Металлы для литья под давлением
Магний, алюминий и цинк являются основными металлами, используемыми в литье под давлением, хотя бронза, медь и некоторые другие материалы также применяются в литье. Литье под давлением из магния выгодно благодаря малому весу и гашению вибраций; алюминиевые сплавы предпочтительны из-за хорошей коррозионной стойкости и прочности; а цинк предпочтителен для литья мелких и сложных тонкостенных деталей.
Литье под давлением Это позволяет производить сложные компоненты в больших объемах, сохраняя при этом повторяемость и экономическую эффективность. Однако литье черных металлов под давлением может быть сложной задачей из-за их высоких температур плавления, что приводит к быстрому износу инструмента.
Корпуса электронных устройств, приборные панели, рамы автомобильных колес и корпуса инструментов отливаются из магниевых сплавов, поскольку они требуют малого веса и несущей способности. Алюминиевое литье под давлением применяется для производства блоков цилиндров двигателей, корпусов моторов, радиаторов, корпусов трансмиссий и многих других компонентов. Цинк используется для литья дверных ручек, сантехнических изделий, деталей клапанов, автомобильных деталей и т. д.
Давайте подробно рассмотрим металлы, используемые для литья под давлением, изучим их литейные свойства, ограничения, области применения и то, как сделать правильный выбор при подборе материала для литья под давлением.
Магниевые сплавы для литья под давлением
Магниевые сплавы для литья под давлением
Магний — это конструкционный металл, известный своей легкостью и прочностью. Его плотность составляет 1.74 г/см³, что на 35% меньше, чем у алюминия.1Поэтому магниевые сплавы используются при литье металлических деталей под давлением, требующих высокого соотношения жесткости к весу и гашения вибраций.
Низкие температуры плавления и хорошая текучесть делают магниевые сплавы легкими в литье, но их реакционная способность с кислородом требует строгого контроля технологического процесса.
Магний AZ91D
AZ91D — это наиболее распространенный сплав in литье магния под давлением, который состоит примерно из 90 % Mg, 8.3–9.7 % алюминия, до 1 % цинка, а также других металлов (Mn, Si, Cu) в незначительных количествах.
Метод литья под давлением в горячей камере подходит для сплава АЗ91Д. Он обладает низкой склонностью к горячему разрушению и обеспечивает быстрое время цикла. Кроме того, литые детали из АЗ91Д более коррозионностойки по сравнению с другими магниевыми сплавами.
Области применения: Корпуса автомобильных трансмиссий, крышки распределительных валов, кронштейны рулевой колонки, корпуса ноутбуков, внутренние рамки смартфонов.
Магний AM60
Основное различие между AM60 и AZ1D заключается в содержании алюминия. Он содержит <6% алюминия, что обычно используется в HPDC, а также может быть обработан методом литья под давлением для соответствия определенным требованиям к эксплуатационным характеристикам.2Более низкое содержание алюминия улучшает пластичность, ударную вязкость и удлинение.
Области применения: Приборы IP, каркасы автомобильных сидений, приборные панели и элементы внутренней отделки автомобилей.
Специализированные магниевые сплавы
К другим магниевым сплавам, используемым для литья под давлением, относятся: AS41B, AE42 и ZK60A. Некоторые из них содержат редкоземельные элементы и предназначены для выполнения определенных задач. Например, сплав AE42 содержит церий, неодим и лантан в небольших количествах (~2-2.5%). В результате значительно повышается термостойкость и сопротивление ползучести.
Области применения: Детали двигателя AS41, компоненты автоматической трансмиссии, передняя опора двигателя, корпус тормозной системы самолета и детали шасси, а также рамы ракет.
Алюминиевые сплавы для литья под давлением
Сплавы алюминия для литья под давлением
Алюминиевые сплавы относятся к числу легкие металлы, полученные методом литья под давлениемОбладая прочностью, проводимостью, коррозионной стойкостью и хорошей защитой от электромагнитных и радиочастотных помех. Хотя его сплавы имеют относительно более высокую температуру плавления (~ 660 ° СВ отличие от материалов на основе магния и цинка, сложные компоненты можно отливать с использованием метода литья в холодной камере.
