Құю үшін қажетті жоғары беріктікті алюминий қорытпалары

ҚЫСҚАША

Құю үшін жоғары беріктік алюминий қорытпаларын таңдау соңғы беріктік пен өндірістің оңайлығы арасындағы теңгерімді талап етеді. Максималды механикалық беріктік үшін 200-сериялы қорытпалар мен ZA-27 сияқты мырыш-алюминий қорытпалары ең жоғары талаптарға ие. Дегенмен, A360 сияқты қорытпалар жоғары температурадағы беріктіктің және коррозияға төзімділіктің мықты тепе-теңдігін ұсынады, ал B390 – өте жоғары тозуға төзімділік көрсетеді. Соңғы қасиеттер жиі T6 сияқты жылулық өңдеу арқылы әлдеқайда жақсартылады.

Құю үшін Алюминий Қорытпалар Тобын Түсіну

Нақты бір құймалы таңдау алдында, құю кезінде қолданылатын негізгі алюминий қорытпаларының отбасын немесе серияларын түсіну маңызды. Алюминий ассоциациясымен белгіленген бұл сериялар негізгі қоспа элементтеріне байланысты қорытпаларды топтастырады, бұл олардың негізгі сипаттамаларын анықтайды. Инженерлер жиі өз таңдауын осы деңгейден бастап, қолданудың негізгі талаптарына негізделе отырып, нұсқаларды шектейді.

Әрбір серия механикалық қасиеттердің, құю сипаттамаларының және құнының әртүрлі комбинациясын ұсынады. Мысалы, бір серия ең жоғары беріктікті қамтамасыз етуі мүмкін, бірақ кең тараған, жалпы мақсаттағы серияға қарағанда құю үдерісі күрделірек және қымбат болуы мүмкін. Бұл негізгі айырмашылықтарды түсіну дұрыс шешім қабылдау үшін маңызды.

Құюда ең көп тараған сериялар өзіндік ерекше артықшылықтарын ұсынады:

• 2xx.x Сериясы (Мыс): Алюминий қорытпаларының ең жоғары беріктігімен танымал болып саналатын 200-сериясы 300-сериясына қарағанда механикалық қасиеттері жағынан екі есеге жуық артықшылыққа ие бола алады. Дегенмен, бұл беріктік төмен коррозияға төзімділік пен құюдың қиындау болуымен қатар жүреді.
• 3xx.x Сериясы (Кремний + Мыс/Магний): A380 өнеркәсіптегі негізгі қорытпа болып табылатын осы серия штамптау үшін ең танымал және кеңінен қолданылатын серия болып саналады. Бұл қорытпалар құюдың жақсы қабілеті, орташа беріктік және баға тиімділігінің үйлесімін ұсынады, соның арқасында олар әртүрлі қолданыс аясына лайықталады.
• 4xx.x Сериясы (Кремний): 413 сияқты бұл қорытпалар өте жақсы құю қабілеті мен қысымға тығыздығы үшін бағаланады. Гидравликалық цилиндрлер сияқты сұйықтар немесе газдарды сыртқа шығармай ұстайтын күрделі бөлшектер немесе компоненттер үшін олардың идеалды таңдауына әкеледі.
• 5xx.x Сериясы (Магний): 500-серияға жататын 518 құймалары теңіз ортасында ерекше коррозияға төзімділігімен және бетінің жоғары сапалы өңделуімен ерекшеленеді. Бұл қорытпаның бояу немесе қорғау мақсатында анодтау талап етілетін бөлшектер үшін ең жақсы таңдауы болып табылады, бірақ құю кезінде ыстық трещинаның пайда болуы мүмкін.

Ең Жоғары Беріктіктегі Құймалар: Толық Салыстыру

380 құймасы жалпы қолданыс үшін ең кең тараған таңдау болса да, кейбір арнайы құймалар компоненттің механикалық, жылулық немесе тозуға төзімділік талаптарын қанағаттандыра алмайтын стандартты құймаларға қарағанда жоғары беріктік пен өнімділік сипаттамаларын ұсынады. Мұндай материалдарды таңдау кезінде соңғы беріктік, құю қабілеті және басқа да маңызды қасиеттер арасындағы тепе-теңдік туралы мұқият талдау жүргізіледі.

