Hợp kim nhôm ADC12: Các giải pháp hợp kim đúc nhiệt độ cao

1. Giới thiệu

Nhôm ADC12 là một trong những hợp kim đúc được sử dụng rộng rãi nhất trong ô tô, Điện tử, và các ứng dụng công nghiệp nói chung.

Được tiêu chuẩn hóa ban đầu tại Nhật Bản theo JIS H 5302, ADC12 đã trở thành một công việc quốc tế do sự cân bằng thuận lợi của nó, tính chất cơ học, và chi phí.

Chỉ định của nó là adc adc là viết tắt của nhôm nhôm Đúc chết,"Trong khi hậu tố" 12 "thường đề cập đến nội dung silicon danh nghĩa của nó (Khoảng 10 trận13%).

Trong nhiều thập kỷ qua, ADC12 đã đảm bảo một vị trí thống trị trong sản xuất thành phần khối lượng lớn, đặc biệt đối với các bộ phận yêu cầu hình học phức tạp, tường mỏng, và sự ổn định về chiều tốt.

Trong lịch sử, Ngành công nghiệp đúc chết xuất hiện vào giữa thế kỷ 20 để đáp ứng nhu cầu về các thành phần nhẹ nhưng bền.

Đến những năm 1970, Hợp kim ADC12 đã được sản xuất với số lượng lớn ở Nhật Bản; Hôm nay, Thông số kỹ thuật tương đương tồn tại theo EN (VÍ DỤ., Và AC-ASI12CU2) và ASTM (VÍ DỤ., Hen suyễn B85).

Sự nổi tiếng của họ bắt nguồn từ sự kết hợp của các yếu tố: Tính lưu động tuyệt vời ở dạng nóng chảy, Tỷ lệ hóa rắn nhanh chóng trong chết thép,

và một cấu trúc vi mô có thể được điều chỉnh điều chỉnh nhiệt VIA cho các yêu cầu hiệu suất cụ thể.

2. Thành phần hóa học và luyện kim

Hiệu suất của ADC12 về cơ bản được quyết định bởi thành phần hóa học được kiểm soát cẩn thận và các nguyên tắc luyện kim điều chỉnh hành vi hóa rắn của nó.

Phạm vi thành phần điển hình

Yếu tố	Phạm vi thành phần (wt%)	Chức năng chính
Silicon (Và)	9.6 - 12.0	Giảm điểm nóng chảy, Tăng cường tính trôi chảy và khả năng chống mài mòn
đồng (Cu)	1.9 - 3.0	Tăng cường thông qua intermetallics làm cứng tuổi
Sắt (Fe)	≤ 0.8	Kiểm soát tạp chất; FE quá mức tạo thành các giai đoạn giòn
Mangan (Mn)	≤ 0.5	Sửa đổi hình thái Intermetallic Fe
Kẽm (Zn)	≤ 0.25	Tăng cường giải pháp rắn nhỏ
Magiê (Mg)	≤ 0.06	Tinh chế hạt, AIDS Tuổi cứng (Tối thiểu trong ADC12)
Người khác (Của, TRONG, Sn, PB, vân vân.)	Mỗi ≤ 0.15, Tổng cộng 0.7	Trace tinh chế hoặc giới hạn tạp chất
Nhôm (Al)	Phần còn lại (khoảng. 83.5 - 88.2)	Kim loại cơ bản

Vai trò của các yếu tố hợp kim

• Silicon (Và): Làm giảm điểm nóng chảy (~ 580 ° C cho eutectic al, Si), Cải thiện tính trôi chảy, Giảm co ngót, và tăng khả năng chống mài mòn.
  Nội dung SI cao hơn giúp tăng cường khả năng diễn viên và ổn định kích thước trong quá trình hóa rắn.
• đồng (Cu): Làm tăng đáng kể sức mạnh, đặc biệt là sau khi xử lý nhiệt (T5/T6)Tăng cường tăng cường các giai đoạn intermetallic (VÍ DỤ., AL2_22CU, θ ′ kết tủa).
  Tuy nhiên, Cu quá mức có thể làm giảm khả năng chống ăn mòn nếu không được quản lý đúng cách.
• Sắt (Fe): Thường được coi là một tạp chất; vượt ra 0.8 wt%, Fe tạo thành kim- hoặc intermetallics giống như β-al5_55fesi, có thể bao trùm hợp kim. Do đó Fe được giữ bên dưới 0.8 wt%.
• Mangan (Mn): Đã thêm (≤ 0.5 wt%) Để sửa đổi hình thái β-Fesi thành α-FE Intermetallics lành tính hơn, Cải thiện độ dẻo và giảm nứt nóng.
• Kẽm (Zn): Với số lượng nhỏ (< 0.25 wt%), Zn có thể tăng cường sức mạnh mà không có bất lợi đáng kể cho khả năng diễn viên.
• Magiê (Mg): Thường là tối thiểu (< 0.06 wt%) trong ADC12; Tuy nhiên, Một lượng nhỏ giúp tinh chỉnh các loại ngũ cốc và có thể có lợi kết hợp với CU để làm cứng tuổi.

