Aluminum Casting Material Guide: Alloys, Properties & Die Casting Selection

Ang drawing ay dumapo sa iyong desk na walang iba kundi ang "aluminum casting material" na nakasulat sa material block. Ang pariralang iyon ay hindi isang detalye; ito ay isang kategorya na may ibang mga sangay. Ang compact na sagot para sa karamihan ng mga mamimili ay ito: para sa high-pressure die casting, ADC12 o A380 ang lulutasin sa karamihan ng housing, bracket, at cover application. Para sa mga structural parts na dapat yumuko, sumipsip ng impact, o magdala ng load pagkatapos ng welding, A356 ang mas ligtas na panimulang punto. Ang dahilan ay hindi kagustuhan sa tatak. Ito ang paraan ng pagkilos ng bawat haluang metal sa ilalim ng mabilis na solidification, kung magkano ang ductility na maihahatid nito, at kung magkano ang halaga sa machine at surface treat pagkatapos. Ang gabay na ito ay naglalakad sa mga haluang metal, ang lohika ng pagpili, at ang mga pagkakamaling lumilitaw kapag ang materyal ay pinili bago ang proseso.

Ano ang Aluminum Casting Material?

Ang purong aluminyo ay hindi isang praktikal na materyal sa paghahagis. Ito ay may mababang pagkalikido, mabilis itong nag-oxidize, at ang lakas ng as-cast nito ay masyadong mababa para sa karamihan ng mga bahagi ng engineering. Ang mga casting alloy ay samakatuwid ay binuo mula sa aluminyo at sinasadyang mga karagdagan na nagbabago sa pag-uugali ng pagkatunaw at ang mga huling mekanikal na katangian.

Silicon ang nangingibabaw na karagdagan. Ang isang aluminyo na haluang metal na may 7–12% silicon ay madaling dumadaloy sa manipis na mga seksyon, mas mababa ang pag-urong habang nagpapatigas, at lumalaban sa mainit na pagkapunit. Ang tanso ay nagdaragdag ng lakas ng as-cast at ginagawang malinis ang materyal sa CNC machining. Magnesium ay bumubuo ng edad hardening at mapabuti ang kaagnasan pagtutol kapag pinagsama sa isang tamang init paggamot. Ang bakal ay pinananatili sa hanay na 0.8–1.2% sa mga die casting alloy dahil pinipigilan nito ang paghihinang sa ibabaw ng die, bagama't ang mataas na bakal ay bumubuo ng mga malutong na karayom ​​na nagpapababa ng pagpahaba.

Mahalaga rin na malaman na ang parirala ay sumasaklaw sa parehong mga pangunahing haluang metal, na nagsisimula sa smelter ingot, at pangalawang haluang metal, na nagmula sa recycled na aluminyo. Ang ADC12, ang pinaka-tinatanggap na tinukoy na materyal sa paghahagis sa Asian die casting na mga halaman, ay karaniwang isang pangalawang haluang metal. Iyan ay normal na kasanayan; ang komposisyon ay kinokontrol sa isang naka-publish na hanay, at ang mga dumi ay pinamamahalaan upang tumugma sa JIS H5302, ASTM B85, o mga limitasyong partikular sa customer.

Mga Pangunahing Pamilya ng Aluminum Casting Haluang metals

Ang bawat aluminum casting material ay kabilang sa isa sa apat na praktikal na pamilya. Kapag nakilala mo kung aling pamilya ang kailangan ng iyong bahagi, ang pagpili ng haluang metal ay nagiging mas madali.

Al-Si-Cu Haluang metals: ADC12, A380, A383

Ito ang mga workhorses ng high-pressure die casting. Ang Silicon ay nasa pagitan ng 8% at 12%, habang ang tanso ay nananatili sa pagitan ng 1.5% at 3.5%. Pinapataas ng tanso ang lakas ng as-cast at pinapabuti ang machining. Ibinabagsak ng A383 ang silicon at bahagyang ibinababa ang tanso upang mabawasan ang paghihinang ng die, na madaling gamitin para sa mga dies na may mahaba at manipis na mga core. Kung gumagawa ka ng maraming housing, bracket, cover, o oil pump body, ang pamilyang ito ang default.

Al-Si-Mg Alloys: A356, A357

Kapag ang natapos na bahagi ay kailangang yumuko, sumipsip ng impact energy, o ma-welded, ang A356 at A357 ay karaniwang mas mahusay kaysa sa ADC12. Naglalaman ang mga ito ng humigit-kumulang 7% silikon at 0.3-0.7% magnesiyo. Sa kondisyon ng T6, ang lakas ng kanilang ani ay maihahambing sa ADC12 habang ang pagpahaba ay mas mataas. Ang mga haluang ito ay mahusay na bumubuhos sa mas mababang presyon at ginagamit sa mababang presyon at gravity casting para sa mga gulong, mga bahagi ng structural chassis, at mga bahagi ng ehe.

