İçerik Tablosu
Göstermek
1. giriiş
Dökme alüminyum ve dökme demir endüstride en yaygın kullanılan döküm malzemelerinden ikisidir..
Her ikisi de karmaşık net şekilli bileşenler üretmek için yollar sunar, ancak yoğunluk bakımından temel olarak farklılık gösterirler, sertlik, güç modları, termal davranış, döküm yöntemleri, korozyon direnci ve yaşam döngüsü maliyeti.
Aralarında seçim yapmak ağırlık arasında bir değiş-tokuştur, sertlik, Direnç Giymek, işlenebilirlik, maliyet ve çalışma ortamı.
Bu makale, ikisini teknik eksenlerde karşılaştırır ve eyleme dönüştürülebilir veriler ve seçim kılavuzu sağlar.
2. Dökme alüminyum nedir?
Alüminyum Erimiş alüminyumun dökülmesiyle üretilen bileşenleri ifade eder (veya alüminyum alaşımı) bir kalıba yerleştirin ve nihai veya nihai geometriye katılaşmasına izin verin.
Çünkü alüminyum nispeten düşük bir erime noktasına sahiptir., alaşımlı formda iyi akışkanlık, ve düşük yoğunluklu, dökme alüminyum, karmaşık geometrinin olduğu durumlarda tercih edilen bir seçimdir, hafif, termal iletkenlik veya korozyon direnci önemlidir.
Alüminyum için döküm yolları yüksek basınçlı dökümü içerir, alçak basınç ve yerçekimiyle kalıcı kalıba döküm, kum dökümü, ve yatırım (Kayıp) döküm; her rota duvar kalınlığı konusunda farklı sınırlar verir, yüzey kaplaması, boyutsal doğruluk ve mekanik özellikler.
Özellikler
- Hafif: yoğunluk ≈ 2.6–2,8 g/cm³ (tipik olarak 2.70 g/cm³).
- Düşük elastik modül: Young modülü ≈ 69–72 GPa (≈ 69 Genel not ortalaması).
- İyi termal iletkenlik: alaşımlar değişiklik gösterir ancak sıklıkla 100–200 W·m⁻¹·K⁻¹; saf alüminyum ~237 W·m⁻¹·K⁻¹.
- İyi korozyon direnci: stabil bir oksit filmi oluşturur; anotlama veya kaplamalarla geliştirilmiş davranış.
- Sünek kırılma davranışı: Birçok dökme Al alaşımı oldukça sünektir (Alaşım ve ısıl işlemeye bağlı olarak).
- Kolayca işlenir: birçok alaşım için nispeten düşük kesme kuvvetleri ve iyi işlenebilirlik.
- Geri dönüştürülebilir: alüminyum, birincil üretime kıyasla yeniden eritmek için nispeten düşük enerjiyle yüksek oranda geri dönüştürülebilirdir.
Yaygın alüminyum alaşımları (tipik oyuncu aileleri)
| Alaşım ailesi (tipik isim) | Temsili notlar / ticari isimler | Anahtar alaşım elementleri (Ağırlık%) | Isıya Deatable? | Tipik uygulamalar |
| Al - Evet (genel amaçlı) | A356 / AlSi7 | Ve ≈ 6–8; Mg ≈ 0,2–0,5 | Sıklıkla (T6 mevcut) | Yapısal muhafazalar, pompa gövdeleri, genel otomotiv dökümleri |
| Al–Si–Mg (yapısal, Isıya Deatable) | A356-T6, A357 | Ve ≈ 6–7; Mg ≈ 0,3–0,6 | Evet (T5/T6) | Süspansiyon bileşenleri, tekerlekler, şanzıman gövdeleri |
| Basınçlı döküm Al–Si–Cu / Al - Evet | A380, ADC12, A383 | Ve ≈ 8–13; Cu ≈ 1–4; Fe kontrollü | Sınırlı (çoğunlukla döküm veya yarı yaşlı) | İnce duvarlı muhafazalar, konektörler, tüketici muhafazaları |
Al -andi (motor & yükseltilmiş T alaşımları) |
Alaşım 319 | Ve ~6–8; Cu ~3–4; mg küçük | Evet (çözüm + yaşlanma) | Silindir kafaları, pistonlar (gömlekleri ile), motor donanımı |
| Yüksek Si / ötektik ötesi alaşımlar | Al - Evet (10- Evet) | Ve 10-20; minör Mg/Cu | Biraz (sınırlı) | Pistonlar, aşınma yüzeyleri, düşük genleşmeli bileşenler |
| Al–Si–Sn / rulman alaşımları | Al–Si–Sn rulman çeşitleri | Lütfen yönetin; Sn (±Pb) katı yağlayıcılar olarak | Tipik olarak hayır (yumuşak döküm) | Kaymalı yataklar, burçlar, kayan yüzeyler |
| Özel yüksek mukavemetli döküm Al | Al – Zn – Mg çeşitleri (sınırlı döküm kullanımı) | Zn, Mg, küçük Cu ilaveleri | Evet (zamanla sertleşebilir) | Yüksek mukavemetli yapısal parçalar (niş/havacılık) |
