Алюминиевое литье под давлением: преимущества, приложения и советы по проектированию

Алюминий является одним из самых популярных металлов, используемых в производстве металлических изделий для многих отраслей промышленности. Это универсальный материал с несколькими полезными свойствами, которые делают его подходящим для многих приложений. Однако важно выбрать правильный производственный процесс при проектировании алюминиевых деталей. Среди нескольких доступных процессов выделяется литье под давлением алюминия.  

Алюминиевое литье под давлениемявляется эффективным методом производства для производства точных, гладких и текстурированных металлических деталей. Этот метод включает впрыски плавленных металлов в формы под высоким давлением. Легкие свойства и исключительная стабильность размеров алюминия делают его предпочтительным сплавом для этой техники.

Если вам интересны основы процесса алюминиевого лития под давлением, эта статья для вас. Мы рассмотрим преимущества и применения этого процесса.

Что такое процесс литья под давлением алюминия?

Процесс литья под давлением алюминия - это метод, используемый для создания металлических деталей путем нагрева и плавления алюминия при высоких температурах и впрыскивания его в предварительно сформированные формы.  

К числу ключевых принципов относятся следующие:

• Дизайн формы:   Форма точно конструирована из двух половин - половины выброса (выбросная штампа) и фиксированной половины (крышка штампа). Как только эти половины обрабатываются, они используются для формирования желаемой формы части.
• Плавление и впрыски:   Расплавленный алюминий нагревается и впрыскивает в полость формы при чрезвычайно высоком давлении, обеспечивая полное заполнение и формирование.
• Охлаждение и упрочение:   После впрыска расплавленный алюминий оставляется охладить и затвердиться в форме.
• Выброс и отделка:   Как только алюминий охлаждается, форма открывается, и часть выбрасывается. Могут применяться дополнительные процессы отделки, такие как обрезка или поверхностная обработка.

Машины для литья под давлением, независимо от их размера, в первую очередь отличаются методом, используемым для завершения процесса. Существуют два основных метода:

Горячая камера литье под давлением

 

Горячая камера литья под давлением использует тот же метод, упомянутый ранее, где плавленный металл под давлением в предварительно сформированную полость формы. Что отличает литье под форматом горячей камеры, так это то, что металл нагревается внутри литьевой машины, а не в отдельной печи. Эти машины часто называют машинами с гусной шеей.  

Имеют интегрированную печь для нагрева металла до расплавленного состояния. Гидравлический поршень затем движет плавленный металл из печи в штамп. Этот процесс относительно быстрый, обычно занимает всего 15-20 минут для полного цикла.

Холодная камера литье под давлением

Холодное камерное литье под давлением может звучать так, будто это включает в себя заставление холодного металла проходить через пресс-форму, но все же требует впрыска плавленного металла. Главное различие заключается в процессе нагрева. В холоднокамерном литье под давлением металлы изначально нагреваются до расплавленного состояния в отдельной печи. Затем плавленный металл вводится в камеру литьевой машины. Под давлением поршень внутри машины движет плавленный металл в полость формы.

Литье под давлением в холодной камере необходимо для определенных металлов с высокой точкой плавления, таких как алюминий. Эти сплавы требуют отдельной печи из-за повышенных температур, необходимых для достижения расплавленного состояния. Это различие побуждает некоторых производителей выбрать холоднокамерное литье вместо горячего камерного аналога.

Преимущества литья под давлением алюминия

Легкий характер алюминия делает его наиболее подходящим для литья под форматом алюминия, поскольку он позволяет производить легкие компоненты при сохранении долговечности. Давайте углубимся в некоторые ключевые преимущества этого метода литья под давлением.

Экономическая эффективность для производства в больших объемах

Детали литья под давлением требуют минимальной или в некоторых случаях никакой последующей обработки. Эта способность устранить необходимость в последующей обработке является заметным преимуществом метода литья под давлением. Следовательно, предприятия могут рационализировать крупномасштабное производство без выделения дополнительных ресурсов на отделку.

