombinacji czynników: Doskonała płynność w stopionej postaci, Szybkie wskaźniki zestalania w stalowych umiera,

oraz mikrostruktura, którą można dostosować - leczenie cieplne - dla określonych wymagań dotyczących wydajności.

2. Skład chemiczny i metalurgia

Wydajność ADC12 jest zasadniczo podyktowana starannie kontrolowana składem chemicznym i zasady metalurgiczne regulujące jego zachowanie zestalania.

Typowe zakresy składu

Element	Zakres składu (wt%)	Funkcja pierwotna
Krzem (I)	9.6 - - 12.0	Obniża temperaturę topnienia, zwiększa płynność i odporność na zużycie
Miedź (Cu)	1.9 - - 3.0	Wzmacnia się poprzez zaciesiające intermetaliki
Żelazo (Fe)	≤ 0.8	Kontrola zanieczyszczeń; Nadmierna Fe tworzy kruche fazy
Mangan (Mn)	≤ 0.5	Modyfikuje morfologię międzymetaliczną Fe
Cynk (Zn)	≤ 0.25	Niewielkie wzmocnienie rozdzielczości stałej
Magnez (Mg)	≤ 0.06	Rafinacja ziarna, Hartowanie wiekowe AIDS (Minimalne w ADC12)
Inni (Z, W, Sn, Pb, itp.)	Każdy ≤ 0.15, Całkowita ≤ 0.7	Śledzić limity rafinacji lub zanieczyszczeń
Aluminium (Glin)	Reszta (ok. 83.5 - - 88.2)	Metal bazowy

Rola elementów stopowych

• Krzem (I): Obniża temperaturę topnienia (~ 580 ° C dla eutektycznego al -si), poprawia płynność, zmniejsza skurcz, i zwiększa odporność na zużycie.
  Wyższa zawartość SI zwiększa realizację i stabilność wymiarową podczas zestalania.
• Miedź (Cu): Znacząco podnosi siłę - zwłaszcza po obróbce cieplnej (T5/T6)- tworząc wzmacniając fazy międzymetaliczne (NP., AL2_22CU, θ ′ wytrąca się).
  Jednakże, Nadmierne Cu może zmniejszyć odporność na korozję, jeśli nie jest odpowiednio zarządzany.
• Żelazo (Fe): Zwykle uważane za nieczyste; poza 0.8 wt%, FE Forma igła- lub podobne do płytki międzymetaliki β-al5_55fesi, które mogą obwodzić stop. W ten sposób Fe jest trzymany poniżej 0.8 wt%.
• Mangan (Mn): W dodatku (≤ 0.5 wt%) Aby zmodyfikować morfologię β-fesi na bardziej łagodne intermetaliki α-FE, Poprawa plastyczności i zmniejszenie gorącego pękania.
• Cynk (Zn): W małych ilościach (< 0.25 wt%), Zn może zwiększyć siłę bez znaczącej szkody dla możliwości wydania.
• Magnez (Mg): Zazwyczaj minimalny (< 0.06 wt%) w ADC12; Jednakże, Małe ilości pomagają w udoskonaleniu ziaren i mogą być korzystne w połączeniu z Cu dla stwardnienia wieku.

Podstawy Al -i -z systemem

Al - si eutektyczne 12.6 Wt%, jeśli zapewnia płyn w pobliżu 577 ° C i eutektyczny solids na 577 ° C..

ADC12 jest lekko hipoeutektyczny (9.6 - - 12 wt% si), powodując pierwotne ziarna α-Al otoczone drobnym lamellarnym lub włóknistym eutektycznym.

Podczas zestalania w matrycy, Szybkie chłodzenie (10–50 ° C/s) udoskonala mikrostrukturę, Zmniejszenie porowatości i zwiększenie właściwości mechanicznych.

Obecność Cu w matrycy Al - Si zachęca do tworzenia θ (AL2_22CU) wytrąca się podczas starzenia się, Podnoszenie dowodu stresuje się do ~ 200 MPA dla próbek traktowanych T6.