Nguyên tắc cơ bản của hệ thống Al -and -with với

AL - Si eutectic tại 12.6 Wt% nếu cung cấp chất lỏng xung quanh 577 ° C và một solidus eutectic tại 577 ° C..

ADC12 hơi giảm (9.6 - 12 wt% si), dẫn đến các hạt α-al chính được bao quanh bởi một loại lamellar mịn hoặc eutectic xơ.

Trong quá trình hóa rắn trong một cái chết, làm mát nhanh chóng (1050 ° C/s) Tinh chỉnh cấu trúc vi mô, giảm độ xốp và tăng cường tính chất cơ học.

Sự hiện diện của Cu trong ma trận AlTHER SI khuyến khích sự hình thành của (AL2_22CU) kết tủa trong quá trình lão hóa, Nâng cao chứng minh căng thẳng lên đến ~ 200 MPA cho các mẫu được xử lý T6.

3. Tính chất vật lý và cơ học

Tỉ trọng, Điểm nóng chảy, Độ dẫn nhiệt

• Tỉ trọng: ~ 2.74 g/cm³ (thay đổi một chút với nội dung Si/Cu)
• Phạm vi nóng chảy: 540 - 580 ° C. (Đặc biệt xung quanh 580 ° C., Solidus xung quanh 515 ° C.)
• Độ dẫn nhiệt: ~ 130 W/m · k (như đúc)

Những tính chất này làm cho ADC12 tương đối nhẹ so với thép (7.8 g/cm³) Trong khi vẫn cung cấp độ cứng đàng hoàng (Mô đun Young Young ~ 70 GPA).

Phạm vi nóng chảy vừa phải là tối ưu cho việc đúc áp lực cao, cho phép thời gian chu kỳ nhanh trong khi giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng.

Độ bền kéo, Sức mạnh năng suất, Kéo dài, Độ cứng

• Điều kiện đúc (T0): ADC12 thường thể hiện độ bền kéo giữa 210 MPA và 260 MPA, với độ giãn dài khoảng 2 %4%. Độ cứng là vừa phải (~ 75 HB).
• Điều kiện T5 (Lão hóa trực tiếp): Sau khi đúc, Các thành phần có thể trải qua quá trình lão hóa nhân tạo (VÍ DỤ., 160 ° C trong 4 giờ6 giờ). Sức mạnh tăng lên 240 - 280 MPA, nhưng độ dẻo giảm nhẹ.
• Điều kiện T6 (Điều trị giải pháp + Lão hóa nhân tạo): Điều trị giải pháp (VÍ DỤ., 500 ° C cho 4 giờ) hòa tan các giai đoạn Cu và Mg giàu, tiếp theo là nước dập tắt và lão hóa (VÍ DỤ., 160 ° C cho 8 giờ).
  Điểm mạnh kéo của 260 - 300 MPA và sức mạnh năng suất của 160 - 200 MPA có thể đạt được, mặc dù với sự kéo dài giảm xuống ~ 1 trận2%. Độ cứng của Brinell đạt đến ~ 110 HB.

Mở rộng nhiệt và hành vi mệt mỏi

Hệ số giãn nở nhiệt (CTE): ~ 21 × 10⁻⁶ /° C. (20Mùi300 ° C.), Tương tự như hầu hết các hợp kim của AlTHER SI.

Thiết kế cho dung sai chặt chẽ phải giải thích cho việc mở rộng nhiệt trong các ứng dụng có sự thay đổi nhiệt độ lớn.

Sức mạnh mệt mỏi

Hành vi mệt mỏi của ADC12 phụ thuộc mạnh mẽ vào chất lượng đúc (Độ xốp, Bao gồm, và hoàn thiện bề mặt) và trạng thái xử lý nhiệt:

• Mệt mỏi như đúc (T0): Dưới sự uốn cong đảo ngược (R = Tiết1), Giới hạn độ bền cho ADC12 chết áp lực cao thường là 60 - 80 MPA Tại 10⁷ chu kỳ.
  Đúc với độ xốp tối thiểu và hình thái SI được sửa đổi (thông qua bổ sung SR hoặc NA) có thể tiếp cận 90 MPA.
• Điều kiện tuổi (T5/T6): Lão hóa làm tăng sức mạnh kéo nhưng có thể làm giảm tuổi thọ mệt mỏi, Khi độ giòn do kết tủa gây ra sự khởi đầu vết nứt.
  Giới hạn mệt mỏi hoàn toàn đảo ngược điển hình trong phạm vi T6 từ 70 - 100 MPA cho các vật đúc chất lượng cao (bề mặt đánh bóng, Nút phắc pháp hỗ trợ đổ).
• Nồng độ căng thẳng: Góc nhọn, các phần mỏng, hoặc thay đổi cắt ngang đột ngột đóng vai trò là vị trí bắt đầu crack.
  Hướng dẫn thiết kế khuyến nghị phi lê có bán kính ≥ 2 mm cho các bức tường 3 mm dày để giảm thiểu căng thẳng cục bộ.

