Odlewanie aluminium to proces produkcji wysokiej jakości części o wysokiej tolerancji, polegający na wlewaniu ciekłego aluminium do precyzyjnie zaprojektowanej i wykonanej formy, korpusu lub matrycy.
W procesie tym stosuje się różne stopy aluminium i jest to efektywny wybór, gdy zachodzi potrzeba wyprodukowania skomplikowanych, złożonych i szczegółowych części, które z precyzją odpowiadają dokładnemu projektowi.
Odlew aluminiowy jest wykonywany bezpośrednio po wydobyciu. Odlewy z aluminium cieszą się popularnością ze względu na swoją lekkość i odporność na wysokie temperatury stosowane w procesie odlewania ciśnieniowego aluminium.
Po podjęciu decyzji, że odlew aluminiowy będzie idealnym wyborem dla Twojego projektu, musisz wybrać odpowiedni stop.
Główne stopy aluminium
Aluminium jest trzecim najpowszechniej występującym pierwiastkiem na Ziemi. Jednak jego wydobycie z ziemi jest trudne ze względu na skomplikowane i złożone procesy, które są do tego potrzebne.
W wielu przypadkach aluminium jest łączone z różnymi metalami, aby poprawić jego właściwości i właściwości samego stopu. Aby Twój projekt zakończył się sukcesem, musisz znaleźć odpowiedni stop.
Poniżej przedstawiono rodzaje istniejących stopów aluminium:
- AA-8000: stosowany do przewodów budowlanych zgodnie z Krajowym Kodeksem Elektrycznym
- Zamak (cynk, aluminium, magnez, miedź)
- Alclad: blacha aluminiowa wykonana poprzez połączenie aluminium o wysokiej czystości z materiałem rdzeniowym o wysokiej wytrzymałości
- Alnico (aluminium, nikiel, miedź)
- Al-Li (lit(czasem rtęć)
- Magnox (tlenek magnezu, aluminium)
- Nambe (aluminium i siedem innych nieokreślonych metali)
- Birmabright (aluminium, magnez)
- Duraluminium (miedź, aluminium)
- Hindalium (aluminium, magnez, mangan, krzem)
- Tytanal (aluminium, cynk, magnez, miedź, cyrkon)
- Aluminium tworzy inne złożone stopy z magnezem, manganem i platyną
- Magnalium (magnez)
- Silumin (aluminium, krzem)
Ze względu na powszechne nazwy stopów aluminium, można je zidentyfikować za pomocą czterocyfrowego numeru, jak pokazano poniżej:
- 1000:Ta seria stopów aluminium ma czystość aluminium 995 lub wyższą
- 2000:Głównym składnikiem stopowym jest miedź. Obróbka cieplna poprawia wytrzymałość tego stopu.
- 3000:Głównym pierwiastkiem jest tu mangan. Stop aluminium serii 3003 jest najpopularniejszym stopem w tej serii i jest używany do produkcji naczyń.
- 4000:Do produkcji tej serii do aluminium dodaje się krzem. Obniża to temperaturę topnienia metalu, nie powodując jego kruchości.
- 5000:Magnez jest głównym stopem w tej serii. Stop ten jest odporny na zużycie, korozję morską i spawalny.
- 6000:Stopy te zawierają magnez i krzem, które łączą się, tworząc krzemek magnezu. Charakteryzują się umiarkowaną wytrzymałością i dużą odpornością na korozję.
- 7000:Cynk jest głównym składnikiem stopowym w serii 7. Stop ten jest bardzo wytrzymały i podatny na obróbkę cieplną.
- 8000:Te stopy aluminium są wykonane z innych pierwiastków.
Stop aluminium z manganu serii 3000 charakteryzuje się doskonałą obrabialnością, odpornością na korozję i jest najsilniejszym elementem stopowym
Charakterystyka stopów aluminium
Wybór odpowiedniego stopu aluminium do danego zastosowania wymaga rozważenia różnych właściwości stopów. Stop wybrany do odlewania ciśnieniowego ma bezpośredni wpływ na proces.
Poniżej przedstawiono niektóre cechy, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze stopu aluminium do odlewania ciśnieniowego:
- Lutowanie matrycowe:W tym miejscu odlew przywiera do ścianek matrycy, co utrudnia wtrysk. Może to uszkodzić zarówno matrycę, jak i odlew. Dlatego należy wybrać stop aluminium o wysokiej odporności na lutowanie.
