Почему выбор алюминиевого сплава имеет значение при литье под давлением
Выбор подходящего алюминиевого сплава является одним из первых решений, влияющих на стоимость., качество, и производительность каждой отлитой под давлением детали. Две отливки могут быть изготовлены на одной машине., в то же время цикла, и при этом вести себя совершенно по-другому в полевых условиях — потому что химия сплава определяет механическую прочность, герметичность под давлением, коррозионная стойкость, обрабатываемость, и как тепло проходит через деталь.
Для команд снабжения и инженеров-конструкторов, практическая проблема заключается в том, что названия сплавов происходят из трех разных стандартных систем.. Покупатель из США может указать A380., европейский рисунок может потребовать ENAC 47100, и азиатский поставщик цитирует ADC12.. Понимание того, как эти серии связаны друг с другом, позволяет избежать дорогостоящей путаницы на этапе запроса цен.. В этом руководстве описаны основные алюминиевые сплавы для литья под давлением — серия JIS. (АЦП12, АЦП1), серия ASTM (А380, А360), и серия EN (ЭНАК 44300, 47100, 46000) — простым языком закупок.
Что такое алюминиевый сплав для литья под давлением?
Алюминиевые сплавы для литья под давлением представляют собой материалы семейства Al-Si, предназначенные для литья под высоким давлением. (HPDC). Кремний — «рабочая лошадка»: он снижает температуру плавления, улучшает текучесть расплава, поэтому тонкие стенки заполняются чисто, и уменьшает усадку при затвердевании. Медь повышает прочность и обрабатываемость, но снижает коррозионную стойкость.. Железо, магний, и марганец дополняет химию в меньших количествах.
Почти все конструкционные отливки сегодня происходят из семейства Al-Si-Cu., стандартизировано в трех параллельных системах:
- ДЖИС H5302 (Япония) — серия АЦП, коммерческий язык по умолчанию среди азиатских поставщиков литья под давлением.
- АСТМ Б85 (НАС) — А-серия: А360, А380, А383, А413 и другие.
- В 1706 (Европа) — система обозначения ENAC, такие как ENAC 44300 (АлСи12(Фе)).
Семьи сильно пересекаются, именно поэтому перекрестные ссылки на них — вместо того, чтобы рассматривать каждый стандарт как отдельный материал — является более быстрым способом принятия обоснованного решения..
Серия JIS: АЦП12, АЦП1, и DC1
АЦП12 является единственным наиболее широко используемым алюминиевым сплавом для литья под давлением в Азии., и не зря. С кремнием 9,6–12,0% и медью 1,5–3,5%., он обеспечивает типичную прочность на разрыв вокруг 310 МПа, отличная литейность, и сбалансированный профиль затрат. Это выбор по умолчанию для корпусов., скобки, радиаторы, и общие структурные компоненты. BIAN использует ADC12 в качестве основного сплава для литья под давлением корпусов и деталей., включая экологически чистые сорта слитков для экспортных программ.
АЦП1 сидит на конце с высоким содержанием кремния (И 11,0–13,0%) с медью, удерживаемой внизу 0.6%. Результатом является превосходная текучесть расплава и герметичность под давлением., при несколько меньшей мощности, чем ADC12. Тонкостенные корпуса и детали, которые должны пройти испытания на герметичность, являются его естественной территорией.. DC1 покрывает тот же высокий Si, Химия с низким содержанием меди в коммерческом использовании в Китае, наряду с эквивалентом YL102 в Великобритании.
Серия ASTM: А380 и А360
А380 является самым известным сплавом для литья под давлением на рынке Северной Америки.. Это химия (И 7,5–9,5%, Медь 3,0–4,0%) обеспечивает лучшую обрабатываемость среди обычных сплавов и типичный предел прочности на разрыв, близкий к 320 МПа. Корпуса передач, корпуса клапанов, и любая деталь, требующая механической обработки после литья, — это классические приложения A380.. Недостатком является более низкая коррозионная стойкость, чем у марок с низким содержанием меди..
А360 держит кремний на высоком уровне (9.0–10,0%) и медь внизу 0.6%, обеспечивает лучшую коррозионную стойкость и немного более высокую пластичность, чем A380., ценой несколько более сложной обработки. Тонкостенные детали, подверженные воздействию погодных условий — корпуса уличных светильников, компоненты, прилегающие к морю - часто приземляются на А360 или его эквивалентах с низким содержанием меди..
Серия EN: ЭНАК 44300, 47100, и 46000
В европейских чертежах используется нумерация ENAC от EN. 1706. Три сорта, которые чаще всего появляются в запросах по литью под давлением::
- ЭНАК 44300 — АлСи12(Фе): высокая текучесть, отличная герметичность, и сильная тонкостенная способность. Европейская рабочая лошадка для корпусов и герметичных шкафов.