4. Quá trình sản xuất và đúc

Phương pháp đúc

• Nóng buồng đúc: Molten ADC12 cư trú trong lò nung được gắn trực tiếp vào buồng bắn.
  Một pít tông buộc kim loại nóng chảy qua một cái cổ ngỗng vào cái chết.
  Ưu điểm bao gồm thời gian chu kỳ nhanh chóng và quá trình oxy hóa kim loại giảm thiểu; Tuy nhiên, Hợp kim hợp kim tương đối cao SI (so với hợp kim Zn hoặc MG) có nghĩa là thời gian lấp đầy chậm hơn.
• Bang lạnh đúc: Kim loại nóng chảy được múc vào một buồng lạnh riêng, và một pít tông buộc nó vào cái chết.
  Phương pháp này được ưu tiên cho ADC12 khi cần có khối lượng tan chảy cao hoặc kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ/tạp chất kim loại nóng chảy.
  Mặc dù thời gian chu kỳ dài hơn buồng nóng, Nó mang lại tính chất cơ học vượt trội và hoàn thiện bề mặt tốt hơn.

Tham số đúc quan trọng

• Nhiệt độ đổ: Tiêu biểu 600 - 650 ° C.. Quá thấp: Nguy cơ sai lầm và đóng cửa lạnh; quá cao: Xói mòn chết quá mức và tăng độ hòa tan khí dẫn đến độ xốp.
• Tốc độ tiêm & Áp lực: Vận tốc tiêm của 2 trận5 m/s và áp suất của 800 thanh1600 thanh đảm bảo làm đầy nhanh (trong 20 trận50 ms) trong khi giảm thiểu nhiễu loạn.
• Nhiệt độ chết: Được làm nóng trước ~ 200 - 250 ° C để tránh đóng băng da sớm. Được kiểm soát bởi các kênh làm mát dầu hoặc sưởi ấm cảm ứng.
• Thiết kế Gating và Runner: Phải cân bằng chiều dài dòng chảy ngắn (Để giảm mất nhiệt) với sự chuyển tiếp trơn tru (Để giảm thiểu nhiễu loạn).
  Gates được thiết kế tốt làm giảm không khí bị vướng vào và tạo ra các dòng kim loại đồng nhất, do đó hạn chế độ xốp và cảm lạnh tắt.

Khiếm khuyết và giảm thiểu điển hình

• Độ xốp (Khí & Co ngót):

• • Độ xốp khí: Không khí hoặc hydro bị mắc kẹt dẫn đến các khoang hình cầu nhỏ.
    Giảm thiểu: Chụp chết chậu hỗ trợ chân không, sự khử chảy của sự tan chảy bằng argon hoặc nitơ, Tối ưu hóa thông gió trong khuôn.
  • Độ xốp co ngót: Xảy ra nếu đường cho ăn không đủ trong quá trình hóa rắn. Giảm thiểu: Vị trí riser/cổng thích hợp hoặc tràn cục bộ.

• Lạnh & Misruns:

• • Gây ra bởi quá trình hóa rắn sớm hoặc nhiệt độ đổ thấp. Giảm thiểu: tăng nhiệt độ đổ nhẹ, Đường dẫn dòng chảy, Thêm nguồn cung cấp nguồn gốc ”để duy trì nhiệt độ.

• Nóng rách:

• • Vết nứt xảy ra do ứng suất kéo trong quá trình hóa rắn.
    Phòng ngừa: Sửa đổi thành phần hợp kim (Fe hoặc MN cao hơn một chút), Tối ưu hóa nhiệt độ khuôn, Giảm các biến thể độ dày của phần.

