Mahahalagang Mataas na Lakas na Alloys ng Aluminum para sa Die Casting

TL;DR

Ang pagpili ng mga haluang metal na mataas ang lakas na aluminum para sa die casting ay nangangailangan ng pagbabalanse sa pagitan ng huling lakas at kakayahang mapagtagumpayan sa produksyon. Para sa pinakamataas na lakas na mekanikal, ang mga serye 200 na haluang metal at mga haluang metal na zinc-aluminum tulad ng ZA-27 ang nangunguna. Gayunpaman, ang mga haluang metal tulad ng A360 ay nag-aalok ng mas mahusay na balanse ng lakas sa mataas na temperatura at paglaban sa korosyon, habang ang B390 ay nagbibigay ng hindi pangkaraniwang paglaban sa pagsusuot. Ang mga huling katangian ay madalas na lubos na napapahusay sa pamamagitan ng mga paggamot sa init tulad ng T6.

Pag-unawa sa mga Pamilya ng Haluang Metal na Aluminum para sa Die Casting

Bago pumili ng isang partikular na haluang metal, mahalagang maunawaan ang pangunahing mga pamilya o serye ng aluminyo na ginagamit sa die casting. Ayon sa pagkakalahad ng Aluminum Association, ang mga seryeng ito ay nagpapangkat ng mga halo batay sa kanilang pangunahing sangkap na nagtatakda sa kanilang pangunahing katangian. Karaniwang nagsisimula rito ang proseso ng pagpili ng isang inhinyero upang mapaligoy ang mga opsyon batay sa pangunahing pangangailangan ng aplikasyon.

Ang bawat serye ay nag-aalok ng iba't ibang kombinasyon ng mekanikal na katangian, katangian sa paghuhulma, at gastos. Halimbawa, habang ang isang serye ay maaaring magbigay ng lubhang lakas, maaari itong mas mahirap at mas mahal ihulma kumpara sa isang mas karaniwan at pangkalahatang gamit na serye. Mahalaga ang pag-unawa sa mga pangunahing kaibahan na ito upang makagawa ng maalam na desisyon.

Ang pinakakaraniwang serye sa die casting ay nagdudulot ng malinaw na mga kalamangan:

• 2xx.x Series (Tanso): Kilala sa pagkakaroon ng pinakamataas na lakas sa lahat ng uri ng aluminum, ang 200-series ay kayang umabot sa mekanikal na katangian na halos doble kumpara sa mas karaniwang 300-series. Gayunpaman, ang kalakasang ito ay may kapaginawaan sa anyo ng mas mababang paglaban sa korosyon at mas mahirap na paghuhulma.
• 3xx.x Series (Silicon + Copper/Magnesium): Ito ang pinakasikat at pinakakaraniwang serye para sa die casting, kung saan ang A380 ang pangunahing ginagamit sa industriya. Ang mga haluang metal na ito ay nag-aalok ng mahusay na kombinasyon ng magandang kakayahang ihulma, katamtamang lakas, at murang gastos, na siyang dahilan kung bakit sila angkop para sa malawak na hanay ng aplikasyon.
• 4xx.x Series (Silicon): Ang mga haluang metal na ito, tulad ng 413, ay kinukilala sa kanilang napakahusay na fluidity sa paghuhulma at kakayahang tumagal sa presyon. Dahil dito, mainam silang gamitin sa mga detalyadong bahagi o komponen na dapat humawak ng likido o gas nang walang pagtagas, tulad ng hydraulic cylinder.
• 5xx.x Series (Magnesium): Ang serye 500, kabilang ang mga haluang metal tulad ng 518, ay nakikilala sa mahusay na paglaban nito sa korosyon, lalo na sa mga marine na kapaligiran, at sa napakahusay na katangian nito sa pagkumpleto ng ibabaw. Ito ang pinakamainam na pagpipilian para sa mga bahagi na nangangailangan ng anodizing para sa estetiko o pangprotektang layunin, bagaman mas madaling tustusan ng init ang pangingis cracking habang binubuhos.

Mga Nangungunang Mataas na Lakas na Halamang Metal: Isang Detalyadong Paghahambing

Bagama't ang haluang metal na 380 ang pinakakaraniwang napipili para sa pangkalahatang aplikasyon, may ilang espesyalisadong haluang metal na nag-aalok ng higit na lakas at katangiang pang-performance na kinakailangan para sa mas matitinding tungkulin. Pinipili ang mga materyales na ito kapag hindi kayang tugunan ng karaniwang mga haluang metal ang mekanikal, thermal, o wear-resistance na pangangailangan ng komponent. Ang pagpili ay kasali ang maingat na pagsusuri sa balanse sa pagitan ng huling lakas, kakayahang ibuhos, at iba pang mahahalagang katangian.