Al-Mg Alloys: A514, EN AC-AlMg5Si

Kung saan ang corrosion resistance at isang maliwanag na anodized surface matter, ang Al-Mg alloys ay namumukod-tangi. Ang mga antas ng magnesiyo sa paligid ng 5% ay nagbibigay ng mahusay na pagtutol sa tubig-dagat at banayad na mga kemikal. Gayunpaman, ang kanilang pagkalikido ay mas mababa at ang matunaw ay mas madaling mag-oxidize, kaya mas hinihingi sila sa pandayan. Gamitin ang mga ito para sa marine hardware, kagamitan sa pagkain, at pandekorasyon na pabahay.

Hypereutectic Al-Si Alloys: A390

Sa higit sa 15% na silikon, ang mga pangunahing particle ng silikon ay nagbibigay ng natitirang wear resistance at isang mababang koepisyent ng thermal expansion. Ang A390 ay karaniwan sa mga bloke ng engine at mga cylinder ng compressor. Ito ay mas mahirap sa makina at nangangailangan ng espesyal na tooling; huwag itong tukuyin maliban kung ang wear resistance ay ang mapagpasyang kadahilanan.

Paghahambing ng Karaniwang Aluminum Casting Materials

Inililista ng talahanayan sa ibaba ang mga tipikal na aluminum casting material na ginagamit para sa high-pressure, low-pressure, at gravity casting. Ang mga halaga ay kumakatawan sa hiwalay na cast ng mga test bar; Ang mga aktwal na katangian sa isang production casting ay nakasalalay sa kapal ng pader, bilis ng paglamig, at paggamot sa init. Mga Pinagmulan: JIS H5302, ASTM B85, at karaniwang mga datasheet ng supplier ng alloy.

Paano Pumili ng Tamang Aluminum Casting Material

Magsimula sa kundisyon ng serbisyo, pagkatapos ay magtrabaho pabalik. Pinipigilan ng pagkakasunud-sunod na ito ang pinakakaraniwang pagkakamali: pumili muna ng murang haluang metal at matuklasan sa ibang pagkakataon na hindi ito makapasa sa isang pagsubok sa pagkapagod o presyon.

1. Magpasya muna sa proseso ng paghahagis. Ang manipis na pader, mataas na volume, at mahigpit na tolerance ay tumuturo sa high-pressure die casting at Al-Si-Cu alloys. Ang malalaki o istrukturang bahagi ay tumuturo sa low-pressure o gravity casting at Al-Si-Mg alloys.
2. Tukuyin ang mga kinakailangan sa pagpahaba at epekto. Kung kailangan ang pagpahaba sa itaas ng 5%, mahihirapan ang mga standard na haluang metal ng HPDC tulad ng ADC12. Ang mga marka ng A356-T6 o ductile HPDC ay mas mahusay na mga pagpipilian.
3. Suriin ang higpit ng presyon. Ang mga oil pan, valve body, at hydraulic manifold ay nangangailangan ng materyal na mayaman sa silicon na may kontroladong nilalaman ng gas. Ang A413 at low-pressure na A356 ay sikat para sa mga kasong iyon.
4. Isaalang-alang ang temperatura ng pagpapatakbo. Para sa mga bahaging malapit sa mga bloke ng engine o sa mga electrical system, ang thermal conductivity at lakas ng creep ay maaaring maging mas mahalaga kaysa sa static na lakas ng ani.
5. Tingnan ang ruta ng pagtatapos sa ibabaw. Para sa anodizing, ang mababang tanso at mababang zinc ay mahalaga. Ang ADC12 ay nag-anodize ng mas madilim at hindi gaanong pantay kaysa sa Al-Mg alloys.
6. Tantyahin ang gastos sa machining. Copper-bearing alloys machine sa maikling chips at humawak ng tolerances na rin. Ang mga hypereutectic alloy ay sumisira sa karaniwang tooling at nangangailangan ng mga espesyal na pagsingit.

Bilang isang tuntunin ng hinlalaki:

• Simpleng thin-wall housing, mataas ang volume: ADC12 o A380.
• Structural bracket na hahangin o baluktot: A356.
• Lalagyan ng pressure-tight o oil-tight housing: A413 o low-pressure A356.
• Magsuot ng ibabaw sa ilalim ng piston o silindro: A390.