5. Xử lý nhiệt và cấu trúc vi mô

Cast Cast cấu trúc

• Các hạt α-al chính: Hình thức đầu tiên khi làm mát bên dưới ~ 600 ° C., Thông thường về hình dạng dendritic nếu tốc độ làm mát chậm.
  Trong đúc áp suất cao (Tốc độ làm mát ~ 10 trận50 ° C/s), Dendrites α-al là tốt và được cân bằng.
• Si eutectic: Bao gồm một mạng lưới các hạt silicon và α-al được kết nối tốt. Làm mát nhanh chóng tạo ra một hình thái SI sợi hoặc xương, trong đó cải thiện độ dẻo.
• Giai đoạn intermetallic:

• • Al2_22Cu (Giai đoạn): Các dạng giống như tấm hoặc θ′ish xung quanh các vùng giàu CU, thô trong đúc.
  • Fe-Si Intermetallics: β-al5_55fesi (giống như kim) và α-al8_88fe2_22si (Kịch bản tiếng Trung) Tùy thuộc vào tỷ lệ Fe/mn. Cái sau ít gây bất lợi hơn.
  • Mg2_22Và: Tối thiểu trong ADC12 do hàm lượng mg thấp.

Giải pháp xử lý nhiệt, Làm dịu đi, và lão hóa

• Điều trị giải pháp: Nhiệt đến ~ 500 ° C trong 3 giờ6 giờ để hòa tan các pha chứa Cu và Mg vào ma trận α-al. Thận trọng: Tiếp xúc kéo dài có thể thô SI các hạt.
• Làm dịu đi: Nước nhanh chóng làm dịu ~ 20 - 25 ° C bẫy các nguyên tử chất tan trong dung dịch rắn siêu bão hòa.
• Lão hóa (Lão hóa nhân tạo): Thường được thực hiện tại 150 - 180 ° C trong 4 trận8 giờ. Trong quá trình lão hóa, Các nguyên tử Cu kết tủa là các pha θ ′ và θ và ′, tăng mạnh sức mạnh (làm cứng tuổi).
  Tuổi già (thời gian/nhiệt độ dư thừa) dẫn đến kết tủa thô hơn và giảm sức mạnh.

Ảnh hưởng của xử lý nhiệt đối với tính chất

• T0 (Như đúc): Si sợi mịn cung cấp độ dẻo đàng (2Làn 4% kéo dài). Độ bền kéo ~ 220 MPA.
• T5 (Lão hóa trực tiếp): Mà không cần điều trị giải pháp, Lão hóa tại 150 ° C cho 6 Giờ tăng độ bền kéo thành ~ 250 MPA, Nhưng bất đẳng hướng do chỉ đường đúc có thể vẫn còn.
• T6 (Giải pháp + Lão hóa): Phân phối Cu thống nhất sau dung dịch dẫn đến tạo mầm đồng nhất của θ ′ trong quá trình lão hóa.
  Đạt được sức mạnh kéo lên tới ~ 300 MPA. Kéo dài có thể giảm xuống ~ 1 trận2%, Làm cho các bộ phận giòn hơn.

6. Kháng ăn mòn và phương pháp điều trị bề mặt

Hành vi ăn mòn

ADC12, Giống như hầu hết các hợp kim, thể hiện khả năng chống ăn mòn vừa phải trong môi trường khí quyển và axit nhẹ/cơ bản.

Sự hiện diện bằng đồng có thể tạo ra các cặp vợ chồng vi mô với α-al, Làm cho hợp kim dễ bị rỗ trong khu vực trong các phương tiện chứa clorua tích cực (VÍ DỤ., môi trường biển).

Trong nước pH trung tính hoặc axit loãng, ADC12 chống ăn mòn đồng nhất do sự hình thành của một bảo vệ, Phim thụ động tuân thủ.

Tuy nhiên, cao Cu (> 2 wt%) có xu hướng thỏa hiệp sự thụ động trong các giải pháp clorua.

Phương pháp điều trị bề mặt phổ biến

• Anodizing:

• • Anod hóa axit chromic (Loại i): Tạo ra một mỏng (~ 0.5 - 1 Sọ) Lớp chuyển đổi, Thay đổi chiều tối thiểu, Nhưng khả năng chống mài mòn hạn chế.
  • Anod hóa axit sunfuric (Loại II): Tạo oxit dày hơn (~ 5 trận25), Cải thiện sự ăn mòn và chống mài mòn. Cần thiết sau tận hưởng để giảm độ xốp.

• Lớp phủ chuyển đổi cromat (CCC): Thông thường các lớp phủ dựa trên CR₃O₈ (~ 0.5 - 1 Sọ) áp dụng thông qua ngâm. Cung cấp bảo vệ ăn mòn tốt và độ bám dính sơn.
• sơn tĩnh điện / Bức vẽ: Cung cấp bảo vệ ăn mòn mạnh mẽ nếu chất nền được xử lý trước đúng cách (VÍ DỤ., hơi thô, mồi). Thích hợp cho các bộ phận tiếp xúc với môi trường ngoài trời hoặc công nghiệp.
• Lỗ Niken điện phân (ENP): Hiếm nhưng được sử dụng cho các ứng dụng mặc cao hoặc ăn mòn cao;
  tạo ra một lớp NI PER (~ 5 trận1010) điều đó giúp tăng cường độ cứng và khả năng chống ăn mòn.