3. Dökme demir nedir?
Dökme demir erimiş metalin kalıplara dökülüp katılaşmasına izin verilmesiyle üretilen bir demir-karbon alaşımları ailesidir.
Dökme demirleri çeliklerden ayıran şey nispeten yüksek karbon içeriği (tipik olarak >2.0 ağırlıkça% c) ve varlığı grafit karbon döküm halindeki mikro yapıda.
Karbon genellikle grafit halinde oluşur (çeşitli morfolojilerde) veya demir karbür olarak (çimento) alaşım kimyasına ve katılaşma koşullarına bağlı olarak.
Bu grafit ve onu çevreleyen matris mekanik davranışı kontrol eder, çeşitli dökme demir türlerinin işlenebilirliği ve uygulama alanı.
Dökme demirler ağır işlerin beygirleridir, Büyük veya karmaşık şekillerde dökümü ekonomik olduğundan aşınmaya dayanıklı ve titreşime duyarlı uygulamalar, mükemmel sönümleme sunar, kimya ve döküm sonrası ısıl işlem yoluyla özelleştirilebilir (Örn., Doğu Temperleme) geniş bir mülk yelpazesine.
Anahtar Özellikler
- Grafit morfolojisi kontrol özellikleri. Şekil, Grafitin boyutu ve dağılımı (pul, küresel, sıkıştırılmış) çekme sünekliğine hakim olmak, sertlik, sertlik ve işlenebilirlik:
-
- pul pul (gri) grafit iyi işlenebilirlik ve sönümleme sağlar ancak çekme mukavemeti ve çentik hassasiyeti daha düşüktür.
- Küre (küresel/sünek) grafit çok daha yüksek çekme mukavemeti ve süneklik sağlar.
- Sıkıştırılmış grafit (CGI) Orta düzeydedir; iyi sönümlemeyi korurken gri demirden daha iyi mukavemet ve termal yorulma direncine sahiptir.
- Mükemmel titreşim sönümleme. Grafit nodülleri/pulları elastik dalga yayılımını kesintiye uğratır, bu nedenle takım tezgahı çerçeveleri için dökme demirler tercih edilir, Sönümlemenin gürültüyü ve titreşimi bastırdığı motor blokları ve muhafazaları.
- İyi basınç dayanımı ve aşınma direnci. Özellikle perlitik ve beyaz demirlerde; ağır hizmet tipi rulmanlar için uygun, silindirler ve aşınma parçaları.
- Gerilimde nispeten kırılgan (Bazı notlar). Gri demir çentiklere duyarlıdır ve düşük uzama gösterir; Sünek demir, tokluğu önemli ölçüde artırır ancak yine de çeliklerden farklı davranır.
- Büyük/karmaşık dökümler için ekonomiktir. Kum dökümü ve kabuk kalıplama iyi bir şekilde yerleşmiştir; büzülme, besleme ve yönlü katılaştırma standart döküm teknikleriyle yönetilir.