Когда расплавленный алюминий затекает в форму и затвердевает, образуются дендритные структуры, которые повышают прочность и пластичность отлитых деталей.
Далее обсудим распространенные сплавы алюминия, используемые для литья под давлением. ASTM, EN AC и JIS стандарты.
Алюминий 380 (A380)
A380 — это универсальный литейный сплав алюминия, обеспечивающий сбалансированное сочетание литейных свойств, прочности и пластичности, а также превосходную коррозионную стойкость, износостойкость и свариваемость. Он является хорошим выбором для литья прецизионных компонентов, используемых в агрессивных средах.
Области применения: Корпуса электроинструментов, корпуса электронных устройств, корпуса редукторов, кронштейны и крепления двигателей, а также детали бытовой техники.
Алюминий 360 (A360)
Более высокое содержание кремния и очень низкое содержание меди в составе сплава A360 улучшают текучесть и снижают горячее расслоение. Он обеспечивает коррозионную стойкость в условиях эксплуатации на открытом воздухе и в морской среде. Однако сплав A360 дороже, чем сплав A380. Кроме того, из сплава A360 можно отливать сложные тонкостенные изделия, которые менее подвержены горячему растрескиванию.
Области применения: Корпуса гидравлических систем, судовое оборудование, компоненты подвески и коллекторы для автомобилей, клапаны для химической промышленности и корпуса радиолокационного оборудования.
Алюминий 413 (A 413)
Алюминий 413 содержит более высокое содержание кремния (~12%), чем A380 и A360. Он обеспечивает наилучшую текучесть и заполнение формы, что делает его идеальным для литья механических деталей, требующих герметичности и сверхтонких стенок. Однако при этом снижается механическая прочность.
Области применения: Гидравлические цилиндры, пневматические компоненты, сосуды под давлением, высокоэффективные радиаторы, компактные корпуса и оборудование для пищевой промышленности.
Алюминий 383 (A 383)
Алюминий А 383 содержит 9.5–11.5 % Si, 2–3 % Cu и ≤1.3 % Fe, а также другие легирующие элементы в незначительных количествах. Он обладает превосходной заполняемостью штампов, устойчивостью к горячему растрескиванию, размерной стабильностью и лучшей коррозионной стойкостью, чем А380. Его можно использовать для литья деталей с высоким соотношением длины к толщине.
Области применения: Корпуса для электронного и коммуникационного оборудования, автомобильные кронштейны, крышки головок цилиндров, корпуса датчиков и промышленные отливки общего назначения.
AC 46100
Литье из сплава AC 46100 обеспечивает сбалансированное соотношение твердости, прочности и свариваемости. В состав входят ~12% кремния и ~1.5-2.5% меди в качестве основных легирующих элементов. Он используется в автомобилестроении и производстве промышленного оборудования.
Более низкие температуры плавления способствуют сокращению циклов литья, но они не подходят для коррозионных и высокотемпературных условий, особенно выше 200 °C.
Области применения: Компоненты силового агрегата, головки цилиндров двигателя и промышленные трубопроводы для жидкостей.
AC 46500
Этот алюминиевый сплав, соответствующий европейскому стандарту, аналогично A380 и широко используется для литья под давлением прочных и легких деталей, в том числе для аэрокосмической и электротехнической промышленности.
АЦП 10
ADC расшифровывается как литье алюминия под давлением, и ADC 10 широко используется в обрабатывающей промышленности по всей Азии. Он считается Практически эквивалент самолета A380 (ASTM) и AC-46500 (EN AC). стандарты [3]. ADC содержит до 9.5% кремния и обеспечивает сбалансированные механические свойства, прочность конструкции и обрабатываемость.