Hiệu suất ăn mòn so sánh

• ADC12 (Cu ~ 2 wt%) vs. A356 (Cu ~ 0.2 wt%): A356 vốn đã chống ăn mòn nhiều hơn do CU thấp hơn;
  ADC12 thường yêu cầu bảo vệ bề mặt tốt hơn cho các điều kiện biển hoặc cao.
• So với hợp kim dựa trên MG (VÍ DỤ., AZ91): ADC12 có khả năng chống ăn mòn vượt trội và ổn định kích thước, làm cho nó thích hợp hơn nơi cuộc sống dịch vụ lâu dài là quan trọng.

7. So sánh với các hợp kim nhôm khác

ADC12 vs. A380 (Chúng tôi tương đương)

• Sáng tác: A380 trên danh nghĩa chứa 8 trận12 wt% si, 3Cấm4 wt% với, ~ 0.8 wt% (< 1.5 wt%) Fe, cộng với Zn và Trace MG.
  Phạm vi ADC12 CU Cu hẹp hơn (1.9–3 wt%), hơi thấp hơn A380.
• Tính chất cơ học: A380 T0: ~ 200 MPA kéo, ~ 110 HB; ADC12 T0: ~ 220 MPA kéo, ~ 80 HB.
  Trong điều kiện T6, Cả hai đều có thể đạt được ~ 300 MPA kéo, Nhưng ADC12 thường thể hiện sự kéo dài tốt hơn một chút do hình thái SI được tối ưu hóa.
• Ứng dụng: A380 phổ biến ở Bắc Mỹ; ADC12 ở châu Á. Cả hai phục vụ thị trường tương tự (vỏ ô tô, Khung điện tử tiêu dùng).

ADC12 vs. A356 (Trọng lực đúc, Không chết)

• Phương pháp xử lý: A356 chủ yếu được sử dụng cho trọng lực hoặc đúc cát, không Đúc chết áp suất cao.
• Sáng tác: A356 chứa ~ 7 wt% si, ~ 0.25 wt% với, ~ 0.25 wt% mg; ADC12 SI SI (~ 10 …12 wt%) là cao hơn, Và với (~ 2 wt%) cao hơn đáng kể.
• Tính chất cơ học: A356 T6: kéo dài ~ 270 MPA, độ giãn dài ~ 10%. ADC12 T6: kéo dài ~ 290 MPA, kéo dài ~ 1 …2%.
  A356 có khả năng dễ dàng hơn nhưng ít phù hợp hơn cho vách mỏng, hình dạng phức tạp.

Hướng dẫn lựa chọn

• Tường mỏng, Hình dạng phức tạp & Khối lượng lớn: ADC12 (hoặc A380) bằng cách đúc áp lực cao.
• Các phần lớn, Độ dẻo tốt & Khả năng hàn: A356 thông qua cát hoặc đúc vĩnh viễn.
• Kháng ăn mòn cao & Các bộ phận hàng không vũ trụ quan trọng: Hợp kim AlTHER SI Si MG tinh khiết cao (VÍ DỤ., A390).

8. Ứng dụng của ADC12

Công nghiệp ô tô

• Các thành phần động cơ: Pistons (Trong một số động cơ chi phí thấp), Bộ chế hòa khí, cơ thể bướm ga.
  Mặc dù nhiều OEM đã chuyển sang A380 hoặc A390 cho các thành phần căng thẳng cao, ADC12 vẫn còn phổ biến cho vỏ và dấu ngoặc.
• Truyền tải: Hình học phức tạp đòi hỏi những bức tường mỏng (1.5Mạnh3 mm); ADC12 Tính trôi chảy tuyệt vời và hóa rắn nhanh chóng đảm bảo các tính năng chi tiết.
• Thành phần đình chỉ & Dấu ngoặc: Tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng, độ chính xác chiều, và hoàn thiện bề mặt làm cho ADC12 lý tưởng cho các giá đỡ chịu tải (VÍ DỤ., Động cơ gắn kết).

Điện tử và vỏ điện

• Tản nhiệt: Độ dẫn nhiệt ADC12 (~ 130 W/m · k) và khả năng hình thành vây phức tạp (thông qua đúc chết) Đảm bảo tản nhiệt hiệu quả cho điện tử điện, Đèn LED, và thiết bị viễn thông.
• Đầu nối & Chuyển nhà ở: Hình học bên trong phức tạp, tường mỏng, và các yêu cầu che chắn EMI được đáp ứng với hóa học hợp kim ADC12 và độ chính xác đúc.