- Katılaşma sonrası işlem sayesinde geniş tasarım alanı. Isıl işlemler sayesinde (normalleştirme, tavlama, Doğu Temperleme) ve alaşım (İçinde, CR, Mo),
Dökme demirler, çok sert aşınma derecelerinden zorlu yapısal kalitelere kadar özel olarak tasarlanabilir (Örn., ADI—Östemperlenmiş Sfero Döküm). - Birçok sınıfta iyi termal stabilite. Bazı dökme demirler, yüksek sıcaklıklarda boyutsal stabiliteyi ve mukavemeti alüminyum alaşımlarından daha iyi korur.
Yaygın dökme demir türleri
Aşağıda başlıca dökme demir ailelerinin pratik bir özeti bulunmaktadır, tipik kimya trendleri, mikro yapı ve temsili özellikler / başvuru.
| Tip | Tipik kompozisyon (yaklaşık. Ağırlık%) | Temel mikro yapı özelliği | Temsili mekanik davranış | Tipik uygulamalar |
| Gri dökme demir (GJL / ASTM A48'e göre sınıflandırılmıştır) | C ~3,0–3,8; Ve ~1,5–3,0; Min ≤0,5; S & P kontrollü | Grafit gevreği ferrit/perlit matrisinde | Çekme mukavemeti genel olarak ~150–350 MPa (sınıfa göre değişir); düşük uzama (<1–3); mükemmel sönümleme; orta sertlik | Motor blokları, fren davulları, pompa gövdeleri, makine tabanları |
| Dük (nodüler) ütü (GJS / ASTM A536) | C ~3,2–3,8; Ve ~1,8–2,8; Mg ~0,03–0,06 (nodülerleştirici), Ce/RE'yi izle | Küresel grafit nodülleri ferrit/perlit içinde | Yüksek çekme mukavemeti ve süneklik; gibi ortak notlar 60–40–18 (60 UTS eylemi ≈ 414 MPa, 40 ksi YS ≈ 276 MPa, 18% uzama) | Dişli Konutları, krank milleri, güvenlik açısından kritik yapısal dökümler |
| Sıkıştırılmış grafit demir (CGI) (GJV) | C ~3,2–3,6; Ve ~1,8–2,6; Mg/RE'yi izle | Kompakt (vermiküler) grafit - pullar ve küreseller arasındaki ara madde | Gri demirden daha iyi çekme mukavemeti ve termal yorulma direnci, iyi sönümleme ile; UTS orta aralıkta | Dizel motor blokları, egzoz bileşenleri, ağır hizmet silindir blokları |
| Beyaz demir | C ~2,6–3,6; Si düşük (<1.0); yüksek soğutma oranları | Çimento / ledeburit (karbür) — aslında grafit yok | Çok Yüksek Sertlik (genellikle HB birkaç yüz), mükemmel aşınma direnci; düşük tokluk | Kırıcılar, plaka giymek, atışlı gömlekler, şiddetli aşınma ortamları |
Dövülebilir demir |
Başlangıçta beyaz demir bileşimi; Isıya Taşıtlı | O zaman beyaz demir gibi dökülsün tavlanmış karbonu düzensiz agregatlara dönüştürmek (temper karbon) | Geliştirilmiş süneklik/tokluğu birleştirir. gri demir; ılımlı güç | Süneklik gerektiren küçük dökümler (bağlantı parçaları, parantez) |
| Austempered sünek demir (ADI) | Sfero döküm taban + kontrollü östemperleme ısıl işlemi | Osferritik matriste küresel grafit (beynitik ferrit + stabilize ostenit) | Olağanüstü güç/süneklik oranı: UTS'den ~600 ila >1000 MPa kullanışlı uzamaya sahip (3– dereceye bağlı olarak); Mükemmel yorgunluk direnci | Yüksek performanslı aktarma organları, süspansiyon bileşenleri, ağır makineler |
| Alaşımlı dökme demirler (Örn., Ni-direnç, yüksek Cr'li ütüler) | Önemli Ni içeren baz, CR, Mo eklemeleri | Isıya/korozyona dayanacak şekilde tasarlanmış matris; grafit mevcut olabilir veya bastırılmış olabilir | Özel korozyon/oksidasyon direnci, veya yüksek sıcaklık dayanımı | Aşındırıcı akışkanlar için pompa bileşenleri, valf gövdeleri, yüksek sıcaklıkta aşınan parçalar |
4. Mekanik Özellikler Karşılaştırması
Sayılar pratik olarak sunulmuştur, dökümhane düzeyinde tipik aralıklar (minimum/maksimum garanti edilmez) çünkü gerçek değerler büyük ölçüde kesin kimyaya bağlıdır, döküm rotası, bölüm boyutu, ve ısı işlemi.