- Pękanie na gorąco:Zjawisko to nazywa się również pękaniem krzepnięcia i jest wadą odlewu ciśnieniowego, która może spowodować pęknięcie lub rozdarcie wewnętrznych lub zewnętrznych części stopu aluminium. Niektóre stopy odlewnicze są bardziej podatne na to zjawisko niż inne, dlatego należy o tym pamiętać.
- Odporność na zużycie:To pomoże Ci rozróżnić różne stopy odlewnicze. Jeśli produkujesz części narażone na stałe tarcie, weź to pod uwagę przy wyborze odlewów ciśnieniowych.
- Odporność na korozję:Stopień odporności na korozję różni się w zależności od różnych stopów aluminium. Należy wybrać odpowiedni do warunków środowiskowych, na jakie będzie narażony odlew ciśnieniowy. Seria 5000 charakteryzuje się wysoką odpornością na korozję w korpusach morskich.
- Obróbka skrawaniem i obróbka powierzchni:Odlewy aluminiowe ciśnieniowe często wymagają obróbki powierzchniowej lub kształtowania po wyjściu z formy. Niektóre odlewy aluminiowe łatwiej poddają się procesom obróbki po odlewaniu niż inne, dlatego przed wyborem stopu odlewniczego należy wziąć pod uwagę te właściwości obróbki.
Nie ma jednego, uniwersalnego stopu do wszystkich zastosowań. Dlatego należy starannie dokonać wyboru, kierując się powyższymi właściwościami odlewu.
Obróbka cieplna stopów aluminium
W zależności od potrzeb w zakresie ciągliwości i wytrzymałości, obróbka cieplna dodatkowo zwiększa twardość, wytrzymałość i inne właściwości mechaniczne. Stopy poddane obróbce cieplnej mogą być wykorzystywane w zastosowaniach konstrukcyjnych.
Wyżarzanie przeprowadza się po zakończeniu procesu odlewania precyzyjnego. Polega ono na nagrzewaniu stopu przez maksymalnie trzy godziny w celu rekrystalizacji odlewu aluminiowego, co ułatwia obróbkę elementu.
Obróbka cieplna w roztworze jest podobna do wyżarzania, ale obejmuje proces hartowania, który chłodzi odlewany ciśnieniowo stop aluminium po podgrzaniu, aby zachować rozkład pierwiastków.
Po schłodzeniu stopu dobiera się proces starzenia w zależności od czasu potrzebnego do obróbki odlewu ciśnieniowego.
Zalety odlewów aluminiowych
Oto korzyści wynikające ze stosowania stopów aluminium:
- W pełni nadaje się do recyklingu
- Wysoka szczelność ciśnieniowa
- Doskonała przewodność cieplna
- Wysoka przewodność cieplna i elektryczna
- Doskonała odporność na korozję
- Lepsza odporność na pełzanie
- Zachowuje wysoką stabilność wymiarową
Odlewanie ciśnieniowe aluminium ma wiele zalet, a to tylko niektóre z nich. W zależności od wybranej serii, istnieją również inne indywidualne korzyści.
Opcje obróbki i wykańczania odlewów aluminiowych
Aluminium jest materiałem estetycznym ze względu na wysoki współczynnik odbicia światła. Cechę tę można wykorzystać do zaprojektowania produktu o czystym wykończeniu powierzchni.
Poniżej przedstawiono różne powłoki i wykończenia, które mogą pomóc Twojemu aluminium osiągnąć połysk i trwałość:
- Powłoki PVDF
- Powłoki proszkowe
- Farby płynne
- Anodowanie
- Obróbka cieplna
- Chłodne pracowanie
- Głównie toczące się
Powierzchnię aluminium można dodatkowo udoskonalić poprzez naturalne formowanie się warstwy tlenku. Warstwa ta może być grubsza poprzez anodowanie produktu.
Zastosowania odlewów aluminiowych
Odlewy ciśnieniowe z aluminium znajdują szerokie zastosowanie ze względu na różnorodność stopów. Oto niektóre z zastosowań:
- Stosowany w celu poprawy efektywności paliwowej samochodów poprzez zmniejszenie masy silników i paneli nadwozia
- Odlewy ciśnieniowe zapewniają trwałość, ekranowanie i sztywność narzędzi ręcznych w zakresie zakłóceń RFI/EMI
- Odlew aluminiowy doskonale nadaje się do obudów i złączy elektronicznych ze względu na doskonałe właściwości ekranujące i parametry elektryczne
- Stosowany w infrastrukturze i sprzęcie sieciowym w przemyśle komputerowym i telekomunikacyjnym
- Stosowany w przemyśle lotniczym do produkcji różnych części samolotów
W zależności od branży należy wybrać stop, którego właściwości najlepiej odpowiadają jej potrzebom.
