合金の選択は、あらゆる分野において最初のエンジニアリング上の決定です。 アルミニウム合金ダイカスト プロジェクト, そして、後で行うほとんどの選択よりも多くのコストとパフォーマンスを確保します。. 熱伝導率, 機械的強度, キャスタビリティは異なる方向に引っ張られます, そして、1 つの軸で勝てる合金が 3 つの軸すべてで勝つことはほとんどありません。. このガイドでは主力鋳造合金を比較します。 (ADC12, A380, A360, およびAlSi10Mg) お互いに反対して 6061, そのため、設計エンジニアと技術バイヤーは、見積もりを開始する前に適切な材料を最終候補に挙げることができます。.
何 “良い” アルミニウムダイカスト合金における手段
すべての合金の選択は 4 つの質問の間で行われます。. 合金は金型に完全に充填できますか (キャスタビリティ)? 完成した部品は機械的負荷に耐えられるか (強さ)? 必要な場所に熱を移動させるか (熱伝導率)? また、パッケージ全体を市場が受け入れる単価で生産できるか?
高圧ダイカストはシリコン含有量の高い合金に有利です, シリコンは溶融範囲を下げ、薄い壁への流れを改善するためです。. その同じシリコン, アルミニウムマトリックスに溶解, 熱を運ぶ電子を散乱させ、熱伝導率を低下させます。. 実際的な結果: 鋳造が最も簡単な合金が最良の熱伝導体であることはほとんどありません, アプリケーションがそのスペクトルのどこに位置するかを理解することが選択の核心です.
このガイドで取り上げる合金ファミリーのより広範なツアーについては、, 私たちのを参照してください ADC12の概要, A380, A360, およびENACシリーズ合金.
熱伝導率: 鋳物から熱を逃がす
熱伝導率は、LED ドライバーから熱がどれだけ速く逃げるかを決定します。, モーターハウジング, またはバッテリープレート. 一般的な鋳造合金の中では, シリコンと銅が上昇すると導電率が低下する. A360, およそ9個–10% シリコンと最小限の銅, 約110回実施–115 W/分·鋳放し状態のK. ADC12およびA380, より多くの銅とより広い不純物ウィンドウを使用, 低く座る, 90近く–100 W/分·K.
特殊な低シリコン鋳造合金により天井がはるかに高くなります. AlSi10Mgなどの合金 (管理された不純物を含む) 大体届く 150 W/分·K, AlSi8などの専用の高導電性ダイカストグレード, LHB1, HA7-Sは接近可能 200 W/分·生産中のK. これらのグレードは、LED 照明器具のハウジングや EV のサーマル プレートで最も重要です, 余分なワットの伝導によりジャンクション温度が低下し、耐用年数が延長されます。.
機械的強度: A380, ADC12とA360の比較
強さについて, 主流の合金はマーケティング資料が示唆するよりも近い. 一般的な鋳放し引張強度は約 300 です。–330 ADC12のMPa, A380, A360も同様, 150 の降伏強さ–170 MPa帯. シリコンを多く含むすべての鋳造合金の伸びは 1 桁台前半にとどまります。, したがって、部品は延性に依存するのではなく、圧縮とせん断で荷重に耐えられるように設計する必要があります。.
重要な違いは二次的なものです. A380 は強度とギャップを埋める能力のバランスが取れています。, このため、北米仕様ではデフォルトの汎用合金のままとなっています。. A360 は、グループの中でわずかに優れた延性と最高の耐食性を提供します。, 油圧部品や接液部品に最適. ADC12 は最低の溶融コストで強度を実現します, これは、アジアのサプライチェーンと大量消費者および通信ハードウェアにおける同社の優位性を説明しています。.
プロジェクトに真に高い強度が必要な場合, 答えは通常、別の鋳造合金ではなく、リブを追加することです。, 局所的な肥厚, または鋳造後の限界寸法までの機械加工. 私たちの 品質管理プロセス CMM 装置の最終寸法を検証し、設計許容値が生産時に維持されるようにします。.
キャスタビリティ: シリコンコンテンツがプロセスを推進する理由
鋳造性は、デザインが実際に製造できるかどうかを決定する静かな要素です. ケイ素含有量はおおよそ上記の通り 9% 流動性を高める, 熱間引き裂きの傾向を軽減します, 凝固範囲を縮小します, これらすべてにより壁を薄くすることができます, より長いコア, 気孔率の不良品が少なくなります. これが ADC12 の理由です (9.6–12.0% そして) および A413 系合金は、低シリコン合金では不可能な複雑な LED ハウジング形状を満たします.
銅は強度と機械加工性を向上させますが、凍結範囲を広げ、熱間引裂のリスクを高めます, そのため、鋳造グレードは適度に保たれています. 鉄は狭い範囲で管理する必要がある: ダイはんだ付けに十分耐えられる, しかし、疲労寿命を短縮する脆い血小板を形成するほどではありません。. これらの化学ウィンドウがサプライヤーの溶融規律の理由です, 公称合金名だけではありません, あなたが受け取るものの一貫性を決定します.
どこ 6061 適合 — そうでないところ
6061 ほとんどのエンジニアが最もよく知っている合金です, 熱伝導率はおよそ 167 W/分·K (T6 焼き戻し) おなじみのベンチマークを設定する. それは, しかし, 鍛造合金. 高圧ダイカストは不可: 凝固範囲が熱間引き裂きを引き起こす, その流動性は薄い壁を埋めることはありません. とき 6061 プロパティセットは必須です, 製造ルートは押出と機械加工です, またはスクイズキャスティングなどの特殊なプロセス.