Tipik mekanik özellik aralıkları — temsili dökme alüminyum ve dökme demir kaliteleri
| Malzeme / Seviye (tipik atama) | Yoğunluk (g · cm⁻³) | Young modülü (Genel not ortalaması) | Gerilme mukavemeti, UTS (MPa) | Verim gücü (MPa) | Uzama (A, %) | Sertlik (Brinell, HB) | Tipik uygulamalar |
| A356-T6 (Al–Si–Mg, ısıl işlem görmüş dökme alüminyum) | 2.68–2,72 | 68–72 | 200 - 320 | 150 - 260 | 5 - 12 | 60 - 110 | Yapısal muhafazalar, tekerlek gövdeleri, şanzıman gövdeleri |
| A380 / ADC12 (ortak basınçlı döküm Al-Si ailesi, asi) | 2.70–2,78 | 68–72 | 160 - 280 | 100 - 220 | 1 - 6 | 70 - 130 | İnce duvarlı muhafazalar, tüketici parçaları, konektörler (Die Döküm) |
| Ötektik Ötektik Al-Si (piston / düşük genleşmeli alaşımlar) | 2.70–2,78 | 68–72 | 150 - 260 | 100 - 220 | 1 - 6 | 80 - 140 | Pistonlar, kayar bileşenler, düşük genleşmeli parçalar |
| Gri dökme demir (tipik ASTM A48 Sınıfı 30) | 6.9–7.3 | 100–140 | ≈207 (≈30 ksi) | - (belirgin bir getiri yok) | <1 - 3 | 140 - 260 | Motor blokları, makine çerçeveleri, fren davulları |
| Gri dökme demir (ASTM A48 Sınıfı 40) | 6.9–7.3 | 100–140 | ≈276 (≈40 ksi) | - | <1 - 3 | 160 - 260 | Daha ağır hizmet tipi muhafazalar, pompa gövdeleri |
| Dük (nodüler) demir — 60–40–18 (ASTM A536) | 7.0–7.3 | 160–180 | ≈414 (60 KSI) | ≈276 (40 KSI) | ~ 18 | 160 - 260 | Dişli Konutları, krank bileşenleri, yapısal dökümler |
| Sıkıştırılmış grafit demir (CGI) (tipik aralık) | 7.0–7.3 | 140–170 | 350 - 500 | 200 - 380 | 2 - 8 | 180 - 300 | Dizel motor blokları, egzoz bileşenleri (yüksek termal yorulma direnci) |
| Beyaz / yüksek Cr aşınma demiri (aşınma notları) | 7.0–7.3 | 160–200 | düşük gerilim / kırılgan | - | <1 - 2 | >300 - 700 | Kırıcılar, gömlek giymek, kumlama bileşenleri |
5. Termal ve Döküm Sürecinde Dikkat Edilecek Hususlar
Erime ve katılaşma davranışı
- Erime noktası / sıvı: alüminyum alaşımları erir ~ 550-650 ° C menzil (saf alüminyum 660.3 ° C).
Dökme demir yüksek sıcaklıklarda katılaşır (~1150–1250 °C bileşime bağlı olarak) ve bileşime ve soğuma hızına bağlı olarak grafit veya sementit oluşturur. - Termal iletkenlik: alüminyum alaşımları tipik olarak ısıyı iletir önemli ölçüde daha iyi dökme demirden daha (genellikle 2–4 kat daha yüksek), kalıbın soğumasını etkileyen, katılaşma hızı ve soğuma davranışı.
- Katılaşma büzülmesi: alüminyum alaşımları için tipik doğrusal büzülme ~1.3–%1,6; gri dökme demirin çekmesi daha küçüktür (~0.5–1.0), mikro olsa da- ve makro büzülme kesit kalınlığına ve ilerlemeye bağlıdır.