- ЭНАК 47100 — АлСи10Су2(Фе): ближайшее EN-соответствие ADC12; универсальный конструкционный сплав, сочетающий прочность и литейность..
- ЭНАК 46000 —AlSi9Cu3(Фе): EN-аналог A380, предпочтителен там, где важна обрабатываемость.
Если на вашем чертеже указан один класс ENAC, а поставщик указывает название JIS или ASTM, В приведенной ниже таблице эквивалентности показано, является ли замена подлинным совпадением или понижением версии, скрывающимся в другой номенклатуре..
Краткое сравнение сплавов
| Сплав | Стандартный | И (%) | Cu (%) | ОТС (типичный) | Самый известный |
|---|---|---|---|---|---|
| АЦП12 | ДЖИС H5302 | 9.6–12,0 | 1.5–3,5 | ~310 МПа | Универсальная литейность и баланс затрат |
| А380 | АСТМ Б85 | 7.5–9,5 | 3.0–4,0 | ~320 МПа | Лучшая обрабатываемость; обработанные компоненты |
| А360 | АСТМ Б85 | 9.0–10,0 | ≤0,6 | ~300 МПа | Коррозионная стойкость; тонкие стены |
| ЭНАК 44300 | В 1706 | 10.5–13,5 | ≤0,3* | ~240 МПа | Текучесть и герметичность |
| АЦП1 / DC1 | ОН / ГБ | 11.0–13,0 | ≤0,6 | ~290 МПа | Тонкостенные корпуса с критическими требованиями к утечкам |
*Другие легирующие элементы различаются по маркам.; см. руководящий стандарт для полной химии. Значения являются типичными значениями, полученными методом литья под высоким давлением. Всегда сверяйте их с сертификатом завода и отчетом спектрометра вашего поставщика для каждой партии..
Межстандартная эквивалентность: Какой сплав чему соответствует?
Три системы наименования описывают перекрывающиеся материалы.. Три якоря эквивалентности, которые решают большинство обсуждений запросов цен:
| Семья | ОН | АСТМ | В | ГБ / БС | Характер |
|---|---|---|---|---|---|
| Общая структурная | АЦП12 | А383 | ЭНАК 47100 | YL113 | Лучшая всесторонняя литейность |
| Удобен для обработки | — | А380 | ЭНАК 46000 | YL112 | Высочайшая прочность, легкая обработка |
| Жидкость / герметичный | АЦП1 | А413 | ЭНАК 44300 | YL102 / ЛМ6 | Тонкие стены, герметичность под давлением |
Действуют два предупреждения. Первый, “эквивалент” значит близко, не идентичны — пределы содержания примесей и второстепенных элементов различаются в разных стандартах, поэтому критически важные детали все еще нуждаются в первичной проверке химического состава. Второй, когда на чертеже указан класс защиты от коррозии, например A360, замена сплава с высоким содержанием меди, такого как A380, не является эквивалентной заменой, даже если показатели прочности выглядят одинаково..
Специальные сплавы с высокой теплопроводностью: АлСи8, LHB1, ХА7-С
Стандартные сплавы для литья под давлением проводят тепло примерно 90–150 Вт/ч.(м·К) — подходит для большинства домов, но является узким местом для светодиодного освещения и электроники электромобилей, где тепло должно быстро покинуть деталь.. Этот пробел привел к разработке специальных сплавов для литья под давлением с высокой проводимостью.: семейство AlSi8 и такие марки, как LHB1 и HA7-S., которые повышают теплопроводность до 200 ж/(м·К) оставаясь при этом полностью литым под давлением.
Для корпусов светодиодных светильников, компоненты аккумуляторного лотка, корпуса силовой электроники, и корпуса контроллера двигателя, эти марки могут исключить радиаторы, расположенные ниже по потоку, или существенно уменьшить их количество.. Компромиссом обычно является несколько более низкая прочность, чем у конструкционных марок., поэтому геометрию детали и секции стенок необходимо проектировать с учетом сплава, а не копировать из конструкции ADC12.. БИАН регулярно отливает АлСи8, LHB1, и HA7-S для программ по светодиодным технологиям и автомобилям на новых источниках энергии., с собственной спектрометрической проверкой на каждой плавке.
Как подобрать сплав для вашего применения
Короткий путь принятия решения охватывает большинство проектов:
- Общие корпуса и кронштейны — начнем с АЦП12 (или А383 / ЭНАК 47100 на рисунке). Это самый безопасный вариант по умолчанию и его проще всего получить..
- Детали, которые будут обработаны — А380 / ЭНАК 46000 резать быстрее и чище.
- Наружные или подверженные коррозии корпуса — склоняйтесь к маркам А360 или с низким содержанием меди, затем добавьте порошковое покрытие или электронное покрытие для суровых условий эксплуатации..
