Wika 
Home / Balita / Balita sa industriya / Mga Ideya sa Paghahagis ng Aluminum: Mga Paraan, Alloy, Disenyo at Mga Finish
Ang Direktang Sagot: Saan Magsisimula Sa Mga Ideya sa Paghahagis ng Aluminum
Pinakamahusay paghahagis ng aluminyo ang mga ideya ay nahahati sa apat na praktikal na grupo: pandekorasyon na hardware at architectural fitting tulad ng drawer pulls, house number plaques, at railing bracket; mga functional na kapalit na bahagi para sa mga makina at makinarya tulad ng mga balbula na takip, mga intake fitting, at mga mounting bracket; shop tooling gaya ng jigs, fixture plates, at alignment blocks; at mga sculptural o display na piraso tulad ng mga medalyon, pananda ng halaman, at maliliit na estatwa. Para sa isang unang proyekto, gravity-fed sand casting gamit A356 aluminyo haluang metal ay ang pinaka mapagpatawad na panimulang punto. Ang A356 ay may kumportableng hanay ng pagbuhos na humigit-kumulang 705 hanggang 760 degrees C, pinupunan nang maayos ang manipis na mga seksyon, at malinis ang mga makina kapag dumaan na ito sa T6 heat treatment.
Ang isang propane-fired furnace na ginawa mula sa isang steel pipe shell na may refractory o ceramic blanket lining ay maaaring matunaw ang isang 2 hanggang 5 kilo na singil ng malinis na aluminum scrap o ingot sa 25 hanggang 40 minuto , kumportableng umaabot sa 700 plus degree C na temperatura ng ibuhos na kailangan para sa isang malinis na fill. Ito ang pangunahing dahilan kung bakit naa-access ang mga ideya sa aluminum casting kumpara sa bronze, na nangangailangan ng 950 hanggang 1000 degrees C, o cast iron, na tumatakbo sa itaas ng 1370 degrees C. Kasama ng strength-to-weight ratio na malapit sa isang third ng density ng bakal pagkatapos ng heat treatment, ang mga aluminum casting ay nagiging tunay na kapaki-pakinabang sa halip na puro pandekorasyon.
Bakit Ang Aluminum ang Default na Metal para sa Mga Proyekto sa Pag-cast
Bago mag-settle sa isang proyekto, nakakatulong na malaman ang mga partikular na katangian ng materyal na gumagawa ng aluminum castable at matibay. Ipinapaliwanag ng mga figure sa ibaba kung bakit makikita ang aluminyo sa lahat ng bagay mula sa mga bloke ng makina hanggang sa mga picture frame at mga palamuti sa hardin.
Mababang Punto ng Pagkatunaw, Malawak na Window ng Proseso
Ang purong aluminum ay natutunaw sa 660.3 degrees C, at ang mga karaniwang casting alloy ay natutunaw sa hanay na humigit-kumulang 555 hanggang 650 degrees C depende sa nilalaman ng silicon at tanso. Ang hanay na iyon ay nasa abot ng propane, natural gas, o kahit na mga charcoal-fired furnace, na hindi totoo sa mga haluang metal na nakabatay sa tanso o cast iron.
Pagkalikido para sa Manipis na Mga Seksyon ng Pader
Ang mga aluminyo-silicon na haluang metal tulad ng A356 at A380 ay mananatiling tuluy-tuloy nang sapat upang punan ang mga seksyon ng dingding na kasing manipis ng 2.5 hanggang 3 mm sa sand molds, at pababa sa humigit-kumulang 1 mm sa pressure die casting. Ito ang dahilan kung bakit maaaring i-cast ang mga manipis na pampalamuti na panel, grille, at housing kaysa sa makina mula sa solid stock.