Döküm yöntemleri & tipik kullanım
- Döküm alüminyum: tarafından yaygın olarak üretilir Die Döküm (yüksek basınçlı), kalıcı kalıp, düşük basınçlı, Ve kum dökümü.
Basınçlı döküm mükemmel yüzey kalitesi ve ince duvar kapasitesi sağlar; kum döküm kolları büyük, ağır, veya daha düşük takım maliyetine sahip karmaşık parçalar. - Dökme demir: tipik olarak kum dökümü (yeşil kum, kabuk) Ve Kayıp Kost/kabuk karmaşık şekiller için.
Sfero dökümler genellikle kum dökümdür. Dökme demir, geniş kesitleri ve ağır dökümleri iyi tolere eder.
Boyutsal toleranslar & yüzey kaplaması
- Döküm alüminyum: Döküm yollarının en iyi boyutsal kapasitesi — birçok boyut için ±0,1–0,5 mm aralığındaki tipik toleranslar (boyutuna bağlıdır), yüzey kalitesi Ra sıklıkla 0.8–3.2 um asi.
- Kalıcı kalıp alüminyum: toleranslar ±0,25–1,0 mm, Kum dökümünden daha iyi yüzey kalitesi.
- Kum dökme demir: daha kaba toleranslar, boyuta ve kaplamaya bağlı olarak tipik olarak ±0,5–3,0 mm; yüzey kalitesi daha pürüzlü, Ra sık sık 6–25 um işlenmedikçe döküm halinde.
- Duvar kalınlığı kapasitesi: döküm alüminyum ince duvarlar üretebilir (<2 mm) ekonomik olarak;
Dökme demir, kusurları önlemek ve büzülmeyi beslemek için genellikle daha kalın bölümler gerektirir, modern kalıplama küçük parçalar için orta derecede ince kesitler elde edebilse de.
İşlenebilirlik ve ikincil işlemler
- Alüminyum makineler daha yüksek hızlarda ve daha düşük kuvvetlerde kolayca; takım ömrü iyidir; döküm parçalar için işleme payları mütevazıdır.
- Dökme demir farklı işlemeler — grafitin talaş kırıcı ve yağlayıcı görevi görmesi nedeniyle gri demirin işlenmesi nispeten kolaydır;
sünek demir daha zordur ve farklı aletler gerektirir; Dökme demir kesme genellikle kırılgan talaşlara neden olur ve uygun takım kaliteleri gerektirir.
6. Korozyon Direnci ve Çalışma Ortamları
- Alüminyum: Stabil oksit filmi sayesinde doğal olarak korozyona dayanıklı; atmosferik koşullarda iyi performans gösterir, Uygun alaşım/kaplama seçilirse hafif aşındırıcı ve deniz ortamları.
Eloksal ve boya sistemleri yüzey dayanıklılığını ve görünümünü daha da geliştirir. - Dökme demir: paslanmaya eğilimli demirli malzeme (oksidasyon) ıslak ortamlarda; koruyucu kaplamalar gerektirir (boyalar, kaplama), korozyon direnci için katodik koruma veya alaşımlama.
Bazı uygulamalarda (motor blokları), Dökme demir, yağ koruması ve kontrollü ortamlar nedeniyle kabul edilebilir bir performans sergiliyor. - Yüksek sıcaklık performansı: dökme demir (özellikle gri ve esnek) Yüksek sıcaklıklarda mukavemeti alüminyumdan daha iyi korur.
Sıcaklık ~150–200 °C'nin üzerine çıktıkça alüminyumun mukavemeti hızla düşer, özel alaşımlar veya soğutma kullanılmadığı sürece sıcak motor veya egzoza maruz kalan bileşenlerde kullanımının sınırlandırılması.
7. Dökme Alüminyum ve Dökme Demirin Avantajları
Dökme alüminyum avantajları
- Ağırlık tasarrufu: Dökme demire göre eşdeğer hacimde ~b,5 daha hafif; yakıt ekonomisi açısından taşımada kritik önem taşıyor.
- Yüksek termal iletkenlik: Daha iyi ısı dağılması (ısı eşanjörleri için faydalıdır, Uygun tasarımın ardından otomotivde silindir kafaları).