3. Właściwości fizyczne i mechaniczne

Gęstość, Punktem topnienia, Przewodność cieplna

• Gęstość: ~ 2.74 g/cm³ (nieznacznie zmienia się w zależności od zawartości SI/Cu)
• Zakres topnienia: 540 - - 580 ° C. (Specjalne 580 ° C., Solidus wokół 515 ° C.)
• Przewodność cieplna: ~ 130 W/m · k (jak cast)

Te właściwości sprawiają, że ADC12 jest stosunkowo lekki w porównaniu do stali (7.8 g/cm³) Wciąż oferuje przyzwoitą sztywność (Moduł Younga ~ 70 GPA).

Umiarkowany zakres topnienia jest optymalny dla wysokociśnieniowych odlewów, umożliwiając szybkie czasy cyklu przy jednoczesnym minimalizowaniu zużycia energii.

Wytrzymałość na rozciąganie, Granica plastyczności, Wydłużenie, Twardość

• Warunki od cykli (T0): ADC12 zazwyczaj wykazuje siły rozciągania między 210 MPA i 260 MPA, Z wydłużeniem około 2–4%. Twardość jest umiarkowana (~ 75 HB).
• Warunek T5 (Bezpośrednie starzenie się): Po odlewaniu, Komponenty mogą przejść sztuczne starzenie się (NP., 160 ° C przez 4–6 godzin). Siła wzrasta do 240 - - 280 MPA, ale ciągność nieznacznie maleje.
• Warunek T6 (Leczenie roztworu + Sztuczne starzenie się): Leczenie roztworu (NP., 500 ° C dla 4 godziny) Rozpuszcza fazy Cu i Mg, a następnie gaszenie wody i starzenie się (NP., 160 ° C dla 8 godziny).
  Mocne strony rozciągania 260 - - 300 MPA i siły plastyczne 160 - - 200 MPA można osiągnąć, choć wydłużenie spadło do ~ 1–2%. Brinell twardość sięga do ~ 110 HB.

Rozszerzenie termiczne i zachowanie zmęczeniowe

Współczynnik rozszerzalności cieplnej (Cte): ~ 21 × 10⁻⁶ /° C. (20–300 ° C.), Podobne do większości stopów Al - Si.

Projektowanie ciasnych tolerancji musi uwzględniać rozszerzenie cieplne w zastosowaniach o dużych wahaniach temperatury.

Siła zmęczenia

Zachowanie zmęczeniowe ADC12 silnie zależy od jakości rzucania (porowatość, wtrącenia, i wykończenie powierzchni) i stan obróbki cieplnej:

• Zmęczenie w zakresie odrobiny (T0): Pod odwróconym zginaniem (R = –1), Limit wytrzymałości dla wysokiego ciśnienia ADC12 jest zazwyczaj 60 - - 80 MPA Na 10⁷ cykle.
  Odlewy z minimalną porowatością i zmodyfikowaną morfologią SI (przez dodatek SR lub Na) może się zbliżyć 90 MPA.
• Warunki starzejące się (T5/T6): Starzenie się zwiększa wytrzymałość na rozciąganie, ale może nieznacznie zmniejszyć żywotność zmęczeniową, ponieważ kruchość wywołana osadem sprzyja inicjacji pęknięć.
  Typowe w pełni odwrócone granice zmęczenia w zakresie T6 od 70 - - 100 MPA do odlewów wysokiej jakości (Polerowane powierzchnie, napływ wspomagany próżniowo).
• Stężenia stresu: Ostre zakątki, cienkie sekcje, lub nagłe zmiany przekroju służą jako miejsca inicjacji pęknięć.
  Wytyczne projektowe Zaleca się filety z promieniami ≥ 2 mm dla ścian ≤ 3 mm gruba, aby złagodzić lokalne piony naprężenia.

4. Proces produkcyjny i odlewania

Metody odlewni

• Casting na gorąco: Molten ADC12 znajduje się w piecu przymocowanym bezpośrednio do komory strzałowej.
  Tłok zmusza stopiony metal przez gęsień do matrycy.
  Zalety obejmują szybkie czasy cyklu i zminimalizowane utlenianie metalu; Jednakże, Stosunek stosunkowo wysokiej zawartości SI (w porównaniu ze stopami Zn lub Mg) oznacza nieco wolniejsze czasy wypełnienia.
• Casting na zimno: Stopiony metal jest obciążony osobną zimną komorą, a tłoka zmusza go do matrycy.
  Ta metoda jest preferowana dla ADC12, gdy wymagana jest wysoka objętości stopu lub ścisła kontrola temperatury/zanieczyszczeń stopionego metalu.
  Chociaż czasy cyklu są dłuższe niż komor, daje doskonałe właściwości mechaniczne i lepsze wykończenie powierzchniowe.