Lakas Makakuha Pagkatapos ng Heat Treatment
Ang As-cast A356 ay may tensile strength malapit sa 159 MPa. Ang T6 heat treatment, ibig sabihin, solution treatment sa paligid ng 540 degrees C na sinusundan ng water quench at pagtanda sa humigit-kumulang 155 degrees C sa loob ng 4 hanggang 6 na oras, ay nagpapataas nito sa humigit-kumulang 262 MPa na may 5 hanggang 7 porsiyentong pagpahaba.
Recyclable at Mahuhulaan na Gastos ng Materyal
Ang aluminyo ay maaaring matunaw nang paulit-ulit na may lamang 5 hanggang 8 porsiyentong pagkawala sa oksihenasyon bawat cycle. Ang mga scrap na aluminyo mula sa mga gulong, extrusions, at mga bahagi ng engine ay karaniwang tumatakbo sa 1.50 hanggang 3.00 USD bawat pound, habang ang bagong ingot ay tumatakbo sa 2.50 hanggang 4.00 USD bawat pound, na nagpapanatili sa mga gastos sa materyal na predictable para sa mga umuulit na proyekto.
Pagtutugma ng Proseso ng Casting sa Proyekto
Ang parehong ideya sa paghahagis ng aluminyo ay maaaring isagawa sa pamamagitan ng maraming iba't ibang proseso, at ang pagpili ay nagbabago sa gastos ng tooling, ang matamo na pagtatapos sa ibabaw, at kung gaano karaming mga bahagi ang may katuturan sa ekonomiya upang makagawa sa isang pagtakbo.
| Proseso | Karaniwang Laki ng Pagtakbo | Ibabaw ng Tapos | Pagpaparaya | Gastos sa Tooling | Pinakamahusay na Naaangkop Sa |
|---|---|---|---|---|---|
| Paghahagis ng Buhangin | 1 hanggang 50 piraso | 250 hanggang 500 microinch Ra | plus o minus 1.5 mm bawat 25 mm | 20 hanggang 150 USD na pattern | Mga bracket, plaque, one-off na mga prototype |
| Permanenteng Mould (Gravity) | 100 hanggang 10,000 piraso | 100 hanggang 200 microinch Ra | plus o minus 0.5 mm | 500 hanggang 3,000 USD na amag | Mga gulong, housing, repeat hardware |
| Pamumuhunan (Nawalang Wax) | 1 hanggang 1,000 piraso | 60 hanggang 125 microinch Ra | plus o minus 0.13 mm bawat 25 mm | 50 hanggang 500 USD bawat pattern | Mga detalyadong eskultura, medalyon, mga bahagi ng sukat ng alahas |
| High Pressure Die Casting | 10,000 plus piraso | 32 hanggang 63 microinch Ra | plus o minus 0.1 mm | 10,000 hanggang 100,000 USD tooling | Mass production housing, automotive bracket |
Labindalawang Aluminum Casting Project Ideas Worth Building
Ang listahan sa ibaba ay gumagalaw mula sa mga simpleng pandekorasyon na piraso patungo sa mga functional na mekanikal na bahagi, na inayos nang halos sa pamamagitan ng pagtaas ng pagiging kumplikado ng pattern at mga hinihingi sa pagpapaubaya. Ang bawat ideya ay may kasamang praktikal na tala sa haluang metal o kapal ng pader upang ang proyekto ay maaaring lumipat nang diretso mula sa ideya patungo sa pattern.
- Pasadyang drawer pulls at cabinet hardware - cast sa A356 na may 4 hanggang 6 na mm na tapos na pader, pagkatapos ay pinakintab o na-anodize para sa isang pare-parehong hitsura sa isang kusina o workshop run.
- Nakaukit na mga plake ng numero ng bahay - flat-back castings sa paligid ng 150 by 100 by 6 mm, sand cast at pagkatapos ay sandblasted na may 80 grit media para sa matte, weather-resistant surface.
- Mga overlay ng hawakan ng tool at ergonomic grip - cast sa paligid ng isang steel core insert gamit ang 535.0 alloy, pinili para sa makinis na polish na tugon nito sa mga curved surface.