Ang mga pinakamatibay na opsyon ay karaniwang galing sa serye 200 o sa mga espesyalisadong pamilya ng zinc-aluminum (ZA). Ayon sa Pangkalahatang Serbisyo sa Hulma , ang mga 200-series alloys ay kilala sa napakataas na lakas. Samantalang, ang ZA alloys tulad ng ZA-27 ay may tensile strength na maaaring mas mataas kaysa sa tradisyonal na aluminum alloys. Sa ibaba ay isang paghahambing ng mga nangungunang pumipili para sa high-strength die casting applications.

Kapag inihahambing ang mga opsyong ito, karaniwang pinipili ang A360 kapag ang isang bahagi ay dapat gumana sa mapanganib na kapaligiran o sa mataas na temperatura nang walang pagkabigo. Ayon kay Rapid Axis , pinagsama nito ang lakas, ductility, at paglaban sa korosyon, bagaman dahil mahirap itong i-cast, kailangang isaalang-alang ang hugis ng bahagi. Ang B390 ang pangunahing pinipili para sa mga aplikasyon na tinutukoy ng pagsusuot at pagkakagiling. Ang mataas na nilalaman ng silicon nito ay nagbibigay ng katigasan na nagpapahintulot dito na makatiis sa mga abrasive force, kaya mainam ito para sa mga bahagi ng internal combustion engine. Para sa mga aplikasyon na nangangailangan ng pinakamataas na lakas, ang 200-series at ZA-27 ang mga pangunahing kandidato, bagaman nangangailangan ito ng mas espesyalisadong kadalubhasaan sa pag-iikast at maaaring may mas mataas na gastos.

Ang Sikreto para sa Pinakamataas na Lakas: Ang Tungkulin ng Heat Treatment

Ang simpleng pagpili ng isang matibay na haluang metal ay bahagi lamang ng solusyon. Para sa maraming uri ng aluminyo, lalo na ang mga nasa 200 at 300-series casting alloys tulad ng 356 at 357, ang kanilang pinakamataas na mekanikal na katangian ay nakakamit sa pamamagitan ng heat treatment. Ang prosesong metalurhiko na ito ay kasama ang kontroladong pagpainit at paglamig upang baguhin ang mikro-istruktura ng metal, na nagreresulta sa malaking pagtaas ng katigasan, tensile strength, at yield strength.

Ang heat treatment ay maaaring magpamatatag sa sukat ng isang bahagi, alisin ang panloob na tensyon mula sa proseso ng paghahagis, at i-optimize ang kahusayan nito para sa huling aplikasyon. Mahalaga para sa anumang inhinyero na nagsispecify ng mataas na kakayahang bahaging nahahagis na maunawaan ang iba't ibang kondisyon ng heat treatment, o tempers. Ang mga temper na ito ay tinutukoy ng 'T' na sinusundan ng isang numero.

Kabilang sa pinakakaraniwang tempers para mapataas ang lakas ng mga aluminyong casting ang mga sumusunod:

• F (As-Cast): Ang kondisyon ng paghuhulma kaagad matapos ang solidipikasyon, nang walang karagdagang thermal na paggamot. Ang mga katangian ay basehan at maaaring magbago sa paglipas ng panahon dahil sa natural na pagtanda.
• T5 (Artipisyal na Pinatandang): Ang paghuhulma ay pinapalamig mula sa temperatura nito at pagkatapos ay ipinapailalim sa prosesong pagtanda sa mababang temperatura. Nagbibigay ito ng magandang dimensional na katatagan at katamtamang pagtaas sa lakas.
• T6 (Nasolusyunang Pagpainit at Artipisyal na Pinatandang): Ito ay isang dalawahang proseso para makamit ang pinakamataas na lakas. Unang iniinit ang paghuhulma sa mataas na temperatura upang matunaw ang mga elemento ng haluang metal sa isang solidong solusyon, at pagkatapos ay mabilis na ibinaba sa likido upang i-lock ang mga ito sa lugar. Pagkatapos ay artipisyal na pinapatanda sa mas mababang temperatura upang mapresipita ang mga elementong ito, na siyang nagpapatigas at nagpapalakas nang malaki sa materyales.
• T7 (Nasolusyunang Pagpainit at Napatatag): Katulad ng T6, ngunit ang huling proseso ng pagtanda ay isinasagawa sa mas mataas na temperatura o sa mas mahabang panahon. Nililipat nito ang alloy lampas sa pinakamataas nitong katigasan upang mapabuti ang dimensional stability at stress relief, bagamat mayroon itong bahagyang pagbawas sa pinakamataas na lakas kumpara sa T6.

Sa pamamagitan ng pagtukoy sa T6 heat treatment, maaaring palakasin ng isang inhinyero ang isang bahagi na gawa sa isang alloy tulad ng 356 mula sa katamtamang lakas tungo sa mataas na kakayahang istraktural na kayang tumagal sa mas malalaking karga.