Máy móc công nghiệp

• Bơm & Vỏ van: Chống ăn mòn (Khi được phủ đúng cách) và ổn định kích thước, ADC12 được sử dụng trong máy bơm để xử lý nước, máy nén, và các công cụ khí nén.
• Các bộ phận máy nén: Đầu xi lanh, vỏ, và trục khuỷu cho máy nén vít quay nhỏ được hưởng lợi từ việc truyền nhiệt ADC12 và cường độ cơ học.

Sản phẩm và thiết bị tiêu dùng

• Thành phần thiết bị gia dụng: Máy giặt Ball-Joint Chamsets, Trống máy sấy hỗ trợ, và vỏ máy hút bụi.
  Tính nhất quán về chiều và hoàn thiện bề mặt giảm quá trình xử lý hậu kỳ.
• Thiết bị thể thao: Khung xe đạp hoặc các bộ phận xe máy nơi cần có các phần tường mỏng và bề mặt thẩm mỹ.
  Die-Cast ADC12 cung cấp các tính năng gắn kết và sản xuất nhanh chóng.

9. Ưu điểm và hạn chế

Thuận lợi

• Khả năng đúc tuyệt vời: Nội dung SI cao làm giảm điểm nóng chảy và tăng cường tính trôi chảy, Kích hoạt tường mỏng (xuống 1 mm) Các tính năng có khuyết tật tối thiểu.
• Sự ổn định kích thước: Sản phẩm co ngót và làm mát nhanh chóng, cung cấp dung sai chặt chẽ (± 0.2 mm hoặc tốt hơn trong nhiều trường hợp).
• Hiệu quả chi phí: Giấy phép đúc cho phép sản xuất khối lượng cực cao với chi phí mỗi mảnh thấp. Tính khả dụng rộng rãi của ADC12 giúp giảm thêm chi phí vật liệu.
• Phổ cơ học: Điều trị nhiệt sau đúc (T5/T6) có thể điều chỉnh các thuộc tính từ sức mạnh/độ dẻo vừa phải đến cường độ cao (lên đến ~ 300 MPA kéo).

Giới hạn

• Độ dẻo thấp hơn: As-CAST adc12 kéo dài (2–4%) thấp hơn các hợp kim AL Si-Mg hấp dẫn thấp (~ 8 …12%).
  T6 giảm kéo dài hơn nữa xuống còn ~ 1 trận2%. Không phù hợp với các bộ phận yêu cầu khả năng định dạng cao sau khi đúc.
• Tính nhạy cảm ăn mòn: Hàm lượng CU tăng cao khiến ADC12 rỗ trong môi trường clorua mà không cần bảo vệ bề mặt đầy đủ.
• Giới hạn nhiệt độ: Giữ lại các tính chất cơ học chỉ lên tới ~ 150160 ° C; Trên đây, sức mạnh giảm mạnh do lão hóa và mất kết tủa.
• Intermetallics giòn: Kiểm soát Fe hoặc thiếu Mn không đúng, tác động tiêu cực đến sự dẻo dai.

10. Tiêu chuẩn chất lượng và thử nghiệm

Tiêu chuẩn quốc tế

• Jis h 5302 (Nhật Bản): Chỉ định thành phần hóa học ADC12, Yêu cầu tài sản cơ học, và phương pháp thử nghiệm cho các sản phẩm đúc áp lực cao.
• TRONG 1706 / Và AC-ASI12CU2 (Châu Âu): Xác định giới hạn hóa học tương đương và tính chất cơ học, yêu cầu độ bền kéo cụ thể, kéo dài, và kiểm tra độ cứng.
• Hen suyễn B85 (Hoa Kỳ): Bao gồm các hợp kim được rèn và đúc al; Đối với đúc chết ADC12, Tham khảo ASTM B108 hoặc thông số kỹ thuật độc quyền của các OEM.

Phương pháp thử nghiệm phổ biến

• Kiểm tra độ bền kéo: Mẫu vật tiêu chuẩn được gia công từ đúc; Đánh giá độ bền kéo cuối cùng (Uts), Sức mạnh năng suất (0.2% bù lại), và kéo dài (Tỷ lệ phần trăm).
• Độ cứng (Brinell hoặc Rockwell): Phương pháp không phá hủy để suy ra các biến thể sức mạnh; Độ cứng ADC12 điển hình phạm vi 70.
• Kim loại: Chuẩn bị mẫu (gắn kết, đánh bóng, khắc với thuốc thử Keller từ) tiết lộ cấu trúc hạt, Hình thái silicon eutectic, giai đoạn intermetallic, Độ xốp.
• tia X / Quét CT: Phát hiện các khiếm khuyết nội bộ (Độ xốp, lạnh) mà không cần cắt; quan trọng đối với các thành phần trách nhiệm cao (Các bộ phận an toàn ô tô).
• Phân tích hóa học: Các kỹ thuật như phép đo quang phổ phát xạ quang học (OES) hoặc huỳnh quang tia X. (Xrf) Xác nhận tuân thủ các tiêu chuẩn thành phần.