実際に, 多くのチームが指定しています 6061 ダイカスト合金の方が良いと思った習慣から. 形状が複雑な場合, 壁はより薄いです 3 んん, または年間生産量が数千個を超える, A360 などの鋳造合金や高導電性鋳造グレードは、通常、より低い個数コストで熱目標を達成します。. 私たちの 完全な機能リスト 両方のルートをカバー, そのため、その逆ではなく、そのパーツに対してプロセスが選択されます。.
一般的な用途向けの合金選択マトリックス
以下の表は、トレードオフを最初のパスの候補リストにまとめたものです。. 値は一般的な鋳造時の範囲です; 正確な数値は熱や仕様によって異なります, そして、すべての溶融物を分光計分析で確認します。.
| 合金 | 主要な要素 | 熱伝導率 (約。) | 抗張力 (約。) | キャスタビリティ | 一般的な使用方法 |
|---|---|---|---|---|---|
| ADC12 | そして9.6–12.0%, 銅1.5–3.5% | ~90–100 W/分·K | ～310–330 MPa | 素晴らしい | 消費者, 電気通信, 一般住宅 |
| A380 | そして7.5–9.5%, 銅3.0–4.0% | ~96–110 W/分·K | ～320–330 MPa | とても良い | 汎用, 括弧, カバー |
| A360 | そして9.0–10.0%, 銅 ≤0.6% | ~110–115 W/分·K | ～310–320 MPa | とても良い | 流体部品, 腐食にさらされたハウジング |
| AlSi10Mg | そして9.0–10.0%, マグネシウム0.2–0.45% | ～150W/分·K | ～260–300 MPa | 良い (厳密な化学的管理) | LEDドライバー, サーマルプレート |
| 6061-T6 (作られた) | そして0.4–0.8%, マグネシウム0.8–1.2% | ~167 W/m·K | ～310MPa | ダイカスト不可 | 押し出し材, 機械加工されたブロック |
フィルターとして使用します, 判決ではない: 正しい答えは壁の厚さによって決まります, シール要件, そして年間生産量, まさにこれが DFM レビューの目的です.
合金の決定をどのようにサポートするか: DFM から配送まで
合金の選択は、絞りと金型の間のギャップで最も頻繁に失敗します。. ツールの開始前に DFM レビューを行ってそのギャップを埋めます。: 当社のエンジニアが壁の移行をチェックします, 下書き, Cast-Designer フロー シミュレーションでの充填シーケンス, 候補合金に関連するコールドシャットまたはシュリンクのリスクにフラグを立てます. キャスティングが初めてのチーム向け, レビューは開発サイクルの後ではなく、開発サイクルと並行して行われます.
生産中, メルト規律は、選択したプロパティを保護します. 当社の鋳造工場は中央溶解および精製炉を稼働しています, 直読式分光計で化学をチェックします, 密度試験で溶融水素を検証, 2 時間ごとにプロセス化学チェックを繰り返します. 原材料テストレポートは部品に無料で同梱されます, そのため、受入検査では導電率関連の化学的性質を仕様に照らして検証できます。.
新しいハウジングまたはサーマルプレート用に 2 つの合金の重量を量る場合, 図面を送ってください. 短い DFM 交換, 安価な合金を使用するとコストが高くなる可能性がある場合についての率直な推奨事項を含む, の一部です 見積もりを依頼する 私たちのエンジニアリングチームから.
よくある質問
熱伝導率が最も優れているアルミダイカスト合金はどれですか?
主流グレードの中では, A360は約110でリード–115 W/分·K, ADC12とA380では90近く–100 W/分·K. さらに必要なアプリケーション向け, AlSi10Mgなどの特殊な低シリコン鋳造グレード (～150W/分·K) AlSi8 などの専用の高導電合金, LHB1, とHA7-S (最大 ~200 W/m·K) 鍛造合金の性能に近づくダイカスト可能なオプションです.
ADC12はA380より強いですか?
典型的な鋳放し強度はほぼ同等です (どちらも約310–330 MPa 引張). 通常、ADC12 は硬度においてわずかに優れています。, 一方、A380 は伸びと隙間埋めの点でわずかな利点を持っています. 実際的な選択は、通常、顧客が監査する仕様システムに従います。: ASTM/ASTM 派生プロジェクトのデフォルトは A380, JIS 派生プロジェクトのデフォルトは ADC12.
ダイキャストしてもらえますか 6061 アルミニウム?
いいえ. 6061 鍛造合金であり、凝固範囲が広いため、高圧ダイカストプロセスで高温裂けや金型充填不良が発生します。. 6061レベルの導電性や強度が必要な場合, 現実的なルートは押し出しと機械加工です, スクイーズキャスティング, または、複雑な形状でも同様の熱性能を達成するように設計された高導電性ダイカスト合金.
導電性のバランスはどうすればよいですか, 強さ, キャスタビリティ?
最も重要な故障モードから始める: 部品が過熱した場合, 導電性を優先し、強度を回復する設計変更を受け入れる (肋骨, フィレ, 局所的な肥厚); 部品に負荷がかかる場合, 実績のある構造グレードを選択し、フィンなどの形状で熱を解決します。. 次に、設計を凍結する前に、キャスタビリティの限界に対してジオメトリをチェックします。 — キャスティング パートナーとの DFM レビューにより、まだ安価に修正できるうちに競合が発見されます。.