Krytyczne parametry odlewania

• Nalewanie temperatury: Typowo 600 - - 650 ° C.. Zbyt niski: ryzyko błędnych i zamykanych przeziębienie; za wysoko: Nadmierna erozja matrycy i zwiększona rozpuszczalność gazu prowadząca do porowatości.
• Prędkość wtrysku & Ciśnienie: Prędkości wtrysku 2–5 m/s i ciśnienia 800–1600 barów zapewniają szybkie wypełnienie (w 20–50 ms) podczas minimalizowania turbulencji.
• Temperatura matrycy: Podgrzewane do ~ 200 - - 250 ° C, aby uniknąć przedwczesnego zamrażania skóry. Kontrolowane przez kanały chłodzenia oleju lub ogrzewanie indukcyjne.
• Projektowanie bramkowania i biegaczy: Musi zrównoważyć krótką długość przepływu (Aby zmniejszyć utratę ciepła) z płynnymi przejściami (Aby zminimalizować turbulencje).
  Dobrze zaprojektowane bramy zmniejszają uwięzione powietrze i wytwarzają jednolite fronty przepływu metalu, ograniczając w ten sposób porowatość i zimno zamykają się.

Typowe wady i łagodzenie

• Porowatość (Gaz & Skurcz):

• • Porowatość gazu: Zatrzymane powietrze lub wodór prowadzi do małych sferycznych wnęk.
    Łagodzenie: Casting umierający wspomagany próżniowo, Odgazowanie stopu za pomocą argonu lub azotu, Zoptymalizowana wentylacja w matrycy.
  • Porowatość skurczowa: Występuje, jeśli ścieżki karmienia są niewystarczające podczas zestalania. Łagodzenie: Właściwe umieszczanie pionu/bramy lub lokalne przepełnienia.

• Zimne zamyka się & Błędnie ustępuje:

• • Spowodowane przedwczesnym zestalaniem lub niską temperaturą nalewania. Łagodzenie: nieznacznie zwiększyć temperaturę wylewania, usprawnij ścieżkę przepływu, Dodaj świerki „Podajnik”, aby utrzymać temperaturę.

• Gorące łzy:

• • Pęknięcia występują z powodu naprężeń rozciągających podczas zestalania.
    Zapobieganie: Zmodyfikuj skład stopu (nieco wyższa Fe lub Mn), optymalizuj temperaturę matrycy, Zmniejsz zmiany grubości przekroju.

5. Obróbka cieplna i mikrostruktura

Mikrostruktura jako odlewana

• Pierwotne ziarna α-Al: Forma najpierw po chłodzeniu poniżej ~ 600 ° C., Zazwyczaj kształt dendrytyczny, jeśli szybkość chłodzenia jest powolna.
  W odlewaniu matrycy pod wysokim ciśnieniem (szybkości chłodzenia ~ 10–50 ° C/s), Dendryty α-al są w porządku i równoznaczne.
• Eutektyczne si: Złożony z drobnej połączonej sieci cząstek krzemowych i α-Al. Szybkie chłodzenie wytwarza włóknistą lub szkieletową morfologię SI, co poprawia plastyczność.
• Fazy ​​międzymetaliczne:

• • Glin2_22Cu (θ faza): Podobne do płytki lub θ ′., gruboziarniste w Cast.
  • Intermetaliki Fe-Si: β-Al5_55fesi (igła) i α-AL8_88FE2_22SI (Chiński skrypt) w zależności od stosunku Fe/Mn. Ten ostatni jest mniej szkodliwy.
  • Mg2_22I: Minimalne w ADC12 z powodu niskiej zawartości MG.