АЦП 12
АЦП 12 (очень близок к A 383Этот сплав имеет несколько более высокое содержание кремния (до 12%). Он обладает более высокой температурой плавления и большей устойчивостью к растрескиванию. Его можно использовать для литья тонкостенных и сложных деталей.
ADC 12 — лучший вариант, когда требуется немного большая мощность, тогда как ADC 10 превосходит конкурентов по точности заполнения кристалла.
Цинковые сплавы для литья под давлением
Цинковые детали для литья под давлением
Цинк — ещё один металл с низкой температурой плавления.420 ° C) с высокой текучестью в расплавленном состоянии, что позволяет придавать ему сложные геометрические формы методом литья под давлением. Цинковые сплавы, включая сплавы Замак 2, 3, 5 и 7, используются для производства промышленных компонентов, требующих баланса прочности, ударной вязкости и проводимости. Однако цинковые сплавы считаются металлами для литья под давлением (плотность = 6.6–7.0 г/см³) и не могут сохранять свои первоначальные механические свойства выше определенного значения. 100 ° C.
Замак 2
Сплав Замак-2 состоит из 3.7-4.3% алюминия и 2.7-3.3% меди в качестве основных легирующих элементов, а также магния, железа и других элементов в незначительных количествах. Он обладает высокой прочностью, пластичностью, хорошей твердостью и удлинением. Однако в долгосрочной перспективе он характеризуется хрупкостью и усадкой.
Области применения: Мелкие и детализированные изделия с высокой точностью обработки, такие как небольшие шестерни, кулачки, торцевые крышки двигателей, прототипы штамповочных форм, инструментальные вставки, светильники и компоненты ручного инструмента.
Замак 3
Основное отличие от сплава Zamak 2 заключается в том, что Zamak 3 содержит меньшее количество меди (Cu ≤0.25%), что влияет на его поведение при длительной эксплуатации. Zamak 3 — это эталонный сплав, обеспечивающий стабильность размеров, превосходную текучесть при литье, легкость финишной обработки и более низкую стоимость.
Области применения: Корпуса бытовой техники, крепежные элементы, потолочные вентиляторы, декоративные элементы, сантехнические детали и электротехнические компоненты.
Замак 4
Замак 4 — это связующий цинковый сплав для литья под давлением, используемый в сплавах Замак 3 и 5, содержащий небольшое количество меди (~0.3–0.5%).4]. Он сохраняет пластичность и немного повышает твердость, не жертвуя прочностью. Кроме того, сплав Zamak 4 имеет меньший риск залипания штампа, чем Zamak 3.
Области применения: Фурнитура для одежды, механизмы запирания окон, небольшие электрические выключатели и декоративная фурнитура.
Замак 5
В состав сплава Zamak 5 входит около 4% алюминия, около 1% меди и до 0.08% марганца, а также некоторые другие легирующие элементы. Он универсален и обеспечивает более высокую прочность на растяжение и твердость, чем Zamak 3, но его текучесть при литье несколько ниже.
Области применения: Шестерни, механизмы ремней безопасности для автомобилей, петли и кронштейны, защелки и электрические разъемы.
Замак 7
Замак 7 — это сплав с плотной структурой примесей, состоящий из 3.5–4.3 % алюминия, ~0.1 % меди, < 0.02 % магния и небольшого количества никеля. Он обеспечивает высокую механическую прочность, низкую пористость и высочайшую текучесть. Из Замака 7 можно отливать тонкостенные, сложные детали с превосходной точностью.
Области применения: Корпуса электронных устройств, шасси для смартфонов, корпуса SFP и QSFP, безели для часов, фитинги для электропроводки и миниатюрные пневматические клапаны.
Попробуйте Пролеан прямо сейчас!
Другие металлы для литья под давлением
Литье латуни под давлением
Помимо цинка, алюминия и магния, в качестве металлов для литья под давлением могут использоваться и другие сплавы, включая латунь, бронзу, свинцовые сплавы и оловянные сплавы. Однако они встречаются в производстве литьевых форм реже.