Ең берік нұсқалар жиі 200-сериядан немесе арнайы мырыш-алюминий (ZA) отбасыларынан шығады. Шарт бойынша Жалпы Құю Қызметі 200-ші сериялы қорытпалар өте жоғары беріктігімен танымал. Сол сияқты, ZA-27 сияқты ZA қорытпалары дәстүрлі алюминий қорытпаларынан едәуір жоғары болатын созылу беріктігін қамтамасыз етуі мүмкін. Төменде жоғары беріктікті талап ететін матрицалық құю қолданыстарының негізгі номинациялары салыстырылған.

Бұл нұсқаларды салыстырғанда, A360 жиі бөлшек қатаң ортада немесе жоғары температурада істен шықпай жұмыс істеуі керек болғанда таңдалады. Қарай Rapid Axis ол беріктік, пластиктік және коррозияға төзімділікті біріктіреді, бірақ құю қиындығы бөлшектің геометриясын ескеруді талап етеді. Тозу мен үйкеліс анықтайтын қолданулар үшін B390 негізгі таңдау болып табылады. Жоғары кремний мөлшері оған абразивті күштерге шыдайтын қаттылық береді, сондықтан іштен жану қозғалтқышының бөлшектері үшін идеалды болып табылады. Абсолютті ең жоғары беріктікті талап ететін қолданулар үшін 200-сериясы мен ZA-27 негізгі үміткерлер болып табылады, бірақ оларға арнайы құю біліктілігі қажет және бағасы жоғары болуы мүмкін.

Ең жоғары беріктіктің сыры: Жылумен өңдеудің рөлі

Жоғары беріктік құймаларын таңдау — бұл теңдеудің тек бір бөлігі ғана. Көптеген алюминий құймалары үшін, әсіресе 356 және 357 сияқты 200-және 300-сериялы құю құймалары үшін, олардың соңғы механикалық қасиеттері жылулық өңдеу арқылы ашылады. Бұл металлургиялық процесс металдың микрокұрылымын өзгертуге арналған бақыланатын қыздыру мен салқындатуды қамтиды, нәтижесінде қаттылық, созылу беріктігі және ағу беріктігінің маңызды түрде артуына әкеледі.

Жылулық өңдеу компоненттің өлшемдерін тұрақтандыруға, құю процесі кезінде пайда болған ішкі кернеуді жоюға және соңғы қолдануға оптимизациялауға мүмкіндік береді. Жоғары өнімді құйма бөлшектерді сипаттау үшін инженерлер үшін әртүрлі жылулық өңдеу жағдайларын немесе қатайтуларды түсіну маңызды. Бұл қатайтулар 'T' әрпімен белгіленеді, одан кейін сан келеді.

Алюминий құймаларының беріктігін арттыру үшін ең кең тараған қатайтуларға мыналар жатады:

• F (Құйылған күйінде): Кристалданғаннан кейінгі тұтқырлық күйі, одан әрі жылулық өңдеу жоқ. Қасиеттер базалық болып табылады және уақыт өте келе әлсіздеуі мүмкін.
• T5 (Жасанды жетілдіру): Тұтқыр алдымен құю температурасынан салқындатылады, содан кейін төмен температурада жетілдіру процесіне ұшырайды. Бұл өлшемдік тұрақтылықты жақсартады және беріктікті орташа дәрежеде арттырады.
• T6 (Ерітіндіден ысыту және жасанды жетілдіру): Бұл ең жоғары беріктікке жету үшін екі кезеңді процесс. Алдымен құйманы балқымалы элементтерді қатты ерітіндіге еріту үшін жоғары температураға дейін қыздырады, содан кейін оларды орындарында 'тоқтату' үшін сұйықта тез суытады. Содан кейін элементтердің бөлінуі үшін төмен температурада жасанды жетілдіреді, бұл материалды қатайтады және әлдеқайда беріктейді.
• T7 (Ерітіндіден ысытылған және тұрақтандырылған): T6-ға ұқсас, бірақ соңғы жетілдіру процесі жоғарырақ температурада немесе ұзағырақ уақыт бойы жүргізіледі. Бұл қоспаны шынықтырудың ең жоғарғы деңгейінен асып кетуіне әкеледі, сондықтан өлшемді тұрақтылық пен ішкі кернеудің босаюы жақсарса да, T6-мен салыстырғанда соңғы беріктіктің сәл төмендеуіне әкеледі.

Инженер T6 термиялық өңдеуді көрсету арқылы 356 сияқты қоспадан жасалған орташа беріктіктегі бөлшекті көптеген жүктемелерге шыдай алатын жоғары өнімді конструкциялық элементке айналдыра алады.