Rozwiązanie obróbki cieplne, Gaszenie, i starzenie się

• Leczenie roztworu: Ciepło do ~ 500 ° C przez 3–6 godzin w celu rozpuszczenia faz zawierających Cu i Mg w matrycy α-Al. Ostrożność: Długotrwałe narażenie może wymyślić cząstki SI.
• Gaszenie: Szybki hartowanie wody do ~ 20 - - 25 ° C pułapki atomy substancji rozpuszczonej w przesyconym stałym roztworze.
• Starzenie się (Sztuczne starzenie się): Zwykle występowane w 150 - - 180 ° C przez 4–8 godzin. Podczas starzenia się, Atomy Cu wytrącają się jako drobne fazy θ ′ ′ i θ ′, Dramatycznie rosnąca siła (Harding wiekowy).
  Nadmierne starzenie się (Nadwyżka czasu/temperatury) prowadzi do grubszych wytrąconych i zmniejszonej wytrzymałości.

Wpływ obróbki cieplnej na właściwości

• T0 (Jak cast): Drobna włóknista SI zapewnia przyzwoitą plastyczność (2–4% wydłużenie). Wytrzymałość na rozciąganie ~ 220 MPA.
• T5 (Bezpośrednie starzenie się): Bez leczenia roztworu, starzenie się przy 150 ° C dla 6 Godziny zwiększa rozciąganie do ~ 250 MPA, Ale anizotropia z powodu wskazówek odlewania może pozostać.
• T6 (Rozwiązanie + Starzenie się): Jednolity rozkład Cu po roztworze prowadzi do jednorodnego zarodkowania θ ′ ′ podczas starzenia.
  Osiąga mocne strony do rozciągania do ~ 300 MPA. Wydłużenie może spaść do ~ 1–2%, Uczynienie części bardziej kruche.

6. Odporność na korozję i zabiegi powierzchniowe

Zachowanie korozji

ADC12, Jak większość stopów Al - Si - Cu, wykazuje umiarkowaną odporność na korozję w środowiskach atmosferycznych i lekko kwaśnych/podstawowych.

Obecność miedzi może tworzyć pary mikro-galaniczne z α-al, tworzenie stopu skłonnego do zlokalizowanego wżery w agresywnych mediach zawierających chlorek (NP., środowiska morskie).

W neutralnej wodzie pH lub rozcieńczonymi kwasami, ADC12 opiera się równomiernej korozji z powodu powstawania ochronnego, przylegający film pasywny Al₂o₃.

Jednakże, Podwyższony Cu (> 2 wt%) ma tendencję do zagrażania pasywacji w roztworach chlorkowych.

Wspólne zabiegi powierzchniowe

• Anodowanie:

• • Anodowanie kwasu chromowego (Typ I.): Wytwarza cienki (~ 0.5 - - 1 µm) warstwa konwersji, Minimalna zmiana wymiarowa, Ale ograniczony odporność na zużycie.
  • Anodowanie kwasu siarkowego (Typ II): Generuje grubszy tlenek (~ 5–25 µm), Poprawa korozji i odporności na zużycie. Po szkolnicy potrzebnej do zmniejszenia porowatości.

• Powłoka konwersji chromianu (CCC): Zazwyczaj powłoki na bazie cr₃o₈ (~ 0.5 - - 1 µm) zastosowane przez zanurzenie. Zapewnia dobrą ochronę korozji i przyczepność farby.
• Powłoka proszkowa / Malarstwo: Oferuje solidną ochronę korozji, jeśli podłoże jest prawidłowo wstępnie traktowane (NP., nieco szorstkie, zagruntowany). Odpowiednie dla części narażonych na środowiska zewnętrzne lub przemysłowe.
• Elektryczne nikielne poszycie (ENP): Rzadkie, ale używane do zastosowań o wysokiej zawartości lub wysokiej zawartości;
  wytwarza jednolitą warstwę Ni - P (~ 5–10 µm) To zwiększa twardość i odporność na korozję.

Porównawcza wydajność korozji

• ADC12 (Cu ~ 2 wt%) vs.. A356 (Cu ~ 0.2 wt%): A356 jest z natury bardziej oporny na korozję z powodu niższego Cu;
  ADC12 zazwyczaj wymaga lepszej ochrony powierzchni w warunkach morskich lub wysoce żrących.
• W porównaniu ze stopami opartymi na MG (NP., AZ91): ADC12 ma doskonałą odporność na korozję i stabilność wymiarową, czyniąc go lepszym, gdzie długie życie jest krytyczne.