- İyi korozyon direnci asi; gelişmiş koruma ve estetik için isteğe bağlı olarak anodize edilebilir.
- İnce duvar ve karmaşık ince özellik kapasitesi (Özellikle Die Casting) — parçaların birleştirilmesine ve üretime yönelik maliyet tasarrufuna olanak tanır.
- Avantajlı geri dönüştürülebilirlik ve kütleye bağlı daha düşük nakliye maliyetleri.
Dökme demir avantajları
- Daha yüksek sertlik ve sönümleme: sağlamlık ve titreşim kontrolü gerektiren yapılar için iyi (takım tezgah tabanları, pompa gövdeleri).
- Üstün aşınma direnci ve tribolojik özellikler: Perlitik ve beyaz ütüler aşındırıcı/aşınma ortamlarında mükemmeldir.
- Yüksek sıcaklıklarda daha yüksek basınç dayanımı ve termal stabilite - ağır hizmet motor blokları için kullanılır, silindir astarları, ve fren rotorları.
- Tipik olarak kg başına daha düşük hammadde maliyeti ve çok büyük bölümler için sağlam döküm davranışı.
8. Dökme Alüminyum ve Dökme Demirin Sınırlamaları
Dökme alüminyum sınırlamaları
- Daha düşük sertlik: eşdeğer sertliği elde etmek için daha büyük kesitler veya nervürler gerektirir - bazı ağırlık avantajlarını azaltabilir.
- Daha düşük yüksek sıcaklık dayanımı: Alüminyum yüksek sıcaklıklarda akma dayanımını demirden daha hızlı kaybeder.
- Daha az aşınma direnci: düz dökme alüminyum daha yumuşaktır; yüzey işlemleri gerektirir (sert eloksal, kaplamalar) aşınma açısından kritik yüzeyler için.
- Gözeneklilik ve gazla ilgili kusurlar: alüminyum, eğer erime ve döküm uygulaması kontrol edilmezse, gaz gözenekliliğine ve büzülme kusurlarına eğilimlidir.
Dökme demir sınırlamaları
- Ağır: daha yüksek yoğunluk parça kütlesini artırır - ağırlığa duyarlı uygulamalar için negatif.
- Gevrek çekme davranışı: Gri demir düşük çekme sünekliği gösterir ve darbe altında gevrek kırılmaya eğilimlidir; tasarım çentik hassasiyetini hesaba katmalıdır.
- Korunmazsa paslanır: kaplamalar veya korozyon yönetimi gerektirir.
- Daha düşük termal iletkenlik Al'dan daha (daha yavaş ısı dağılımı); soğutma tasarımı ayarlamaları gerektirebilir.
9. Dökme Alüminyum ve Dökme Demir: Fark Karşılaştırması
| Bağlanmak | Alüminyum (Örn., A356-T6, A380) | Dökme demir (gri, Dük) | Pratik çıkarım |
| Yoğunluk | ~2,6–2,8 g·cm⁻³ | ~6,8–7,3 g·cm⁻³ | Alüminyum ~`-63 daha hafiftir; ağırlığa duyarlı tasarımlar için büyük fayda sağlar. |
| Elastik modül (E) | ≈ 69–72 GPa | ≈ 100–170 GPa | Demir 1,5–2,5 kat daha serttir; alüminyumun sertliğe uyum sağlaması için daha fazla malzemeye/kaburgaya ihtiyacı var. |
| Gerilme mukavemeti (tipik) | A356-T6: ~200–320 MPa; A380: ~160–280 MPa | Gri: ~150–300 MPa; Dük: ~350–700 MPa | Sfero döküm, mukavemet ve süneklik açısından Al'den daha iyi performans gösterir; bazı Al alaşımları daha düşük demir dayanımlarına yaklaşıyor. |
| Verim gücü | ~150–260 MPa (A356-T6) | Gri: net bir getiri yok; Dük: ~200–300 MPa | Farklı akma davranışı ve daha yüksek statik dayanıma ihtiyaç duyulduğunda sünek demir kullanın. |
| Uzama (süneklik) | ~%5–12 (A356-T6) veya %1–6 (döküm) | Gri: <1–3; Dük: ~–20 | Sfero döküm ve ısıl işlem görmüş Al iyi süneklik sunar; gri demir gerilim altında kırılgandır. |
