Отливка от алуминиева сплав: производствени процеси, характеристики и избор

Защо лети алуминиеви сплави

Отливките от алуминиеви сплави съчетават леко тегло, добра топло- и електрическа проводимост и способността да формират сложни вътрешни геометрии, които машинната обработка не може да произведе икономично. Обичайните сплави за леене включват A356 (Al-Si7Mg), който подлежи на топлинна-обработка и заваряване; A380 (Al-Si8Cu3), който предлага отлична-леяемост; и ADC12,-работният кон за леене под високо налягане в Азия. Процесите на леене се различават главно по материала на матрицата, налягането, постижимата толерантност, повърхностното покритие и производствения обем, така че изборът на процес е решение за разходи-и-качество, колкото и техническо.

Леене на пясък

Пясъчното леене формира формата от уплътнен пясък, свързан с глина или смола, с шарка, която се отстранява преди изливането. Това е най-гъвкавият процес: почти всяка сплав, размер и количество могат да бъдат произведени, инструментите са евтини и промените в дизайна са лесни. Толерансът на размерите е сравнително хлабав, обикновено плюс/минус 0,5 до 1,5 мм в зависимост от размера, а повърхностното покритие е грубо, около Ra 6,3 до 25 микрометра, така че се изискват машинно обработени елементи на функционални повърхности. Пясъчните отливки са предразположени към порьозност и дефекти на включването, освен ако стробирането и повдигането не са внимателно проектирани. Той остава стандартният процес за големи корпуси, прототипи и ниско-обемно производство.

Инвестиционно леене

Леенето по инвестиционни модели, наричано още-восъчно леене, изгражда восъчен модел, покрива го с няколко слоя огнеупорна суспензия, за да образува керамична обвивка, след което разтопява восъка и излива метал в изпечената обвивка. Формата няма разделителна линия, така че са възможни детайли с почти -мрежова-форма със сложни детайли, тънки стени до около 1,5 mm и фини повърхностни покрития от Ra 1,6 до 3,2 микрометра. Допустимите отклонения от плюс/минус 0,1 до 0,25 мм са типични за малки части. Разходите за инструментална екипировка и за-част са по-високи от пясъчното леене, което прави леенето по инвестиционни модели икономично за сложни компоненти с висока-стойност в космическото, отбранителното и медицинското оборудване, където спестяванията от машинна обработка компенсират премията.

Леене под-високо налягане

Леенето под налягане инжектира разтопен алуминий в закалена стоманена форма при висока скорост и налягане, произвеждайки части с отлична консистенция на размерите, гладки повърхности и тънки стени от 1 до 4 mm. Времената на цикъла се измерват в секунди, така че леенето под налягане е процесът за масово производство на корпуси за автомобили, уреди и електроника; A380 и ADC12 са стандартните сплави поради тяхната течливост и устойчивост на горещо напукване. Порьозността от уловения въздух е основното ограничение: частите,-устойчиви на налягане, може да изискват-леене под налягане-под налягане или последващо импрегниране, а използваните сплави обикновено не са заваряеми или подходящи за повишени експлоатационни температури над около 150 градуса по Целзий.

Постоянна форма и леене под-ниско налягане

Леенето в постоянна форма (гравитационна матрица) излива метала в стоманена или чугунена форма за многократна употреба под действието на гравитацията. Той произвежда по-плътни, по-здрави части от пясъчните отливки с по-добро покритие на повърхността и по-строги толеранси и работи добре със сплави, -подлежащи на термична обработка, като A356. Дебелината на стената над около 8 mm е практичен минимум за надеждно подаване при гравитационно леене, отговаряйки на правилото, използвано от много леярни. Леенето под ниско{6}}налягане добавя контролирано въздушно налягане за запълване на матрицата отдолу, подобрявайки подаването и позволявайки тънки-стени,-устойчиви на налягане компоненти, като например лети джанти; това е междинният процес между гравитацията и леенето под налягане както по отношение на разходите, така и по отношение на възможностите.

Сравнение и избор на процеси

Изберете пясъчно леене за прототипи, големи части и малък обем; леене по инвестиция за сложни части с почти-net-форма с тънки стени; постоянна форма или леене под ниско-налягане за средни{3}}обемни структурни части, които се нуждаят от здравина и плътност под налягане; и леене под високо{4}}налягане за големи-обемни, тънкостенни-части с тесни допуски.

След{0}}операции за кастинг

Повечето структурни отливки получават топлинна обработка T6: обработка с разтвор близо до 540 градуса по Целзий, закаляване с вода и изкуствено стареене близо до 155 до 175 градуса по Целзий, което грубо удвоява границата на провлачване на A356. Следват машинна обработка, изпитване под налягане и повърхностни обработки като анодиране, прахово покритие или хроматно преобразуване, в зависимост от приложението. Инспекцията обикновено включва рентгенови лъчи или компютърна томография за вътрешна порьозност в аерокосмически части, пенетрант за багрило за повърхностни пукнатини и проверка на размерите спрямо одобрения модел на отливка.

ЧЗВ

Кой процес на леене на алуминий е най-евтин за малки количества?

Пясъчното леене има най-ниските разходи за инструменти и е най-икономично за прототипи и малки партиди; Единичната цена пада с обема и леенето под налягане става най-евтино над приблизително 10 000 части на година.

Каква е разликата между леене под налягане и леене под налягане?

При леенето по инвестиция се използва керамична обвивка за еднократна употреба и е подходящо за сложни части с малък{0}}до-среден-обем с фино покритие и тънки стени; леенето под налягане използва стоманена форма за многократна употреба и е подходящо за детайли с голям-обем с бързи цикли, но по-високи разходи за инструменти.

Могат ли алуминиевите отливки да бъдат термично обработени?

Повечето-сплави за леене под налягане, като A380 и ADC12, не подлежат на термична-обработка до висока якост, тъй като по време на третирането с разтвор се образуват газови мехури; отливките с гравитация и ниско-налягане в A356 са тези, които обикновено се обработват с T6.

Каква дебелина на стената се препоръчва за отливане на алуминий?

Минималните стени са около 1 до 1,5 mm за леене под налягане и леене по обтекаеми модели, 2,5 до 3 mm за леене под ниско-налягане и леене в пясък и около 8 mm или повече за гравитационни постоянни части на матрицата, за да се осигури добро подаване.

Защо A356 и A380 са най-разпространените леярски сплави?

A356 предлага отлична способност за леене плюс здравина-за термична обработка и заваряемост за структурни части; A380 съчетава висока течливост, добри механични свойства и ниска цена за големи{3}}отливки под налягане.

Може ли да се избегне порьозността в алуминиевите отливки?

Порьозността може да бъде сведена до минимум, но не винаги елиминирана: контролирайте качеството на стопилката, литирането и втвърдяването, използвайте вакуум-помощ или пълнене с ниско-налягане за-непроницаеми части и прилагайте импрегниране, когато трябва да се изключи изтичане.