Беріктіктен тыс: Қоспа таңдаудағы маңызды факторлар

Созылу беріктігі негізгі мәселе болса да, қоспаның сәттілігін анықтайтын жалғыз фактор болып табылмайды. Тек қана беріктікке назар аудару өндірістік немесе жағдайлық әсерлерге байланысты істен шығуларға әкелуі мүмкін, сондықтан материалды таңдауда жан-жақты тәсіл өте маңызды. Таңдалған қоспаның өндіріс процесі мен соңғы қолданысқа сай келуін қамтамасыз ету үшін басқа да бірнеше қасиеттерді мұқият бағалау қажет.

Олардың ішіндегі маңыздысы құю қабілеті , бұл қорытпаның сапалы бөлшекке қаншалықты оңай түрленуін білдіреді. Оған қатты күйден өзгеруде пайда болатын ыстық трещинаның (жарықтардың) және матрицаға қорытпаның жабысып қалуының (матрицада қалып қалуы) сияқты ақауларға төзімсіздік жатады. Алаңдардың мамандарының айтуынша Gabrian , нашар құйылатын қорытпалар қалдық мөлшерінің артуына және өндіріс шығындарының көбеюіне әкелуі мүмкін. Келесі маңызды фактор — коррозияға тұрақтылық . Бөлшектің жұмыс ортасы қажетті төзімділік деңгейін анықтайды. Мысалы, A360-тың коррозияға төзімділігі өте жақсы, сондықтан оны сыртта немесе теңіз ортасында қолдануға болады, ал A380 осы тұрғыдан орташа ғана.

Қосымша қасиеттері ретінде қысымға тығыздық (гидравликалық компоненттер үшін маңызды), киімге төзімділік (қозғалыстағы бөлшектер үшін), және машиналық өңдеу ескерілуі керек. Осы күрделі шешімге көмектесу үшін конструкторлар келесі сұрақтарды қарастыруы керек:

• Бөлшектің тыйым салынған жұмыс температурасы қандай?
• Бөлшек тұзды су, химикаттар немесе жол тұзы сияқты коррозиялық элементтерге ұшырай ма?
• Компонент сұйықтарды немесе газдарды ұстау үшін қысымға төтеп бере алатындай болуы керек пе?
• Анодтау немесе бояу сияқты қандай қосымша соңғы өңдеу операциялары қажет?
• Жобаның құнына қандай шектеулер қойылған?

Құю құю күш, күрделілік және өндіру жылдамдығының тамаша тепе-теңдігін ұсынса да, әсіресе талап қойылатын автомобиль саласындағы кейбір қолданбаларда одан да жоғары беріктік немесе шаршауға төзімділік қажет болуы мүмкін, бұл конструкторларды мықты материал бүтіндігі абсолюттік басымдық болып табылатын ыстық құю сияқты басқа процестерге қарай итермелейді. Мысалы, автомобиль құймаларының мамандары Shaoyi (Ningbo) Metal Technology , ең жоғары материалдық бүтіндіктің абсолюттік басымдығы болған кезде мықты компоненттерді шығару үшін ыстық құю сияқты процестерді қолданады.

Жиі қойылатын сұрақтар

1. Құю құю үшін ең берік алюминий қайсысы?

Шойын тастау үшін ең мықты алюминий қорытпалары, әдетте, жоғары механикалық қасиеттерге ие болу үшін жылумен өңделетін 200-серияда (алюминий-мыс) орналасқан. Сонымен қатар, әсіресе ZA-27 алюминий-цинк қорытпалары да өте мықты болып табылады және кең тараған алюминий шойын тастау қорытпаларына қарағанда әлдеқайда жоғары созылу беріктігіне ие болуы мүмкін. Дегенмен, бұл екі нұсқа да тастауға қиындық тудырады және максималды беріктік қажет болатын жоғары өнімділікті қолданыстар үшін ғана қолданылады.

2. 6061 алюминийін шойын тастауға бола ма?

6061 өте танымал және мықты алюминий қорытпасы болып табылса да, оны әдетте жоғары қысымды шойын тастау үшін пайдаланбайды. Химиялық құрамы мен қатаю сипаттамалары оны жоғары қысымды шойын тастаудың тез суыту жағдайларында ыстық трещинаның пайда болуына бейім етеді. Алайда, ол гравитациялық шойын тастау мен құмға тастау сияқты суыту жылдамдықтары баяу және бақыланатын басқа да тастау процестерінде жиі қолданылады.