7. Porównanie z innymi stopami aluminium

ADC12 vs.. A380 (USA równoważne)

• Kompozycja: A380 nominalnie zawiera 8–12% wag. SI, 3–4% wag, ~ 0.8 wt% (< 1.5 wt%) Fe, Plus Zn i Trace Mg.
  Zakres CU ADC12 jest węższy (1.9–3% wag.), nieco niższe niż A380..
• Właściwości mechaniczne: A380 T0: ~ 200 MPA rozciąga się, ~ 110 HB; ADC12 T0: ~ 220 MPA rozciąga się, ~ 80 HB.
  W stanie T6, Oba mogą dotrzeć ~ 300 MPA rozciąga się, Ale ADC12 często wykazuje nieco lepsze wydłużenie ze względu na zoptymalizowaną morfologię SI.
• Aplikacje: A380 jest powszechny w Ameryce Północnej; ADC12 w Azji. Oba obsługują podobne rynki (Obudowy motoryzacyjne, Ramki elektroniki użytkowej).

ADC12 vs.. A356 (Odlew grawitacyjny, Nie umrzeć)

• Metoda przetwarzania: A356 służy przede wszystkim do grawitacji lub odlewania piasku, nie Odlewanie matrycy wysokiego ciśnienia.
• Kompozycja: A356 zawiera ~ 7 wt% si, ~ 0.25 WT% z, ~ 0.25 wt% mg; SI ADC12 (~ 10–12% wag.) jest wyższy, i z (~ 2 wt%) jest znacznie wyższy.
• Właściwości mechaniczne: A356 T6: rozciąganie ~ 270 MPA, wydłużenie ~ 10%. ADC12 T6: rozciąganie ~ 290 MPA, wydłużenie ~ 1–2%.
  A356 jest bardziej plastyczne, ale mniej odpowiednie dla cienkościennych, złożone kształty.

Wytyczne wyboru

• Cienką ścianę, Złożone kształty & Duża objętość: ADC12 (lub A380) przez odlewanie matrycy wysokiego ciśnienia.
• Duże sekcje, Dobra plastyczność & Spawalność: A356 za pomocą piasku lub stałego odlewu form.
• Wysoka odporność na korozję & Krytyczne części lotnicze: Stopy AL-SI-MG o wysokiej czystości (NP., A390).

8. Zastosowania ADC12

Przemysł motoryzacyjny

• Komponenty silnika: Tłoki (W niektórych taniego silników), Obudowy gaźnika, ciała przepustnicy.
  Chociaż wiele producentów OEM przeniosło się na A380 lub A390 w przypadku komponentów stresu, ADC12 pozostaje wspólny dla obudowa i nawiasów.
• Obudowy transmisyjne: Złożona geometria wymaga cienkich ścian (1.5–3 mm); Doskonała płynność i szybkie zestalenie ADC12 zapewniają szczegółowe funkcje.
• Składniki zawieszenia & Wsporniki: Stosunek siły do ​​masy, dokładność wymiarowa, a wykończenie powierzchni sprawiają, że ADC12 jest idealny do wsporników nośnych (NP., mocowania silnika).

Elektronika i obudowy elektryczne

• Rozbadane: Przewodnictwo cieplne ADC12 (~ 130 W/m · k) i zdolność do tworzenia skomplikowanych płetw (przez casting die) Zapewnij skuteczne rozpraszanie ciepła w elektronice energetycznej, LED, i sprzęt telekomunikacyjny.
• Złącza & Zmień obudowy: Złożone geometrie wewnętrzne, cienkie ściany, a wymagania dotyczące ochrony EMI są spełnione z chemią stopu ADC12 i precyzją odlewniczą.

Maszyny Przemysłowe

• Pompa & Obudowy zastawowe: Odporne na korozję (po odpowiednim powleczeniu) i stabilny wymiarowo, ADC12 jest stosowany w pompach do oczyszczania wody, Sprężarki, i narzędzia pneumatyczne.
• Części sprężarki: Głowice cylindra, obudowy, i krukaty dla małych sprężarek śrubowych korzystają z przenoszenia ciepła ADC12 i wytrzymałości mechanicznej.