- Mga takip ng hitch ng trailer at mga takip ng tow point - ginawa ng permanenteng paghahagis ng gravity ng amag na may 3 hanggang 5 mm na dingding, pagkatapos ay pinahiran ng pulbos para sa pangmatagalang UV resistance.
- Mga takip ng balbula ng motorsiklo at ATV - ang masalimuot na cooling fin pattern ay pinapaboran ang sand casting na may mga core, gamit ang A356-T6 na na-rate para sa tuluy-tuloy na serbisyo hanggang sa humigit-kumulang 200 degrees C.
- Mga palamuti sa hardin at mga marker ng halaman - thin-wall castings sa paligid ng 2 hanggang 3 mm, iniwan bilang-cast o tapos na may malinaw na protective lacquer.
- Mga pabahay ng ilaw at mga base ng lampara - hollow-core sand castings na may mga panloob na core na inalis pagkatapos ibuhos, pagkatapos ay machined para sa mga wiring channel.
- Mga paa ng muwebles at mga bracket sa binti ng mesa - load bearing parts na nangangailangan ng panloob na fillet na hindi bababa sa 3 mm upang maiwasan ang mga stress risers, na itinapon sa A356-T6.
- Belt buckles at award medallions - Kinukuha ng investment casting ang pinong detalye ng relief hanggang sa humigit-kumulang 0.5 mm, perpekto para sa mga nakaukit na logo o text.
- Pagpapalit ng mga bahagi ng intake at float bowl para sa mga vintage engine - Ang A380 alloy ay nag-aalok ng magandang fuel resistance at machinability para sa mga sinulid na port.
- Mga custom na takip sa gitna ng gulong - Ang permanenteng mold tooling ay nagbibigay ng repeatable diameter tolerance na kailangan para sa press fit, pagkatapos ay pinakintab ang salamin.
- Mamili ng mga fixture plate at alignment jigs - functional tooling cast sa A356-T6 na may ribbed underside na nagdaragdag ng tigas nang hindi nagdaragdag ng masa.
Mga Panuntunan sa Disenyo ng Pattern at Mold na Pinipigilan ang Nabigong Pagbuhos
Tatlong mga gawi sa disenyo ang naghihiwalay sa isang malinis na pagbuhos mula sa isang casting na puno ng mga bitak, mga void, o mga sulok na hindi napuno. Ang kapal ng pader, anggulo ng draft, at ang radius ng fillet ay lahat ay nakikipag-ugnayan sa kung paano nagpapatigas ang aluminyo, at ang bawat isa ay madaling ayusin sa yugto ng pattern ngunit mahal na ayusin pagkatapos.
Kapal ng pader: Ang mga sand casting ay dapat panatilihin ang mga pader sa pinakamababang 3 mm, na ang 4 hanggang 6 mm ay mas maaasahan para sa mga istrukturang bahagi, dahil ang mas manipis na mga seksyon ay lumalamig at tumigas bago sila ganap na mapuno ng metal. Ang mga permanenteng molde na cast ay maaaring bumaba sa 1.5 hanggang 2 mm dahil ang bakal na amag ay humihila ng init palayo nang mas mabilis at pinapanatili ang metal na gumagalaw nang mas matagal kumpara sa sarili nitong solidification front.
Anggulo ng draft: Ang mga patayong mukha sa isang pattern ng sand casting ay nangangailangan ng 1 hanggang 3 degrees ng draft sa bawat panig upang malinis ang pattern nang hindi napunit ang buhangin. Ang permanenteng molde tooling ay maaaring gumamit ng mas mababaw na 0.5 hanggang 1.5 degrees dahil ang pinakintab na bakal na ibabaw ay mas madaling naglalabas kaysa sa naka-pack na buhangin.
Fillet radius: bawat panloob na sulok ay dapat na may radius ng fillet na katumbas o mas malaki kaysa sa lokal na kapal ng pader, na may praktikal na minimum na 3 mm. Ang matatalim na panloob na sulok ay nagkonsentra ng stress habang lumalamig at kumukunot ang casting, at ito ang pinakakaraniwang panimulang punto para sa maiinit na luha.