High-Pressure Die Casting vs Low-Pressure Casting Materials

Ang parehong aluminum casting material ay bihirang pinakamainam para sa parehong high-pressure die casting at low-pressure die casting. Pinupuno ng HPDC ang die sa mga millisecond sa mataas na presyon, na nagbibigay-daan sa iyong mag-cast ng mga pader na 1.5–3 mm, ngunit nakakakuha rin ito ng hangin. Ang karaniwang mga haluang metal ng HPDC tulad ng ADC12 ay naghahatid lamang ng 1–4% na pagpahaba dahil nililimitahan ng internal porosity ang ductility. Ang low-pressure casting ay pumupuno nang mas mabagal, ang solidification ay pinapakain mula sa isang riser, at ang casting ay mas siksik upang tanggapin ang T6 heat treatment.

• HPDC nababagay sa mga kumplikadong hugis, manipis na pader, at mataas na rate ng produksyon. ADC12, A380, at vacuum-assisted ductile grades ang karaniwang hanay ng materyal.
• LPDC gumagawa ng mas siksik, weldable, heat-treatable parts na may mas mataas na ductility. Ang A356 at A357 ay ang karaniwang mga panimulang punto.
• Gravity permanent-mold casting nakaupo sa pagitan ng dalawa at nababagay sa mga simpleng hugis na nangangailangan ng mga katangian ng T6.

Ang pag-unawa kung paano binabago ng proseso ang materyal na pag-uugali ay mahalaga. Ang isang tagagawa na nagpapatakbo ng parehong mga ruta, tulad ng isang planta na may mga linya ng HPDC at LPDC, ay maaaring tumugma sa haluang metal sa bahagi sa halip na pilitin ang bahagi sa isang proseso. Para sa background sa pangunahing proseso, tingnan ang teknikal na pangkalahatang-ideya ng aluminum die casting .

Gawi ng Aluminum Casting Material sa Machining at Surface Treatment

Ang paghahagis ay hindi nagtatapos sa pandayan. Karamihan sa mga die casting ay pumupunta sa CNC machining at surface treatment, at tinutukoy ng materyal kung gaano kadali iyon.

• Machinability: Ang Al-Si-Cu alloys ay nagbibigay ng maiikling sirang chips at mahusay na surface finish sa ilalim ng standard carbide tooling. Ang mga haluang metal na may mataas na ductility ay gumagawa ng mahahabang, stringy chips at mas mahirap hawakan ang tolerance. Ang mga hypereutectic alloy ay mabilis na nagsusuot ng mga tool at maaaring mangailangan ng polycrystalline na pagsingit ng brilyante.
• Anodizing: Para sa isang malinaw, maliwanag na anodized finish, iwasan ang mataas na tanso at mataas na zinc. Ang mga haluang metal ng Al-Mg ay gumagawa ng pinakamalinis na mga pelikula.
• Thermal conductivity: Para sa mga LED heatsink at EV cooling plate, ang thermal conductivity ay isang pangunahing salik sa pagpili. Ang purong aluminyo ay malapit sa 230 W/m·K; Ang ADC12 ay humigit-kumulang 96 W/m·K; Ang A356-T6 ay humigit-kumulang 151 W/m·K.

Mga Aplikasyon sa Industriya at Mga Halimbawa ng Tunay na Daigdig

Dahil ang haluang metal ay nagtutulak sa pagganap, tinutukoy ng aplikasyon ang materyal. Sa sarili naming produksyon, lumilitaw ang parehong panuntunan sa bawat sektor na pinaglilingkuran namin, mula sa mga bahagi ng makina ng sasakyan hanggang sa mga gearbox ng agrikultura.

• Mga bahagi ng makina ng sasakyan: mga takip ng ulo ng silindro, mga katawan ng bomba ng langis, mga pabahay ng bomba ng tubig, mga bracket ng tindig. Karamihan ay ginawa mula sa ADC12 o A380 para sa gastos, kakayahang magamit, at higpit ng presyon.

Mga Bahagi ng Aluminum Auto Engine Cylinder para sa Mataas na Pagganap Ginawa mula sa aluminum die casting, ang mga bahagi ng cylinder ng engine na ito ay naghahatid ng lakas at pagkawala ng init para sa mga automotive application. Ipares ang mga ito sa prinsipyo ng pagpili ng materyal na tinalakay sa itaas upang suriin ang iyong sariling use case. Tingnan ang Produkto →

• Transmission at gearbox housing: ang mga ito ay nangangailangan ng higpit, dimensional na katatagan, at higpit ng langis. Ang ADC12 na may kontroladong porosity o A356 sa low-pressure casting ay parehong ginagamit, depende sa kaso ng pagkarga.