Produkty i urządzenia konsumenckie

• Komponenty urządzeń domowych: Wsporniki z pralką, Wsporniki bębna suszarki, i obudowy odkurzaczowe.
  Spójność wymiarowa i wykończenie powierzchni zmniejszają przetwarzanie po.
• Sprzęt sportowy: Ramy rowerowe lub części motocyklowe, w których potrzebne są cienkie odcinki i powierzchnie estetyczne.
  Die-Cast ADC12 oferuje szybką produkcję i zintegrowane funkcje montażu.

9. Zalety i ograniczenia

Zalety

• Doskonała możliwość obsadzenia: Wysoka zawartość SI obniża temperaturę topnienia i zwiększa płynność, Włączanie cienkiej ściany (aż do 1 mm) funkcje z minimalnymi wadami.
• Stabilność wymiarowa: Niski skurcz i szybkie chłodzenie wytwarzają drobno ziarnowane mikrostruktury, Zapewnienie ciasnych tolerancji (± 0.2 MM lub lepsze w wielu przypadkach).
• Opłacalność: Pozwolenia na odlewnię. Szeroka dostępność ADC12 dodatkowo obniża koszty materiału.
• Widmo właściwości mechaniczne: Po obróbce cieplnej po casting (T5/T6) może dostroić właściwości od umiarkowanej wytrzymałości/plastyczności do wysokiej wytrzymałości (do ~ 300 MPA rozciąga się).

Ograniczenia

• Niższa plastyczność: Wydłużenie ADC12 As-Cast (2–4%) jest niższe niż grawitacyjne stopy Al-Si-Mg (~ 8–12%).
  T6 zmniejsza wydłużenie dalej do ~ 1–2%. Nie nadaje się do części wymagających wysokiej jakości po odchudzaniu.
• Podatność na korozję: Podwyższona zawartość Cu predysponuje ADC12 do wżery w środowiskach chlorkowych bez odpowiedniej ochrony powierzchni.
• Ograniczenia temperatury: Zachowuje właściwości mechaniczne tylko do ~ 150–160 ° C; powyżej tego, Siła spada stromo z powodu nadmiernego starzenia się i utraty osadów.
• Kruche intermetaliki: Niewłaściwa kontrola Fe lub brak MN może prowadzić do kruchości igieł β-al5_55fesi, negatywnie wpływa na wytrzymałość.

10. Standardy jakości i testowanie

Standardy międzynarodowe

• Jis h 5302 (Japonia): Określa skład chemiczny ADC12, Wymagania dotyczące własności mechanicznej, oraz metody testowania produktów wysokociśnieniowych.
• W 1706 / I AC-ALSI12CU2 (Europa): Definiuje równoważne limity chemiczne i właściwości mechaniczne, Wymaganie określonej wytrzymałości na rozciąganie, wydłużenie, i testy twardości.
• Astma B85 (USA): Obejmuje kutego i obsadzone stopy Al - Si - Cu; dla odlewanych adc12, Patrz specyfikacje ASTM B108 lub zastrzeżone przez OEM.

Wspólne metody testowania

• Testowanie na rozciąganie: Standardowe okazy obrobione z odlewów; ocenia najwyższą wytrzymałość na rozciąganie (UTS), granica plastyczności (0.2% zrównoważyć), i wydłużenie (procent).
• Twardość (Brinell lub Rockwell): Nieniszcząca metoda wnioskowania o zmianach siły; Typowa twardość ADC12 Zakresy 70–110 Hb w zależności od stanu.
• Metalografia: Przygotowanie próbki (montowanie, Polerowanie, trawienie odczynnikiem Kellera) Ujawnia strukturę ziarna, Eutektyczna morfologia krzemu, Fazy ​​międzymetaliczne, porowatość.
• Rentgen / CT skanowanie: Wykrywa wady wewnętrzne (porowatość, Zimne zamyka się) bez sekcji; Krytyczne dla komponentów wysokiej niezawodności (części bezpieczeństwa samochodowego).
• Analiza chemiczna: Techniki takie jak spektrometria emisji optycznej (Oes) lub fluorescencja rentgenowska (Xrf) Potwierdź zgodność ze standardami kompozycji.