Higit Pa Sa Lakas: Mga Mahahalagang Kadahilanan sa Pagpili ng Alloy

Bagama't ang tensile strength ang pangunahing isinusulong, bihira itong nag-iisa na kadahilanan na nagdedetermina sa tagumpay ng isang alloy. Mahalaga ang isang buong-perspektibong pagtingin sa pagpili ng materyal, dahil ang pagtuon lamang sa lakas ay maaaring magdulot ng kabiguan na may kinalaman sa pagmamanupaktura o pagkakalantad sa kapaligiran. Kailangang masusing suriin ang ilang iba pang mga katangian upang matiyak na ang napiling alloy ay angkop para sa parehong proseso ng produksyon at sa huling aplikasyon.

Nangunguna sa mga ito ay castability , na tumutukoy sa kung gaano kadali ang isang aluminyo ay maaaring mabuo sa isang kalidad na bahagi. Kasama rito ang paglaban sa mga depekto gaya ng hot cracking (mga luha na nabubuo sa panahon ng pag-init) at die soldering (ang aluminyo na nakakasapot sa hulma). Gaya ng detalyado ng mga eksperto sa Gabrian , ang mga alyuho na may mahinang castyability ay maaaring humantong sa mas mataas na mga rate ng scrap at mas mataas na gastos sa produksyon. Isa pang mahalagang kadahilanan ay pangangalaga sa pagkaubos . Ang kapaligiran ng pag-andar ng bahagi ang tumutukoy sa antas ng paglaban na kailangan. Halimbawa, ang A360 ay may mahusay na paglaban sa kaagnasan, na ginagawang angkop para sa mga application sa labas o marine, samantalang ang A380 ay makatarungan lamang sa bagay na ito.

Iba pang mga ari-arian tulad ng pag-iipit ng presyon (kritikal para sa mga sangkap ng hydraulic), wear Resistance (para sa mga bahagi na gumagalaw na nakikipag-ugnay), at kakayahang Machining dapat din na timbangin. Upang mag-igiya sa kumplikadong pasiya na ito, dapat isaalang-alang ng mga taga-disenyo ang mga sumusunod na tanong:

• Ano ang maximum na operating temperature na makaranas ng bahagi?
• Ang bahagi ba ay lalabas sa mga nakakalason na elemento gaya ng maalat na tubig, kemikal, o asin sa kalsada?
• Kailangan bang maging pressure-tight ang bahagi upang maglaman ng likido o gas?
• Anong pangalawang mga pag-andar sa pagtatapos, gaya ng pag-anodise o pag-painting, ang kinakailangan?
• Ano ang mga paghihigpit sa gastos para sa proyekto?

Bagaman ang pag-cast sa pamamagitan ng pag-die ay nagbibigay ng isang kahanga-hangang balanse ng lakas, pagiging kumplikado, at bilis ng produksyon, ang ilang mga aplikasyon, lalo na sa mahihirap na sektor ng automobile, ay maaaring mangailangan ng mas malaking lakas o paglaban sa pagkapagod, na nag-uudyok sa mga taga-d Halimbawa, ang mga dalubhasa sa pag-iilaw ng mga bahagi ng sasakyan, gaya ng Shaoyi (Ningbo) Metal Technology , gamitin ang mga proseso tulad ng mainit na pag-iimbak upang makagawa ng matibay na mga bahagi kapag ang maximum na integridad ng materyal ay ang ganap na priyoridad.

Mga madalas itanong

1. ang mga tao Ano ang pinakamalakas na aluminyo para sa pag-iikot ng metal?

Ang pinakamalakas na mga aluminyo na haluang-pinto para sa pagbubuhos ng die ay karaniwang matatagpuan sa 200-series (aluminum-copper), na maaaring paggamot ng init upang makamit ang napakataas na mga katangian ng mekanikal. Karagdagan pa, ang mga alyuwaryo ng sinko at aluminyo, partikular na ang ZA-27, ay kilala na napakalakas, na may lakas ng pag-iit na maaaring mas mataas kaysa sa karaniwang mga alyuwaryo ng alyuwaryo na tinataya. Gayunman, ang parehong mga pagpipiliang ito ay mas mahirap i-cast at inilalaan para sa mga application na may mataas na pagganap kung saan ang maximum na lakas ay mahalaga.

2. Maaari bang mag-die cast ang 6061 aluminum?

Bagaman ang 6061 ay isang napakapopular at malakas na aluminyo alloy, ito ay hindi karaniwang ginagamit para sa mataas na presyon na pag-cast ng die. Ang kemikal na komposisyon at mga katangian ng pag-init nito ay nagpapahintulot sa mga depekto tulad ng mainit na cracking sa ilalim ng mabilis na mga kondisyon ng paglamig ng mataas na presyon na pag-cast ng die. Gayunpaman, karaniwang ginagamit ito sa iba pang mga proseso ng pagbubuhos tulad ng gravity die casting at sand casting, kung saan ang mga rate ng paglamig ay mas mabagal at mas kontrolado.