Кроме того, цикл литья в алюминиевом литье под давлением заметно короткий по сравнению с альтернативными методами. Расплавленные металлы твердятся за несколько секунд, что делает массовое производство компонентов с помощью этого процесса очень экономически эффективным.

Отличные механические свойства

Литье под давлением придает выдающиеся механические характеристики изготовленным компонентам. Затверждение под высоким давлением плавленного алюминия приводит к тонко структурированным, компактным и кристаллическим продуктам. Эти детали литья под давлением демонстрируют жесткость, твердость и замечательную прочность. В дополнение к этим свойствам они предлагают повышенную долговечность и исключительную проводимость.

Точность измерений

Алюминиевое литье под давлением дает прочные и стабильные по размерам компоненты, которые могут выдерживать даже суровые условия, сохраняя при этом свою точность. Следовательно, это предпочтительный выбор для изготовления сложных и внутренних деталей машин, которые требуют строгих стандартов точности. Кроме того, литье под давлением постоянно достигает более жестких допусков, чем альтернативные методы лития. В частности, эти изделия не требуют дополнительной обработки для повышения их размерной стабильности.

Обработка сложных деталей

Литье под давлением алюминия отличается в производстве сложных тонкостенных компонентов, отличая его от других методов литья металла. В частности, алюминиевые сплавы являются предпочтительными  материалы  для изготовления таких тонкосстенных деталей, поскольку они обеспечивают исключительное соотношение прочности к весу. В литье под давлением детали из алюминиевых сплавов могут достичь замечательной толщины всего 0,5 мм.

Гладкая поверхность

Литья под давлением могут похвастаться равномерно гладкими кристаллическими поверхностями. По мере того как плавленный металл приобретает точную форму штампов, полученные отливки демонстрируют тонкие и полированные отделки. Это заметное преимущество литья под давлением, минимизируя необходимость последующих этапов последующей обработки. Фактически, продукция может быть быстро отправлена для доставки сразу же после завершения процесса литья под давлением.

Общие литые алюминиевые сплавы

Существует много алюминиевых сплавов, идеальных для техники литья под давлением. Однако сплав должен иметь определенные особенности, чтобы сделать его подходящим кандидатом для литья под давлением алюминия. Эти характеристики помогают инженерам создавать алюминиевое литье с большой гибкостью.  

К ним относятся следующие:

• Коррозионная устойчивость
• Отличное соотношение прочности и веса
• Хорошие характеристики отделки
• Высокие рабочие температуры
• Отличная жесткость
• Высокая тепловая и электропроводность
• Защита от RFI и EMI
• Полная переработка

В таблице ниже приводится резюме алюминиевых сплавов, подходящих для литья под давлением металла, и их применения:

Сплав	Свойства	Типичные приложения
АДК-1	Высокая жидкость, хорошая литьеспособность и коррозионная устойчивость.	Электрические компоненты, осветительные устройства и декоративные отливки.
Устройство ADC3 (A360)	Хорошая формируемость и коррозионная устойчивость, отличная воздушная герметичность	Автомобильные масляные кастрюли, корпусы контроллеров автомобилей, корпусы двигателей, коробки связи 5g, корпусы светодиодных ламп.
ADC6	Хорошая термическая хрупкость, коррозионная устойчивость, окислительное окрашивание, отличная прочность и твердость,	Части воздушных судов и корпусы ракет
ADC10	Хороший поток жидкости и механические свойства	Электронные корпусы и радиаторы
ADC12	Хорошая коррозионная стойкость, высокая жидкость, отличная герметичность давления и хорошая литьеспособность, отличная обрабатываемость, высокая прочность.	Автомобильные детали, включая блоки двигателей, корпусы трансмиссий и теплоотводники.
А413	Высокая герметичность давления, исключительная прочность, идеальная коррозионная стойкость, очень низкая специфическая тяжесть, отличная производительность заполнения формы, хорошая поточность и герметизация давления	Структурные части воздушных судов, части двигателей
Б390	Лучшее сочетание литья, механических и тепловых свойств, отличного потока, герметизации под давлением и устойчивости к термическим трещинам	Электронное оборудование шасси, крепления двигателей, коробки передач, мебель для быта, электрические и ручные инструменты
АК43500	Высокая прочность, отличная коррозионная стойкость и хорошая обработка	Корпус двигателя, стартовая рама и конструкция фюзеляжа
A356	Легкий вес, хорошая герметичность и отличные механические свойства	Самолеты, корпусы насосов, импеллеры, части шасси грузовых автомобилей, высокоскоростные воздуходувки и импеллеры