Tolerancja i kontrola

• Tolerancje wymiarowe: Dla funkcji krytycznych, ± 0.1 MM do ± 0.2 MM jest osiągalny dla ścian < 3 mm; Większe sekcje mogą się utrzymywać ± 0.5 MM lub lepsze.
• Wykończenie powierzchni: As-Cast ADC12 może osiągnąć ra ~ 1.6 µm; z procesami wtórnymi (Para honoring, Wykończenie wibracyjne), Ra ~ 0.8 µm lub lepiej.

11. Rozważania dotyczące środowiska i zrównoważonego rozwoju

Recyklabalność

• Wysoka zdolność do recyklingu: Aluminium jest nieskończenie recyklingowe bez degradacji nieodłącznych właściwości.
  Złom ADC12 (fałszywy, biegacze, odrzuca) może być wspomagane z minimalnym obniżeniem, jeśli jest prawidłowo podzielone.
• Wtórne aluminium: Używanie aluminium z recyklingu może zmniejszyć zużycie energii pierwotnej o 92% W porównaniu do dziewiczej produkcji.
  Jednakże, Kontrolowanie poziomów Fe i Cu w wtórnych stopach ma kluczowe znaczenie dla utrzymania specyfikacji ADC12.

Zużycie energii i emisje

• Odlewujący vs.. Obróbka: Odlewanie (Proces w kształcie siatki) dramatycznie zmniejsza odpady obróbki. W porównaniu z obróbką kęsów, Odlewnia zużywa o 30–50% mniej energii na część.
• Ślad węglowy: Po pozyskiwaniu z surowca z recyklingu, Ślad węglowy składników ADC12 może być tak niski jak 2–3 kg CO₂-EQ na kg części.
  W przeciwieństwie do tego, Pierwotne aluminium może przekroczyć 15 kg co₂-eq na kg.

Ocena cyklu życia (LCA)

• Kołyska do bram: Dis-Cast ADC12 korzysta z recyklingu zamkniętej pętli w obrębie odlewni.
  Etapy cyklu życia obejmują produkcję surowców (górnictwo, rafinacja), odlewanie, obróbka, obróbka powierzchniowa, stosowanie, i recykling na koniec życia.
• Koniec życia: Nad 90% aluminiowych składników odlewanych matryc, Minimalizacja składowiska i zmniejszenie ogólnego wyczerpania zasobów.

12. Przyszłe trendy i rozwój

Modyfikacje stopu

• Zmniejszone warianty miedzi: Poprawić odporność na korozję, Nowe pochodne ADC12 Niższe zawartość Cu do ~ 1 wt%, Kompensowanie za pomocą śladu Mg lub Mn.
  Daje to nieznacznie zmniejszyło mocne strony, ale poprawa długowieczność w warunkach korozyjnych.
• Dodatki do skali nano: Dodatki rzadkie (NP., ~ 0.1 wt% LA lub CE) Udoskonal eutektyczne SI i tłumij igły β-FE, Zwiększenie plastyczności i wytrzymałości bez znacznego podnoszenia kosztów.

Techniki odlewania hybrydowego

• Metal pół-stały (SSM) Die casting: Wykorzystanie zawiesiny tixotropowej (30–40% frakcja cieczy) w celu zmniejszenia porowatości i skurczu, Produkcja komponentów o prawie rozbijanych nieruchomościach.
  ADC12 zachowuje się dobrze w SSM, dając drobniejszy, bardziej jednolite mikrostruktury.
• Kompozyty metal -matrix (MMCS): Włączenie ceramicznych cząstek cząstek (Sic, Al₂o₃) do matrycy ADC12 dla odpornych na zużycie przeszkód lub elementów hamulca.
  Choć obiecujące, Wyzwania pozostają przy zwilżaniu, dystrybucja, i kontrola kosztów.

Przemysł 4.0 i inteligentna produkcja

• Monitorowanie procesów w czasie rzeczywistym: Czujniki maszyny odlewnicze (ciśnienie, temperatura, przepływ) Wpisz się w algorytmy AI/ML, aby przewidzieć porowatość, Zoptymalizuj projekty bram, i minimalizuj stawki złomu.
  Procesy ADC12 korzystają ze względu na ścisłe tolerancje i wysokie objętości.
• Symulacja i cyfrowe bliźniaki: Napełnianie pleśni, zestalenie, a obróbka cieplna jest symulowana za pośrednictwem CFD i oprogramowania do przenoszenia ciepła.
  Cyfrowe bliźniaki włączają scenariusze „co -f”, Zmniejszenie próby i błędu i złom obróbki.