Shrinkage Allowance at Bakit Labis ang Laki ng Mga Pattern
Ang aluminyo ay lumiliit sa tatlong yugto habang ito ay napupunta mula sa likido patungo sa isang malamig na solid: likidong pag-urong ng humigit-kumulang 3.5 hanggang 6 na porsiyento ayon sa dami, solidification na pag-urong ng humigit-kumulang 3.0 hanggang 8.5 na porsiyento depende sa haluang metal, at solid-state na paglamig ng pag-urong ng humigit-kumulang 1.3 porsyento na linear para sa A356 sa pagitan ng solidus temperature at room temperature. Binabayaran ng mga gumagawa ng pattern ang huling yugto sa pamamagitan ng pagputol ng pattern na sobrang laki gamit ang panuntunan sa pag-urong, karaniwang humigit-kumulang 5/32 pulgada bawat talampakan, na malapit sa 1.3 porsiyentong figure na iyon para sa A356. Bilang isang nagtrabahong halimbawa, ang isang natapos na dimensyon na 300 mm sa A356 ay dapat magsimula bilang isang pattern na dimensyon na humigit-kumulang 303.9 mm, na kinakalkula bilang 300 na i-multiply sa 1.013.
| Haluang metal | Linear Shrinkage Allowance | Tinatayang Panuntunan sa Paggawa ng Pattern |
|---|---|---|
| A356.0 | 1.3 porsyento | 5/32 pulgada bawat paa |
| A380.0 | 1.6 porsyento | 3/16 pulgada bawat paa |
| 443.0 | 1.3 porsyento | 5/32 pulgada bawat paa |
| 535.0 | 1.4 porsyento | 5/32 hanggang 3/16 pulgada bawat paa |
Pagpili ng Tamang Aluminum Haluang metal para sa Trabaho
Ang pagpili ng haluang metal ay nakakaapekto sa pagkalikido sa panahon ng pagbubuhos, lakas pagkatapos ng heat treatment, corrosion resistance, machinability, at kung gaano kahusay ang pagtugon ng surface sa polishing o anodizing. Inihahambing ng talahanayan sa ibaba ang apat na haluang metal na sumasaklaw sa karamihan ng mga ideya sa paghahagis ng aluminyo, mula sa mga structural bracket hanggang sa high-polish na pandekorasyon na hardware.
| Haluang metal | Mga Pangunahing Elemento ng Alloying | Lakas ng makunat | Pagpahaba | Pinakamahusay Para sa |
|---|---|---|---|---|
| A356.0 (T6) | Silicon 7%, Magnesium 0.35% | 262 MPa | 5 hanggang 7 porsiyento | Structural castings, gulong, bracket |
| A380.0 | Silicon 8.5%, Copper 3.5% | 324 MPa | 3 porsyento | Die castings, housings, fuel system parts |
| 443.0 | Silicon 5.2% | 130 MPa | 9 porsyento | Marine hardware, corrosion resistant fittings |
| 535.0 (Almag 35) | Magnesium 6.8% | 241 MPa | 9 porsyento | High-polish decorative parts, anodized hardware |
Ang mas mataas na nilalaman ng silicon ay nagpapabuti sa pagkalikido at binabawasan ang mainit na pagkapunit, kaya naman ang A380 at A356 ay pinapaboran para sa manipis o kumplikadong mga seksyon, ngunit ang parehong mga particle ng silikon ay nagpapabilis sa pagkasira ng tool sa paggupit, kaya inirerekomenda ang carbide tooling para sa pagmachining ng mga haluang ito. Ang 535.0, sa kabaligtaran, ay walang silicon at mga makina na malinis na may karaniwang high speed steel na mga tool, na sinamahan ng malakas na pagtugon nito sa mekanikal na buli ang dahilan kung bakit ito ay nananatiling popular para sa mirror-finish decorative castings.