Литье под давлением алюминиевых сплавов и их применение

Общие дефекты литья под давлением

Дефекты литья под давлением обычно делятся на внутренние дефекты и внешние дефекты. К их числу относятся следующие:  

• Пористость газа:   Пористость газа является результатом образования пузырьков внутри литья во время охлаждения, появляющихся в виде круглых или овальных структур с гладкими, яркими поверхностями. Он возникает как растворенный газ в жидком металле, образующий пустоты при охлаждении.  
• Пористость сокращения:   Этот дефект возникает во время охлаждения и затверждения литья, потенциально искажая формы или создавая отверстия. Она проявляется в виде угловых краев с трещинами или дендритными переломами.  
• Включения:   Включения представляют собой нерегулярные отверстия внутри или на поверхности литья. Это часто вызвано примесями из металла, взаимодействием металла с атмосферой или поверхностью плесени, низкой чистотой заряда печи и чрезмерным графитом в агентах, освобождающих плесень.  
• Трещины:   Трещины возникают из-за напряжения внутри и вне материала во время охлаждения и внешних сил во время выброса, с нерегулярными или линейными узорами на поверхностях литья. Они являются результатом неправильных сплавных элементов, требующих использования правильных сплавных элементов, оптимизации структуры компонентов и обеспечения равномерной толщины стен.
• Холодное закрытие:   Он появляется как нерегулярные линейные линии на поверхности литья, вызванные неправильным слиянием двух жидких металлических фронтов. Предотвращение включает в себя повышение температуры плесени и плавленного металла, изменение размера и положения ворот и повышение скорости поршеня.
• Трещины сети:   Это волосы или сетевые углубления на поверхности литья. Это может произойти из-за высокой температуры наполнения, грубой полости штампа, неправильного выбора материала и неадекватной тепловой обработки.  
• Вспышки:   Они создают тонкие, нерегулярные формы листа на литье и вызваны высокой скоростью впрыска, температурой, нечистыми поверхностями и недостаточной силой зажима.  
• Деформация:   Это происходит, когда окончательная форма части не соответствует рисунку. Это вызвано неправильным удалением ворот, преждевременным открытием формы, конструкцией литья, тряпочками во время выброса литья и неадекватными механизмами выброса.
• Знаки потока:   Знаки потока появляются в виде полос или ненаправленных линий на поверхности литья из-за низкой температуры штампа, избыточного смазочного материала, давления наполнения и небольших площадей поперечного сечения.  
• Ламинирование:   Они возникают из-за перекрытия двух слоев во время процесса наполнения, вызывая скрытые вещества между слоями. Они могут быть устранены с помощью правильного дизайна вставки и обработки.
• Мойки:   Эти дефекты проявляются в виде углублений в толстых стенах литья из-за низкого давления впрыска, частичного перегрева штампа, неравномерной толщины стенки и короткого времени удержания давления.  

Варианты отделки поверхности для алюминиевых литых частей

В то время как алюминиевые детали литья под давлением требуют очень минимальной последующей обработки, есть ситуации, когда вам нужно выполнить поверхностная отделка  Для улучшения функциональности и эстетики. В таких ситуациях, вот наиболее предпочтительные варианты:

Анодирование

Анодированиеалюминиевые литья под давлением предлагают экономичное решение для повышения их коррозионной стойкости и долговечности. Создает непроводительный защитный слой на компонентах. Несмотря на естественную проводимость алюминия, оксидный слой приобретает керамические свойства, делая анодированный алюминий непроводительным.