Сплавы меди (латунь и бронза)
Латунь содержит 60-85% меди и цинк в качестве основных легирующих элементов. Также можно отливать под давлением кремниевую и марганцевую бронзу.
Свинцовые сплавы
Эти материалы изготавливаются с использованием олова и сурьмы в качестве основных легирующих элементов и могут быть отлиты в виде деталей высокой точности, таких как элементы радиационной защиты, декоративные изделия и звукопоглощающие вставки.
Оловянные сплавы
Сплавы на основе олова относятся к низкоплавким металлам, используемым в литье под давлением, и позволяют получать изделия с высокой степенью детализации и отделки. Например, декоративные предметы и украшения.
Попробуйте Пролеан прямо сейчас!
Как выбрать подходящий металл для литья под давлением для моего проекта?
Сравнение металлов для литья под давлением
Выбор подходящего металла/сплава для литья под давлением в основном зависит от изготавливаемой детали/изделия и конечных требований. Температура плавления, литейные свойства и используемая оснастка также играют важную роль в выборе материала.
Рассмотрим важнейшие факторы, которые необходимо учитывать при выборе подходящего металла для литья под давлением для вашего проекта.
1. Определите свои требования.
Для начала определите характеристики детали или изделия, которое вы отливаете. К ним относятся вес, механическая прочность, удлинение, ударная вязкость, твердость, а также электрическая и теплопроводность.
2. Условия эксплуатации
При выборе деталей, изготовленных методом литья под давлением, следует учитывать условия эксплуатации, такие как воздействие высоких температур, влажности, агрессивных сред и больших нагрузок.
3. Оцените сложность проекта.
Оцените сложность детали, включая толщину стенок, острые углы, полости, переходы между стенками и допуски. Некоторые сплавы обладают превосходной текучестью и позволяют отливать сложные формы с тонкой детализацией.
4. Инструментальная оснастка и метод литья под давлением
При выборе оснастки важно понимать, совместим ли выбранный металл с материалом штампа и сколько циклов он может выдержать. Кроме того, необходимо учитывать, используете ли вы оборудование для литья под давлением в холодной или горячей камере, а также оборудование для литья под низким или высоким давлением.
5. Стоимость материала
Соответствует ли ваш бюджет стоимости сырья для выбранного вами металла? Зачастую на это также влияет объем производства. Вы можете проанализировать цены за деталь для материалов из вашего списка.
6. Требования к финишной обработке и последующей обработке
Учитывайте качество поверхности отливки и требования к последующей обработке. Алюминиевым сплавам может потребоваться хроматирование или другое покрытие в условиях повышенной коррозии, тогда как медь может обеспечить более высокую устойчивость без вторичного покрытия.
Далее, при выборе материала для литья под давлением, вы можете использовать следующую блок-схему в качестве базового ориентира.
Выбор металла для литья под давлением
Представленная выше блок-схема принятия решений служит ориентиром для выбора металла для литья под давлением с учетом приоритетов требований к детали.
- Если вес имеет решающее значение (тонкие стенки, минимальная масса наиболее важна). → Магний
- Детали для крупносерийного производства с высокой точностью. → сплавы цинка или ZA
- Если приоритетными являются износостойкость, твердость или электропроводность/теплопроводность, то...→ Медь или сплавы меди.
- В противном случае (выбор по умолчанию) → Алюминиевые сплавы
Отправьте свой проект литья под давлением для получения сметы, проверенной инженером.
Успех вашего проекта по литью под давлением во многом зависит от того, насколько выбранный материал соответствует проектируемым деталям и конечным требованиям. Поэтому в Boda мы не только отливаем готовые к использованию или сборке детали, но и помогаем вам с выбором материала.
Для литья под давлением у нас есть собственная производственная линия и отдел контроля качества. услуги литья под давлением Занимается всем, от изготовления оснастки до постобработки после литья и обработки поверхности.
Если ваш проект готов, загрузите файл САПР и получите смету, проверенную инженером, с учетом требований DFM (проектирование с учетом технологичности).