Aluminum Die Casting Gearbox Housing para sa Durability Ang pabahay ng gearbox na ito ay gumagamit ng aluminum die casting upang mabawasan ang timbang habang pinapanatili ang integridad ng istruktura. Tamang-tama para sa mga naghahambing ng mga ruta ng pag-cast, gaya ng naka-highlight sa sumusunod na teknikal na tala. Tingnan ang Produkto →

• Mga hydraulic valve at pneumatic na bahagi: ang higpit ng presyon at mahusay na machining ang mga priyoridad. Ang mga high-silicon na Al-Si-Cu na haluang metal ay karaniwan, habang ang low-pressure na A356 ay ginagamit para sa mas siksik na mga katawan ng balbula.

Aluminum Die Casting Hydraulic Valve para sa Precision Isang precision hydraulic valve na ginawa sa pamamagitan ng aluminum die casting, na nag-aalok ng maaasahang kontrol ng likido. Ang mga nakapalibot na talata ay nagbibigay-diin sa pagganap na hinimok ng haluang metal, na ginagawa itong isang may-katuturang halimbawa para sa iyong pagtatasa. Tingnan ang Produkto →

• Mga crankcase ng motorsiklo at transmission case: manipis na pader na sinamahan ng vibration load; Karaniwan ang ADC12 o A383.
• Mga gearbox ng agrikultura: ang mga micro tiller gearbox at mga bahagi ng rice transplanter ay nakalantad sa epekto at dumi; ductility at corrosion resistance bagay.
• Mga bagong substrate sa pagwawaldas ng init ng sasakyan ng enerhiya: Ang kontroladong antas ng tanso at bakal ay nakakatulong sa conductivity at flatness.
• Smart home at mga medikal na accessory: ang kalidad ng ibabaw at dimensional na repeatability ay nagtutulak sa pagpili ng haluang metal.

Para sa mga mamimili na tumitimbang kung ang rutang ito ay angkop, ang bentahe ng aluminum die casting ay buod sa isang hiwalay na teknikal na tala.

Mga Pamantayan at Katumbas sa Pagtutukoy

Ang isang casting drawing ay kadalasang tumutukoy ng isang alloy sa pamamagitan ng JIS number at isa pa sa pamamagitan ng ASTM o EN AC na pagtatalaga. Ang kakayahang mag-cross-reference ay maiiwasan ang mga mamahaling pagkakamali sa pagkuha. Ang talahanayan sa ibaba ay nagbibigay ng malapit na functional na katumbas para sa mga karaniwang marka.

Mga Karaniwang Depekto sa Casting na Naka-link sa Materyal na Pagpili

Tinutukoy ng pagpili ng materyal kung ilan sa mga depektong ito ang lalabas sa isang casting. Ito ang dahilan kung bakit dapat mangyari ang pagsusuri ng materyal bago maputol ang tool, hindi pagkatapos bumalik ang unang sample.

• Porosity ng gas: sanhi ng dissolved hydrogen at nakulong na hangin. Ang mas mataas na silikon na haluang metal ay nagbabawas ng pag-urong porosity, ngunit ang gas porosity ay nananatili; Ang tulong ng vacuum o mas mabagal na bilis ng pagpuno ay ang pag-aayos ng proseso.
• Pag-urong ng porosity: lalabas sa mga huling seksyon upang patigasin. Ang mga haluang metal na naglalaman ng tanso ay may mas mahabang saklaw ng pagyeyelo, na nagpapahirap sa pag-urong. Ang A356 na may tamang disenyo ng pagpapakain ay mas mapagpatawad.
• Die soldering: dumidikit ang casting sa ibabaw ng die. Ang bakal na higit sa 0.8% ay sadyang itago sa mga die casting alloy upang mabawasan ang problemang ito, bagaman ang labis na bakal ay lumilikha ng mga brittle phase.
• Malamig na pagsara: mahinang daloy ng materyal at mga pelikulang oxide. Ang mga high-silicon na haluang metal ay nakakabawas sa panganib dahil nananatili silang tuluy-tuloy nang mas matagal; nakakatulong din ang mas mataas na temperatura ng mamatay.
• Mga pagsasama ng oxide: mas karaniwan sa Al-Mg alloys kung saan madaling mag-oxidize ang magnesium sa temperatura ng pagkatunaw. Ang maingat na paghawak at pagsasala ng pagkatunaw ay mahalaga.

Mga Pagsasaalang-alang sa Gastos at Pagkuha para sa Aluminum Casting Material

Ang presyo ng haluang metal ay bahagi lamang ng tunay na halaga. Ang machining, scrap, process yield, at rework ay karaniwang mas mahalaga sa isang production program.