Тем не менее, анодированный алюминий демонстрирует ограниченную электропроводность при прямом контакте. Это ограничение возникает из-за тонкости окружающего оксидного слоя, что приводит к значительно меньшей проводности. Если ваше приложение требует электропроводности через алюминий, рекомендуется изучить альтернативные варианты отделки поверхности.

Порошковое покрытие

Порошковое покрытие выделяется как широко предпочитаемая техника отделки поверхности для алюминиевых компонентов литья под давлением. Этот процесс предполагает применение при высокой температуре и требует определенного уровня долговечности. Тем не менее, он предлагает отличную стойкость к щеплениям и царапинам. Кроме того, он предлагает разнообразный спектр вариантов с точки зрения текстур, цветов и уровней блеска.

электроплатирование

Эта техника включает в себя отложение тонкого металлического покрытия на поверхность литья с помощью электролитической установки. Этот метод отлично подходит для улучшения как функциональности, так и визуальной привлекательности многих продуктов. Он имеет отличный спектр вариантов настройки, и он подходит для крупномасштабных продуктов.

Живопись

Такие методы, как краска, хорошо подходят для литых компонентов из-за простоты применения и способности обеспечить защиту и улучшенную эстетику. Однако важно учитывать конкретный тип краски, необходимой для вашей продукции на этапе проектирования.

Чтобы добиться оптимальных результатов, принимайте меры предосторожности и устраняйте загрязнители, такие как масла, с литых поверхностей перед нанесением краски. Кроме того, вы можете улучшить адгезию, нанося конверсионное покрытие на подготовленную поверхность после тщательной очистки.

Химическая пленка

Chem Film является широко предпочитаемым выбором отделки поверхности для алюминиевых литых материалов. Его можно применять различными методами, такими как распыление, щетка или погружение. Ключевым отличием этого процесса является его электропроводность, что делает его применимым во многих отраслях промышленности.

Применения алюминиевых деталей литья под давлением

Алюминиевые сплавы предлагают выдающиеся механические преимущества, что приводит к их широкому использованию в различных областях применения. По мере того как все больше отраслей промышленности принимают алюминиевое литье под давлением, продолжают появляться новые приложения. Вот некоторые заметные приложения процесса лития под давлением алюминия:

Автомобильные

Легкий характер алюминиевых сплавов делает их важным компонентом современных автомобилей. Они широко используются в автомобильной промышленности, охватывая различные приложения от двигателей до частей кузова для повышения топливной эффективности. Несмотря на сниженный вес, эти алюминиевые компоненты сохраняют исключительную прочность и прочность. Кроме того, алюминиевые сплавы дают экологические преимущества, так как многие автомобильные алюминиевые ломы могут быть эффективно переработаны.

Электронная промышленность

За последние два десятилетия индустрия электроники стала свидетелем беспрецедентного роста и замечательных инноваций в потребительской продукции. Центральной для этого прогресса была ключевая роль, которую играет алюминий в производстве этих изделий. Алюминиевые сплавы, в частности, являются неотъемлемой частью разработки различных потребительских продуктов. Они охватывают от смартфонов до корпуса сетей 5G и многого другого.

Аэрокосмическая промышленность

Как и в автомобильном секторе, аэрокосмическая промышленность также требует легких и ударностойких материалов для своих сложных инструментов и высокопрочных конструктивных компонентов. Именно здесь алюминиевые литые материалы находят широкую полезность. К ним относятся поршневые головки двигателя самолета, компоненты топливной системы, корпусы для погрузки грузов, корпусы крышки распределителя, электронные корпусы, элементы осветительных устройств, компоненты зубного кольца и т.д.

Медицинская промышленность

Медицинская промышленность полагается на алюминиевое литье для достижения легких и прочных компонентов, таких как хирургические подносы и протезы. Способность алюминиевого литья для изготовления сложных и точных геометрий особенно ценна в этой области. Кроме того, коррозионная устойчивость алюминия выгодна для медицинского оборудования, которое часто подвергается воздействию жидкостей и химических веществ.