Dung nạp và kiểm tra

• Dung sai kích thước: Cho các tính năng quan trọng, ± 0.1 mm đến ± 0.2 mm có thể đạt được cho các bức tường < 3 mm; Các phần lớn hơn có thể giữ ± 0.5 mm hoặc tốt hơn.
• Hoàn thiện bề mặt: AS CAST ADC12 có thể đạt được RA ~ 1.6 Sọ; với các quy trình thứ cấp (Vapor mài giũa, Hoàn thiện rung động), Ra ~ 0.8 “M hoặc tốt hơn.

11. Cân nhắc về môi trường và bền vững

Tính tái chế

• Khả năng tái chế cao: Nhôm có thể tái chế vô hạn mà không bị suy giảm các tính chất vốn có.
  ADC12 phế liệu (giả mạo, người chạy bộ, từ chối) có thể được làm lại với sự hạ cấp tối thiểu nếu được tách biệt đúng.
• Nhôm thứ cấp: Sử dụng nhôm tái chế có thể làm giảm mức tiêu thụ năng lượng sơ cấp cho đến 92% so với sản xuất trinh nữ.
  Tuy nhiên, Kiểm soát mức Fe và Cu ở các lần tan chảy thứ cấp là rất quan trọng để duy trì các thông số kỹ thuật của ADC12.

Tiêu thụ năng lượng và khí thải

• Đúc khuôn vs. Gia công: Đúc (Quá trình hình ảnh) làm giảm đáng kể chất thải gia công. So với gia công phôi, Casting sử dụng năng lượng ít hơn 30% 50% mỗi phần.
• Dấu chân carbon: Khi có nguồn gốc từ nguyên liệu tái chế, Dấu chân carbon của các thành phần ADC12 có thể ở mức thấp nhất là 2 Ném3 kg CO₂-EQ mỗi kg.
  Ngược lại, nhôm chính có thể vượt quá 15 kg co₂-eq mỗi kg.

Đánh giá vòng đời (LCA)

• Cái nôi đến cổng: ADC12 chết ADC12 lợi ích từ việc tái chế vòng kín trong các xưởng đúc.
  Giai đoạn vòng đời bao gồm sản xuất nguyên liệu thô (Khai thác, tinh chỉnh), đúc, gia công, Xử lý bề mặt, cách sử dụng, và tái chế cuối đời.
• Cuối đời: Qua 90% của các thành phần đúc nhôm được khai hoang và được giới thiệu lại thành các luồng nhôm thứ cấp, giảm thiểu bãi rác và giảm sự suy giảm tài nguyên tổng thể.

12. Xu hướng và phát triển trong tương lai

Sửa đổi hợp kim

• Giảm các biến thể đồng: Để cải thiện khả năng chống ăn mòn, Các dẫn xuất ADC12 mới có nội dung CU thấp hơn ~ 1 wt%, Bồi thường bằng dấu vết MG hoặc MN.
  Điều này mang lại sức mạnh cực đại giảm nhẹ nhưng tuổi thọ được cải thiện trong điều kiện ăn mòn.
• Phụ gia quy mô nano: Bổ sung đất hiếm (VÍ DỤ., ~ 0.1 wt% la hoặc ce) tinh chỉnh SI eutectic và triệt tiêu kim β, Tăng cường độ dẻo và độ bền mà không cần tăng đáng kể chi phí.

Kỹ thuật đúc lai

• Kim loại bán rắn (SSM) Đúc chết: Sử dụng bùn thixotropic (30Phân số chất lỏng40%) để giảm độ xốp và co ngót, sản xuất các thành phần với các đặc tính gần như.
  ADC12 hoạt động tốt trong SSM, năng suất tốt hơn, nhiều cấu trúc vi mô đồng đều hơn.
• Vật liệu tổng hợp ma trận kim loại (MMCS): Kết hợp các hạt gốm (Sic, Al₂o₃) vào ma trận ADC12 cho các bộ bơm hoặc bộ phận phanh chống mài mòn hoặc phanh.
  Mặc dù hứa hẹn, Những thách thức vẫn còn trong ướt, phân bổ, và kiểm soát chi phí.

Ngành công nghiệp 4.0 và sản xuất thông minh

• Giám sát quy trình thời gian thực: Cảm biến máy đúc (áp lực , nhiệt độ, chảy) Thức ăn vào các thuật toán AI/mL để dự đoán độ xốp, Tối ưu hóa thiết kế cổng, và giảm thiểu tỷ lệ phế liệu.
  Các quy trình ADC12 được hưởng lợi do dung sai chặt chẽ và khối lượng lớn.
• Mô phỏng và cặp song sinh kỹ thuật số: Mốc điền, hóa rắn, và xử lý nhiệt được mô phỏng thông qua CFD và phần mềm truyền nhiệt.
  Cặp song sinh kỹ thuật số cho phép các kịch bản của what-if if, Giảm thử nghiệm và lỗi và gia công.