Mula sa Magaspang na Pag-cast hanggang sa Tapos na Piraso: Mga Opsyon sa Surface Treatment
Ang pag-cast na diretso mula sa amag ay may magaspang, mabuhangin o may texture na ibabaw at matutulis na gate stubs na kailangang tanggalin bago ang hitsura o paggana ng bahagi ayon sa nilalayon. Ang limang paggamot sa ibaba ay sumasaklaw sa karamihan ng mga ideya sa pag-cast ng aluminyo, mula sa isang mabilis na paglilinis hanggang sa isang pinakintab na piraso ng palabas.
Fettling at Deburring
Ang mga gate, risers, at flash ay tinanggal gamit ang isang angle grinder, bandsaw, o hand file. Para sa mga batch ng maliliit na bahagi, vibratory tumbling na may ceramic media para sa 4 hanggang 8 oras bilugan ang mga gilid at inaalis ang flashing line ng parting line nang hindi tinatapos ng kamay ang bawat piraso.
Sandblasting para sa Uniform Matte Finish
Ang glass bead media sa 60 hanggang 100 grit range, na inilapat sa 80 hanggang 100 PSI, ay gumagawa ng pare-parehong satin texture na tumutulong din na itago ang minor surface porosity. Ito ay isang pangkaraniwang tapusin para sa mga panlabas na bracket, mga marker ng halaman, at mga tooling fixture.
Mechanical Polishing
Ang isang pag-unlad sa pamamagitan ng 80, 120, 240, 400, 600, at 1200 grit abrasive na sinusundan ng buffing wheel at polishing compound ay maaaring magdala ng A356 o 535.0 sa isang mirror finish sa halos 30 hanggang 45 minuto bawat maliit na bahagi . Ang mas matataas na silikon na haluang metal tulad ng A380 ay nagpapakintab nang hindi gaanong pantay dahil ang mga particle ng silikon ay lumalaban sa abrasyon nang iba kaysa sa nakapalibot na aluminum matrix.
Anodizing para sa Color at Wear Resistance
Ang Type II sulfuric acid anodizing ay bumubuo ng isang oxide layer na humigit-kumulang 5 hanggang 25 microns ang kapal nang direkta sa ibabaw ng aluminyo, na maaaring tumanggap ng mga kulay ng dye at nagpapataas ng katigasan ng ibabaw mula sa humigit-kumulang 75 hanggang 90 HV para sa bare aluminum hanggang sa humigit-kumulang 300 hanggang 400 HV para sa anodized layer.
Powder Coating para sa Outdoor Durability
Ang pulbos ay inilalapat sa electrostatically at pinagaling sa 190 hanggang 205 degrees C sa loob ng 10 hanggang 20 minuto, na gumagawa ng UV-stable, chip-resistant na finish na angkop sa mga palamuti sa hardin, hitch cover, at iba pang bahagi na naninirahan sa labas.
Mga Karaniwang Depekto sa Casting at Paano Maaaga ang mga Ito
Karamihan sa mga problema sa paghahagis ng aluminyo ay nagbabalik sa isa sa anim na dahilan, at ang bawat isa ay nag-iiwan ng makikilalang lagda sa natapos na bahagi. Ang pagsuri para sa mga ito bago mag-invest ng oras sa pagtatapos ay nakakatipid ng maraming trabaho sa pag-polish sa isang bahagi na hindi kailanman matatapos.