| Sertlik / giymek | HB ≈ 60–130 (alaşıma bağımlı) | HB ≈ 140–260 (gri); >300 (beyaz/perlitik) | Ütü, özellikle perlitik/beyaz kaliteler, aşındırıcı aşınma için en iyisi. Alüminyum aşınma için kaplamalar/ek parçalar gerektirir. |
| Termal iletkenlik | ~80–180 W·m⁻¹·K⁻¹ (alaşıma bağımlı) | ~30–60 W·m⁻¹·K⁻¹ | Isı dağıtma parçaları için alüminyum tercih edilir (Isı Lavaboları, konutlar). |
| Termal stabilite / yüksek T gücü | ~150–200 °C'nin üzerinde mukavemet hızla düşer | Daha iyi yüksek sıcaklık dayanımı tutma | Yüksek sıcaklıktaki yükleri taşımak için demir kullanın. |
| Sönümleme / titreşim | Ilıman | Harika (Özellikle gri demir) | Makine çerçeveleri için demir tercih edilir, Titreşim sönümlemenin önemli olduğu tabanlar ve bileşenler. |
| Bozulabilirlik / ince duvar kapasitesi | Harika (Die Döküm; ince duvarlar <2 mm mümkün) | Sınırlı — daha kalın bölümler için daha iyi | Alüminyum konsolidasyona olanak sağlar, hafif ince duvarlı parçalar; ağır bölümler için daha iyi ütüleyin. |
Yüzey kaplaması & toleranslar (asi) |
döküm: ince kaplama, Sıkı Toleranslar | Kum dökümü: daha kaba, daha geniş toleranslar | Basınçlı döküm, işleme sonrası işlemleri azaltır; kum dökme demir genellikle daha fazla işleme gerektirir. |
| İşlenebilirlik | Kolay, yüksek kaldırma oranları; düşük takım aşınması | Gri demir makinaları iyi (Grafit talaş oluşumuna yardımcı olur); sünek demir, aletlere daha fazla zarar verir | Alüminyum işleme çevrim sürelerini azaltır; demirin daha sert aletlere ihtiyacı olabilir ancak gri ütüler temiz bir şekilde kesilir. |
| Korozyon direnci | İyi (koruyucu oksit); anotlama/kaplamalarla daha da geliştirildi | Koruma olmadan ıslak/klorür ortamlarda zayıf | Alüminyum genellikle daha az korozyon korumasına ihtiyaç duyar; demir boyanmalı/kaplanmalı veya alaşımlanmalıdır. |
| Geri dönüşüm | Harika; kg başına yeniden eritme enerjisi birincil enerjiden daha düşüktür | Harika; son derece geri dönüştürülebilir | Her ikisinin de güçlü hurda değeri var; Birincil üretime kıyasla kg başına alüminyum enerji tasarrufu büyük. |
| Tipik maliyet hususları | Daha yüksek $/kg ancak daha düşük kütle sistem maliyetini düşürebilir; kalıp döküm takımları yüksek | Daha düşük $/kg; Düşük hacimler için düşük kum döküm takımı | Parça kütlesine göre seçim yapın, hacim ve gerekli bitirme. |
| Tipik uygulamalar | Otomotiv muhafazaları, Isı Lavaboları, Hafif yapısal parçalar | Motor blokları, makine tabanları, parça giymek, ağır muhafazalar | Malzemeyi işlevsel önceliklerle eşleştirin (ağırlık ve sertlik/aşınma). |
Seçim rehberliği (pratik temel kurallar)
- Şu durumlarda dökme alüminyumu seçin:: kütle azaltma, termal dağılım, korozyon direnci ve ince duvar özelliklerinin birleştirilmesi birincil faktörlerdir (Örn., otomotiv gövde bileşenleri, Isı Lavaboları, hafif muhafazalar).
Yüksek hacimli ve ince duvarlı işler için alüminyum döküm kullanın, zengin özellikli parçalar; Daha yüksek yapısal performans ve ısıl işlem sonrası gerekli olduğunda A356-T6 kullanın. - Dökme demiri ne zaman seçin: sertlik, sönümleme, aşınma direnci veya yüksek servis sıcaklıkları çok önemlidir (Örn., takım tezgah tabanları, fren bileşenleri, ağır hizmet tipi konutlar, aşındırıcı aşınma gömlekleri).