Строительство

Алюминиевые литые сплавы являются необходимыми материалами в строительной промышленности. Они обычно используются в таких приложениях, как оконные рамы и крышные надстройки. Кроме того, инженеры полагаются на алюминиевые компоненты для строительства крупных конструкций, включая коммерческие здания и мосты.

Соображения для проектирования алюминиевых деталей литья под давлением

Есть некоторые меры, которые вы должны принять во время проектирования алюминиевых деталей литья под давлением. Это поможет вам получить лучшие результаты от проекта литья под давлением металла. Вот основные соображения:

Дизайн формы

Одним из первоначальных ключевых соображений является дизайн формы. Эффективность имеет решающее значение, что позволяет беспрепятственно впрыскивать плавленный алюминий и легко выбрасывать готовые детали. Каждая форма имеет разделительную линию, точку разделения между ее двумя половинами. Дизайнеры должны обеспечить решение этого фактора на ранних стадиях процесса проектирования штампа.

Местоположение точки введения

Важно включить несколько точек впрыска в конструкцию, чтобы предотвратить преждевременное затверждение плавленного алюминия, прежде чем он достигнет всех сложных секций внутри штампа. Такой подход полезен при работе с сложными полостями. Это позволяет окружать эти области алюминием, обеспечивая при этом, что часть может быть легко удалена при разделении плесени.

Толщина стены

Как дизайнер продукта, важно тщательно рассмотреть толщину стены вашей формы. Этот фактор имеет решающее значение для минимизации потерь материалов, ускорения производства и обеспечения качества конечной продукции. Проектирование тонких стен может препятствовать надлежащему потоку плавленного металла внутри формы, что приводит к преждевременному затверждению до полного заполнения. Напротив, чрезмерно толстые стены приводят к потере материала, длительному времени затверждения, увеличению веса детали и потере преимущества высокоскоростного производства. Кроме того, слишком толстые стены подрывают гибкость и качество алюминиевых литых деталей.

Поддержание стабильной толщины стенки имеет важное значение для повышения конструктивной целостности и общего качества литья. Рекомендуемая толщина стен для алюминиевых отливков обычно находится в диапазоне от 0,787 "до 0,1737". Однако этот размер может варьироваться в зависимости от таких факторов, как материал, структура, размер и применение литой части.  

ZCточностьУслуга литья под давлением алюминия по запросу

ZCprecision обеспечивает высокоточный заказный алюминий; услуги литья под давлением  с быстрыми временами поворота. Наши возможности охватывают производство различных алюминиевых деталей, от небольших компонентов до более крупных, более сложных конструкций. Наша команда состоит из опытных специалистов, которые стремятся к достижению лучших результатов в вашем проекте. Независимо от того, нужны ли вам прототипы или крупномасштабное производство, мы предлагаем доступное и эффективное обслуживание.

Наш завод оснащен передовыми технологиями, автоматизированными машинами и роботами, которые обеспечивают точность и последовательность в наших производственных процессах. Мы сертифицированы ISO 9001, и мы придерживаемся строгих отраслевых стандартов на протяжении всего производства ваших литых компонентов.

Вывод

Литье под давлением алюминия является отличной технологией производства. Однако это может стать дорогостоящим при работе с небольшим количеством деталей. Однако по мере увеличения количества деталей литье под давлением становится наиболее экономически жизнеспособным процессом. Производители часто отдают предпочтение алюминию из-за его уникальных свойств, а его более низкие затраты на материалы способствуют улучшению прибыли.

ZCточностьпрофессиональная служба литья под давлением обеспечивает точность в поставке ваших конструированных деталей. Кроме того, мы расширяем возможности экономии затрат для удовлетворения потребностей нашей глобальной клиентуры. Пожалуйста, с

свяжитесь с нашей командой поддержки, чтобы ответить на ваши запросы. Если у вас есть проект,    запросить предложение   чтобы начать.