| Depekto | Karaniwang Dahilan | Paano Ito Makita | Pag-iwas |
|---|---|---|---|
| Porosity ng Gas | Hydrogen dissolved sa matunaw mula sa ibabaw kahalumigmigan | Maliit na bilog na mga voids na nakakalat sa cross-section | I-degas ang natutunaw at tuyo na mga kasangkapan at hulma nang lubusan bago ibuhos |
| Pag-urong Porosity | Hindi sapat ang feed metal habang tumatagal ang makapal na mga seksyon | Mga irregular void malapit sa mga risers o makapal na section junction | Laki ng mga risers na mas malaki kaysa sa seksyon na kanilang pinapakain at inilalagay ang mga ito sa pinakamataas na punto |
| Malamig na Sarado | Dalawang daloy ng metal ang nagtatagpo nang walang pagsasanib, kadalasan mula sa mababang temperatura ng pagbuhos | Isang nakikitang tahi o parang basag na linya sa ibabaw | Itaas ang temperatura ng pagbuhos at pagbutihin ang bilis ng gating |
| Misrun | Ang metal ay nagpapatigas bago ganap na mapuno ang lukab ng amag | Isang hindi kumpletong casting na may bilugan, hindi napunong mga gilid | Itaas ang temperatura ng pagbuhos, palakihin ang mga pintuan, o painitin muna ang amag |
| Mainit na Pagpunit | Ang paghahagis ay pinipigilan ng amag habang kumukuha sa mataas na temperatura | Isang tulis-tulis na crack sa isang paglipat ng seksyon | Magdagdag ng mga fillet, iwasan ang mga biglaang pagbabago sa seksyon, at gumamit ng mga collapsible na core |
| Mga pagsasama | Ang buhangin, oxide film, o dumi ay dinadala sa lukab ng amag | Mga matitigas na batik na lumalaban sa machining o mga batik sa ibabaw | Salain ang gating system at skim dross bago ibuhos |
Oras ng Pagbabadyet, Materyal, at Enerhiya para sa isang Aluminum Casting Project
Karaniwang tumatakbo ang isang pangunahing hobby-scale propane furnace setup, kabilang ang furnace shell, crucible, lifting tongs, pouring ladle, at protective equipment. 300 hanggang 800 USD at maaaring matunaw ang mga singil na 2 hanggang 5 kilo. Ang greensand para sa mga amag ay magagamit muli para sa daan-daang mga cycle na may maliit lamang na additive replenishment sa pagitan ng mga pagbuhos, na nagpapanatili sa bawat bahagi na gastos ng materyal na dominado ng aluminyo mismo sa halip na ang molding media.
700 hanggang 760 C
Karaniwang temperatura ng pagbuhos para sa A356, sapat na mataas para sa malinis na pagpuno nang walang labis na pagbuo ng oxide.
25 hanggang 40 min
Matunaw ang oras para sa isang 5 kg na singil sa isang propane furnace upang maabot ang temperatura ng pagbuhos mula sa isang malamig na simula.
1.3 porsyento
Linear shrinkage allowance na binuo sa A356 pattern sa pagitan ng pagbuhos at temperatura ng kwarto.
5 hanggang 8 porsiyento
Remelt loss sa oxidation bawat cycle kapag muling gumagamit ng aluminum scrap o mga runner at risers.
Para sa pagpaplano ng oras, ang paggawa ng pattern para sa isang medyo detalyadong bahagi ay tumatagal ng 2 hanggang 8 oras depende sa kung ito ay inukit mula sa kahoy, machined, o 3D printed. Ang pag-ramming ng greensand mol mula sa tapos na pattern ay tumatagal ng 1 hanggang 3 oras para sa isang molde. Ang yugto ng pagtunaw at pagbuhos, kabilang ang pag-init ng furnace, ay tumatagal ng 1 hanggang 2 oras, at ang paglamig bago ang shakeout ay mula 30 minuto para sa maliliit na manipis na bahagi hanggang 2 oras para sa mas mabibigat na seksyon. Ang fettling at finishing, depende sa napiling surface treatment, ay nagdaragdag ng isa pang 1 hanggang 4 na oras. Kung pagsasama-samahin, ang isang katamtamang kumplikadong ideya sa paghahagis ng aluminyo ay maaaring lumipat mula sa sketch patungo sa natapos na bahagi sa loob ng isang araw ng trabaho kapag handa na ang pattern, na karamihan sa oras na iyon ay ginugol sa paghahanda at pagtatapos ng amag kaysa sa pagbuhos mismo.