- Тонкие стенки и герметичные детали — с высоким содержанием Si, высокотекучие марки: АЦП1, А413, ЭНАК 44300.
- Теплорассеивающие детали — АлСи8, LHB1, или HA7-S, когда стандартные сплавы не могут отводить достаточно тепла..
Контекст приложения имеет такое же значение, как и таблица данных.. Тот же ENAC 44300 Корпус ведет себя по-другому за наружным светильником с порошковым покрытием, чем внутри герметичного автомобильного контроллера — поэтому опытные поставщики спрашивают об условиях эксплуатации детали, прежде чем подтверждать сплав.. Вы можете увидеть, как выбор сплава влияет на возможности процесса на странице Полный обзор возможностей литья под давлением.
Что покупатели должны проверить перед заказом
Замена сплава — один из самых тихих видов отказов при закупках литья под давлением.. Деталь, которая измеряет правильно, но все же рано утомляется, обычно связана с химическим составом, который отклонился от указанного класса.. Четыре проверки устраняют этот пробел:
- Проверка уровня расплава, не только сертификаты слитков. Спросите, как часто поставщик проверяет фактическую плавку.. Спектрометр проверяет каждые два часа — BIAN работает на линиях литья под давлением — улавливает загрязнения и дрейф состава задолго до того, как он достигнет отливки..
- Сертификаты стана, соответствующего партии. Сертификаты должны соответствовать поставляемой партии и содержать ссылку на регулирующий стандарт. (ДЖИС H5302, АСТМ Б85, или RU 1706).
- Отчет по химии первой статьи наряду с отчетами о размерах для любых новых деталей или изменений сплава.
- Дисциплина переплавки. Поставщик, осуществляющий централизованную плавку и очистку возвращаемого материала, а не специальный переплав на станке, обеспечивает более строгую химическую стабильность во всех производственных циклах..
Покупатели, планирующие многолетние программы, также должны подтвердить, что система качества поставщика (ИСО 9001 для общего производства, МАТФ 16949 для автомобилей) охватывает контроль материалов, не только финальная проверка.
От выбора сплава к реальности производства
Выбор сплава – это то, с чего начинается проект литья под давлением, но результат все равно зависит от инструмента, тоннаж машины, и контроль процесса. Поставщик, который может обсудить взаимодействие между текучестью сплава., дизайн ворот, и толщина стенок — и покажите вам записи плавки — сэкономят больше средств в рамках программы, чем когда-либо сэкономит незначительная разница в цене слитков.. Для более широкого представления рабочего процесса кастинга, смотрите наш обзор процесс литья алюминия под давлением.
Если на вашем чертеже указана марка, не входящая в этот список — национальный стандарт., сплав по индивидуальному заказу, или вариант с высокой проводимостью — отправьте чертеж на рассмотрение. На производстве регулярно отливаются сплавы от обычного ADC12 до специальных марок., и обратная связь от инженеров по подгонке сплава к детали доступна до начала оснастки.. Запросите ценовое предложение через страница контактов чтобы начать разговор.
Часто задаваемые вопросы
Какой алюминиевый сплав лучше всего подходит для литья под давлением?
АЦП12 (ОН), А383 (АСТМ), и ЭНАК 47100 (В) являются наиболее распространенным выбором общего назначения, поскольку сочетают в себе хорошую литейность., вокруг 300 Типичная прочность МПа, и конкурентоспособная стоимость. Детали, требующие механической обработки, часто переходят на A380., в то время как корпуса, подверженные коррозии, предпочитают A360 или другой сорт с низким содержанием меди..
ADC12 — это то же самое, что A380??
Нет. Ближайший аналог ADC12 по стандарту ASTM — A383., не А380. В А380 больше меди (3.0–4,0%), что улучшает обрабатываемость, но снижает коррозионную стойкость. Для большинства корпусов эти два семейства на практике взаимозаменяемы., но для деталей, критичных к коррозии или утечкам, это различие имеет значение..
Какой сплав для литья под давлением имеет самую высокую теплопроводность?
Специальные марки, такие как AlSi8., LHB1, и HA7-S достигают 200 ж/(м·К), значительно выше 90–150 Вт/(м·К) типичный для стандартных сплавов Al-Si для литья под давлением. Они используются для корпусов светодиодов., силовая электроника, и компоненты электромобилей, в которых рассеивание тепла определяет конструкцию.
Что покупатели должны проверить о составе сплава перед заказом?
Запросите частоту испытаний спектрометра уровня расплава (в идеале каждые два часа), сертификаты завода, соответствующие партиям, со ссылкой на JIS H5302 / АСТМ Б85 / В 1706, отчет о химии первой статьи для новых деталей, и подтверждение централизованного контроля переплава. Эти проверки предотвращают тихую замену сплава во время производства..