13. Wniosek

ADC12 jest kamieniem węgielnym odlewu wysokiego ciśnienia, Łączenie doskonałej płynności, Umiarkowany koszt, oraz zdolność do osiągnięcia wysokich właściwości mechanicznych poprzez ukierunkowane obróbki cieplne.

Jego wszechstronność rozciąga się od silnika samochodowego i komponentów skrzyni biegów do elektronicznych radiatorów i obudowa pompy przemysłowej.

Podczas gdy jego stosunkowo wysoka zawartość miedzi może zagrozić odporności na korozję, Nowoczesne zabiegi powierzchniowe i praktyki recyklingu łagodzą te obawy.

Bieżące osiągnięcia-takie jak warianty o obniżonym poziomie, Casting częściowo-stały, i kontrola procesu w czasie rzeczywistym-działalność w celu dalszego rozszerzenia koperty wydajności ADC12.

Projektanci i producenci wybierający ADC12 korzystają z dziesięcioleci solidnego doświadczenia w branży, rozległe łańcuchy dostaw, i ustalone standardy jakości (On jest, W, ASTM).

Z globalnym naciskiem na zrównoważony rozwój, Aluminium zdolności do recyklingu i energooszczędne procesy odlewnicze zapewniają, że ADC12 będzie utrzymywać swoją kluczową rolę w lekkiej, Produkcja o dużej objętości dobrze w przyszłości.

Na LangHe, Jesteśmy gotowi współpracować z Tobą w wykorzystaniu tych zaawansowanych technik w celu optymalizacji projektów komponentów, Wybór materiałów, i przepływy pracy produkcyjnej.

Zapewnienie, że następny projekt przekroczy każdy punkt odniesienia wydajności i zrównoważonego rozwoju.

Skontaktuj się z nami już dziś!

 

FAQ

Czy ADC12 może być anodowane lub traktowane powierzchniowo?

ADC12 można traktować powierzchnię, ale ze względu na wysoką zawartość krzemu i miedzi, Wyniki anodowania mogą być ograniczone (NP., ciemniejsze lub niespójne wykończenie).

Powłoka proszkowa, malarstwo, Powłoka elektroniczna, i poszycie są często preferowane ze względu na odporność na korozję i estetykę.

Jest ADC12 odpowiedni do obróbki CNC po odlewie?

Tak. ADC12 ma Dobra maszyna, i powszechnie jest to CNC, aby osiągnąć ściślejsze tolerancje lub złożone geometrie po odlewie.

Jednakże, Zużycie narzędzia powinno być monitorowane ze względu na obecność twardych cząstek krzemu.

Czy ADC12 może być obróbki cieplnej w celu ulepszonych właściwości mechanicznych?

Tak. Podczas gdy ADC12 jest często używany w Warunki od cykli, może również przejść T5 lub T6 Obróbka cieplna Aby poprawić jego wytrzymałość na rozciąganie, granica plastyczności, i twardość.

Jednakże, wydłużenie zwykle pozostaje ograniczone w porównaniu z stopami z kutymi obróbką cieplną.

ADC12 jest odpowiedni dla środowisk w wysokiej temperaturze?

ADC12 może wytrzymać temperatury do około 150–170 ° C., ale przedłużająca się ekspozycja na wysokie temperatury może zmniejszyć jego wytrzymałość mechaniczną.

Dla krytyczna lub podwyższona temperatura Zastosowania, stopy takie jak A360 lub ALSI10MG mogą działać lepiej.

Do czego jest powszechnie używany stop aluminium ADC12?

ADC12 jest szeroko stosowany w Aplikacje odlewujące Ze względu na doskonałą płynność, Wydajność, i stabilność wymiarowa.

Typowe zastosowania obejmują Części samochodowe (Wsporniki silnika, Obudowy transmisyjne), Elektroniczne obudowy, Komponenty maszyn, I Sprzęt konsumencki które wymagają skomplikowanych kształtów i produkcji o dużej objętości.