• Presyo ng haluang metal: Ang ADC12 ay ang pinakamurang karaniwang pagpipilian. Mas mahal ang A356, at mas malaki ang halaga ng A390 o espesyal na ductile HPDC grades.
• Pangalawang machining: tanso-tindig alloys machine sa maikling chips, binabawasan ang cycle ng oras at tool wear. Ang mga hypereutectic alloy ay nangangailangan ng premium tooling.
• Kontrol ng scrap: Ang mga in-house return mula sa die casting ay dapat na i-remelted sa mga kinokontrol na ratio; ang sobrang recycled scrap ay nagpapataas ng iron content.
• Pagsasama ng supplier: ang isang tagagawa na may in-house na amag, die casting, at CNC machining ay maaaring mas mabilis na ayusin ang mga problemang nauugnay sa materyal. Kung ang parehong planta ay nagpapatakbo ng parehong high-pressure at low-pressure casting, ang materyal ay maaaring itugma sa bahagi sa halip na pilitin ang bahagi sa isang proseso.
• Consistency: para sa malalaking volume na bahagi, kumpirmahin na pinapanatili ng supplier ang hanay ng komposisyon at regular na sinusubaybayan ang mga mekanikal na katangian.

Mga Madalas Itanong Tungkol sa Aluminum Casting Material

Ano ang pinakakaraniwang aluminum casting material?

Ang ADC12 sa JIS system at A380 sa ASTM system ay ang pinakakaraniwang high-pressure die casting na materyales. Parehong kabilang sa pamilyang Al-Si-Cu at sumasaklaw sa malawak na hanay ng mga housing, bracket, at structural cover.

Ano ang pagkakaiba sa pagitan ng ADC12 at A356?

Ang ADC12 ay na-optimize para sa high-pressure na die casting: pinupuno nito ang manipis na mga pader, lumalaban sa die soldering, at maayos ang mga makina, ngunit ito ay may limitadong ductility. Ang A356 ay isang Al-Si-Mg alloy na maaaring i-heat treated sa T6, na nagbibigay ng mas mataas na pagpahaba at mas mahusay na weldability.

Maaari bang gamutin sa init ang mga aluminum die casting?

Ang karaniwang high-pressure die castings ay naglalaman ng na-trap na gas, kaya ang T6 heat treatment ay maaaring magdulot ng mga paltos at baluktot na ibabaw. Kung kailangan ang heat treatment, pumili ng low-pressure casting na may A356, o gumamit ng vacuum-assisted HPDC na may nakalaang ductile alloy.

Aling aluminum casting material ang pinakamainam para sa manipis na pader?

Ang mga haluang metal na may silikon na malapit sa 12%, tulad ng A413 o ADC12, ay may pinakamahusay na pagkalikido. Ang kapal ng pader na mas mababa sa 1.5 mm ay nangangailangan pa rin ng maingat na kontrol sa proseso, kabilang ang temperatura ng mamatay, bilis ng pag-iniksyon, at pag-vent.

Bakit idinagdag ang tanso sa mga aluminyo na haluang metal?

Ang tanso ay nagdaragdag ng lakas bilang-cast at nagpapabuti sa kakayahang makina, ngunit binabawasan nito ang paglaban sa kaagnasan. Ang mga haluang metal na naglalaman ng tanso ay hindi dapat piliin para sa dagat o mabigat na kemikal na kapaligiran maliban kung sila ay protektado ng isang patong.

Aling haluang metal ang nagbibigay ng pinakamahusay na anodized na ibabaw?

Al-Mg alloys gaya ng A514 anodize na may maliwanag, malinaw na finish. Ang ADC12 na may mataas na tanso ay nag-anodize ng mas madidilim at may mas kaunting pagkakapare-pareho. Kung ang decorative anodizing ay bahagi ng detalye, suriin ang haluang metal bago magsimula ang tooling.

Ang tamang aluminum casting material ay hindi ang may pinakamataas na bilang sa isang datasheet. Ito ang tumutugma sa proseso at kondisyon ng serbisyo. Magsimula sa kapal ng pader at dami ng produksyon, pagkatapos ay itakda ang mga mekanikal na kinakailangan, at sa wakas ay ihambing ang mga haluang metal laban sa kabuuang gastos. Kung mayroon kang drawing at kailangan mo ng direktang rekomendasyon, ang pinakamabilis na ruta ay talakayin ito sa isang manufacturer ng casting na nagpapatakbo ng parehong high-pressure at low-pressure na mga linya.