Tokluk ve bir miktar çekme sünekliği gerektiren yapısal parçalar için sünek demiri seçin.
Sönümleme ve işlenebilirlik için gri demir kullanın (ağır işleme operasyonları için) önemlidir ve çekme sünekliği daha az kritiktir. - Şüphelendiğinde, sistem düzeyindeki ödünleşimleri değerlendirin: Daha ağır bir demir parça kg başına daha ucuz olabilir ancak sonraki maliyetleri artırabilir (yakıt tüketimi, işleme, kurulum);
tersine, alüminyum sistem kütlesini azaltabilir ancak sertlik/aşınma ömrü hedeflerine ulaşmak için daha büyük bölümler veya kesici uçlar gerektirebilir - parça düzeyinde bir kütle çalıştırın, sertlik ve maliyet karşılaştırması.
10. Çözüm
Dökme alüminyum ve dökme demir tamamlayıcı malzemelerdir, her biri, benzersiz özelliklerinin uygulama gereksinimleriyle uyumlu olduğu senaryolarda mükemmeldir.
Alüminyum dökümler hafifliğe hakimdir, yüksek verimli sektörler (otomotiv EV'leri, havacılık, Tüketici Elektroniği) Güç-ağırlık oranı sayesinde, termal iletkenlik, ve karmaşık dökülebilirlik. </açıklık>
Dökme demir ağır işlerde vazgeçilmez olmaya devam ediyor, maliyete duyarlı uygulamalar (takım tezgahı, inşaat boruları, geleneksel motorlar) aşınma direnci nedeniyle, Titreşim sönümleme, ve düşük maliyetli.</açıklık>
SSS
Dökme alüminyum parça aynı hacimdeki dökme demir parçadan ne kadar daha hafiftir??
Tipik yoğunluklar: alüminyum ~2,7 g/cm³ vs dökme demir ~7,2 g/cm³. Eşit bileşen hacmi için, alüminyum hakkında 62.5% daha hafif (Yani, aynı hacimli alüminyum kütlesi = 37.5% dökme demir kütlesi).
Alüminyum motor bloklarındaki dökme demirin yerini alabilir mi??
Alüminyum, ağırlıktan tasarruf etmek amacıyla modern motor blokları ve silindir kafalarında yaygın olarak kullanılmaktadır..
Ütünün değiştirilmesi sertlik açısından dikkatli bir tasarım gerektirir, termal genişleme, silindir gömleği stratejileri (Örn., dökme astarlar, demir kollu) yorgunluk ve yıpranmaya dikkat.
Yüksek yük veya yüksek sıcaklık uygulamaları için, dökme demir veya özel alüminyum alaşımları/tasarımları tercih edilebilir.
Hangisi daha ucuz: dökme alüminyum veya dökme demir?
bir kilogram başına temel, demir daha ucuz olma eğilimindedir; bir parça başına temel olarak cevap hacme bağlıdır, alet (döküm kalıpları pahalıdır), işleme süresi, ve ağırlığa dayalı sistem maliyetleri (Örn., Araçlarda yakıt tüketimi).
Yüksek hacimler için, Döküm alüminyum, daha yüksek malzeme maliyetine rağmen ekonomik olabilir.
Hangi malzeme aşınmaya daha iyi direnir?
Dökme demir (özellikle perlitik veya beyaz demir) genellikle dökme alüminyumla karşılaştırıldığında üstün aşınma direnci sergiler.
Alüminyum, aşınma uygulamaları için yüzey işlemine tabi tutulabilir veya kaplanabilir ancak ek işlemler olmadan nadiren sertleştirilmiş demirle eşleşir.
Dökme alüminyum paslanır mı?
Alüminyum demir gibi paslanmaz; onu daha fazla korozyondan koruyan bir oksit tabakası oluşturur. Bazı koşullar altında (klorür maruziyeti, Galvanik Birleştirme) alüminyum paslanabilir ve kaplama veya katodik koruma gerektirebilir.