13. Phần kết luận

ADC12 là một nền tảng của đúc chết áp suất cao, Kết hợp tính lưu động tuyệt vời, Chi phí vừa phải, và khả năng đạt được các đặc tính cơ học cao thông qua các phương pháp xử lý nhiệt mục tiêu.

Tính linh hoạt của nó mở rộng từ động cơ ô tô và các bộ phận truyền động đến bộ tản nhiệt điện tử và vỏ máy bơm công nghiệp.

Trong khi hàm lượng đồng tương đối cao của nó có thể làm tổn hại khả năng chống ăn mòn, Phương pháp điều trị bề mặt hiện đại và thực hành tái chế giảm thiểu những mối quan tâm này.

Sự phát triển đang diễn ra, ví dụ như các biến thể Cu-CU, Đúc bán rắn, và kiểm soát quy trình thời gian thực, để mở rộng phong bì hiệu suất của ADC12.

Các nhà thiết kế và nhà sản xuất lựa chọn ADC12 được hưởng lợi từ nhiều thập kỷ kinh nghiệm của ngành công nghiệp mạnh mẽ, chuỗi cung ứng rộng rãi, và các tiêu chuẩn chất lượng được thiết lập (Anh ấy là, TRONG, ASTM).

Với sự nhấn mạnh toàn cầu vào tính bền vững, Khả năng tái chế nhôm và các quy trình đúc hiệu quả năng lượng đảm bảo rằng ADC12 sẽ duy trì vai trò quan trọng của nó trong trọng lượng nhẹ, Sản xuất khối lượng lớn trong tương lai.

Tại Langhe, Chúng tôi sẵn sàng hợp tác với bạn trong việc tận dụng các kỹ thuật nâng cao này để tối ưu hóa các thiết kế thành phần của bạn, Lựa chọn vật chất, và quy trình sản xuất.

Đảm bảo rằng dự án tiếp theo của bạn vượt quá mọi điểm chuẩn hiệu suất và bền vững.

Liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay!

 

Câu hỏi thường gặp

ADC12 có thể được anod hóa hoặc được xử lý bề mặt?

ADC12 có thể được xử lý bề mặt, Nhưng do hàm lượng silicon và đồng cao của nó, Kết quả anodizing có thể bị hạn chế (VÍ DỤ., Kết thúc tối hơn hoặc không nhất quán).

Lớp phủ bột, bức vẽ, Lớp phủ điện tử, và mạ thường được ưu tiên cho khả năng chống ăn mòn và thẩm mỹ.

ADC12 có phù hợp với gia công CNC sau khi đúc không?

Đúng. ADC12 có khả năng gia công tốt, và nó thường được gia công CNC để đạt được dung sai chặt chẽ hơn hoặc hình học phức tạp sau khi chết đúc.

Tuy nhiên, nên theo dõi hao mòn công cụ do sự hiện diện của các hạt silicon cứng.

ADC12 có thể được xử lý nhiệt cho các tính chất cơ học được cải thiện?

Đúng. Trong khi ADC12 thường được sử dụng trong điều kiện đúc, nó cũng có thể trải qua Điều trị nhiệt T5 hoặc T6 Để cải thiện độ bền kéo của nó, Sức mạnh năng suất, và độ cứng.

Tuy nhiên, độ giãn dài thường vẫn còn hạn chế so với các hợp kim rèn được xử lý nhiệt.

ADC12 có phù hợp với môi trường nhiệt độ cao không?

ADC12 có thể chịu được nhiệt độ lên đến khoảng 150Mạnh170 ° C., Nhưng tiếp xúc kéo dài với nhiệt độ cao có thể làm giảm sức mạnh cơ học của nó.

Vì nhiệt độ quan trọng hoặc nhiệt độ cao ứng dụng, Hợp kim như A360 hoặc ALSI10MG có thể hoạt động tốt hơn.

Hợp kim nhôm ADC12 thường được sử dụng cho?

ADC12 được sử dụng rộng rãi trong Ứng dụng đúc Do tính trôi chảy tuyệt vời của nó, khả năng đúc, và sự ổn định kích thước.

Sử dụng phổ biến bao gồm Các bộ phận ô tô (dấu ngoặc động cơ, Truyền tải), vỏ điện tử, Thành phần máy móc, Và Phần cứng tiêu dùng đòi hỏi hình dạng phức tạp và sản xuất khối lượng lớn.