Abstract: La lega di alluminio è attualmente la più utilizzata pressofusione materiale, ampiamente utilizzato nell'industria automobilistica, nell'industria motociclistica, aerospaziale e in altri settori. Le caratteristiche della lega di alluminio sono le seguenti: (1) La densità della lega di alluminio è relativamente piccola, solo circa 1/3 di quella di ferro, rame e zinco, e la sua elevata resistenza specifica e rigidità sono le sue caratteristiche.

L'alluminio grezzo è un alluminio a bassa purezza estratto da un componente chimico estratto naturalmente, l'ossido di alluminio. L'alluminio grezzo è alluminio impuro, che, come la ghisa, può facilmente frantumarsi con un solo colpo violento. I comuni prodotti in alluminio sono leggeri e sottili, ovvero alluminio cotto. La lega di alluminio viene fusa aggiungendo una piccola quantità di magnesio, manganese, rame e altri metalli all'alluminio puro, migliorandone notevolmente la resistenza alla corrosione e la durezza. Composizione di alluminio grezzo: meno del 98% di alluminio, fragile e duro, solo prodotti di colata in sabbia. Composizione di alluminio maturo: oltre il 98% di alluminio, di natura morbida, in grado di rotolare o perforare vari utensili.

La fusione è un processo di fusione e lavorazione del metallo, solitamente utilizzando il gravità del metallo da colare nello stampo. Ma la "pressofusione dell'alluminio" non avviene per gravità, ma applicando una certa quantità di pressione. È un po' come lo "stampaggio ad iniezione". Ma ha una serie di core pull, raffreddamento e altri sistemi ad alta tecnologia. Nel complesso, il materiale viene inviato alla cavità da colare attraverso un ingresso centralizzato, formando le parti. L'alluminio adatto al processo di pressofusione è l'alluminio pressofuso, solitamente una lega di alluminio pressofuso. 3. L'alluminio 6061 e l'alluminio 6063 sono leghe di alluminio rappresentate da quattro cifre, con magnesio e silicio come principali elementi di lega e fase Mg2Si come fase di rinforzo.

Le caratteristiche prestazionali della lega di alluminio Al Mg sono: buone proprietà meccaniche a temperatura ambiente; Forte resistenza alla corrosione; Le prestazioni di fusione sono relativamente scarse, con fluttuazioni significative nelle proprietà meccaniche e negli effetti dello spessore delle pareti; Durante l'uso a lungo termine, potrebbe verificarsi una diminuzione della plasticità della lega a causa dell'invecchiamento e persino la rottura delle pressofusioni; Anche la tendenza alla tensocorrosione nei pressofusi è significativa. Gli svantaggi della lega Al Mg ne compensano parzialmente i vantaggi, limitandone l'applicazione.

Dopo l'invecchiamento naturale, i pressofusi in lega di alluminio Al Zn possono raggiungere elevate proprietà meccaniche. Quando la frazione di massa di zinco è superiore al 10%, la resistenza è notevolmente migliorata. Lo svantaggio di questa lega è la scarsa resistenza alla corrosione, la tendenza alla tensocorrosione e la suscettibilità alla criccatura a caldo durante la pressofusione. La lega Y401 comunemente usata ha una buona fluidità ed è facile da riempire la cavità dello stampo. Lo svantaggio è che ha la tendenza a formare pori ed è soggetto a rotture a caldo quando il contenuto di silicio e ferro è basso.

Poiché la lega di alluminio Al Si ha le caratteristiche di un piccolo intervallo di temperatura di cristallizzazione, un grande calore latente di solidificazione, una grande capacità termica specifica e un piccolo coefficiente di contrazione lineare della fase di silicio nella lega, le sue prestazioni di fusione sono generalmente migliori rispetto ad altre leghe di alluminio, la sua capacità di riempimento è anche buono, e l'inclinazione della porosità da ritiro e cracking a caldo è relativamente piccola. Al Si Cocrystal contiene la fase meno fragile (fase di silicio) con una frazione di massa di solo il 10% circa, quindi la sua plasticità è migliore di quella di altre leghe di alluminio Cocrystal. La restante fase fragile può essere ulteriormente migliorata mediante modifica. Il test mostra anche che Al Si Cocrystal mantiene ancora una buona plasticità alla temperatura vicina al suo punto di solidificazione, che non si trova in altre leghe di alluminio. Una quantità considerevole di Cocrystal è spesso richiesta nella struttura della lega fusa per garantire le sue buone prestazioni di fusione; L'aumento del numero di Cocrystal renderà la lega fragile e ridurrà le proprietà meccaniche. C'è una certa contraddizione tra i due. Tuttavia, grazie alla buona plasticità di Al Si Cocrystal, che può soddisfare meglio i requisiti sia delle proprietà meccaniche che delle proprietà di colata, la lega Al Si è attualmente la lega di alluminio per pressofusione più utilizzata.

I materiali in lega di alluminio nei pressofusi in lega di alluminio sono principalmente suddivisi in:

1. Lega di alluminio e silicio: include principalmente YL102 (ADC1, A413.0, ecc.) e YL104 (ADC3, A360);

2. Lega di rame alluminio silicio: include principalmente YL112 (A380, ADC10, ecc.), YL113 (3830), YL117 (B390, ADC14) ADC12, ecc.;

3. Lega di alluminio e magnesio: include principalmente 302 (5180, ADC5,) ADC6, ecc.

 

Per la lega di alluminio silicio e la lega di alluminio silicio rame, come suggerisce il nome, la loro composizione è composta principalmente da silicio e rame, ad eccezione dell'alluminio; Di solito, il contenuto di silicio è compreso tra il 6 e il 12%, che svolge principalmente un ruolo nel migliorare la fluidità del liquido della lega; Il contenuto di rame è solo il secondo, svolgendo principalmente un ruolo nel migliorare la forza e la resistenza alla trazione; Il contenuto di ferro è solitamente compreso tra 0.7 e 1.2%, e all'interno di questo rapporto l'effetto di sformatura del pezzo è il migliore; Dalla sua composizione si può vedere che questo tipo di lega è impossibile da ossidare e colorare, e anche con l'ossidazione per desilicazione è difficile ottenere l'effetto desiderato. Per quanto riguarda la lega di alluminio e magnesio, può essere ossidata e colorata, caratteristica importante che la distingue dalle altre leghe. Attualmente, le parti pressofuse in lega di alluminio utilizzano generalmente materiali come A380, A360, A390, ADC-1, ADC-12, ecc. ADC12 è equivalente a A383 dello standard americano ASTM, mentre A380 è equivalente a ADC10 dello standard giapponese . In Giappone, ADC12 è ampiamente utilizzato, ma negli Stati Uniti è ampiamente utilizzato A380 e la composizione dei due è relativamente simile. Tuttavia, la differenza nel contenuto di Si è relativamente ampia, con ADC12 del 9.5-12% e A380i del 7.5-9.5%. Inoltre, ci sono anche alcune differenze nel contenuto di Cu, con ADC12 pari a 1.5-3.5% e A380 pari a 2.0-4.0%. Gli altri componenti sono fondamentalmente gli stessi. I materiali più comunemente usati in Cina sono ADC12 e ADC6. La principale differenza tra i due materiali è che il contenuto di Si, Fe, Cu, Zn, Ni e Sn in ADC12 è superiore a quello di ADC6, mentre il contenuto di Mg è inferiore a quello di ADC6. ADC12 ha migliori proprietà di pressofusione e lavorazione meccanica, mentre la sua resistenza alla corrosione è inferiore a quella del materiale ADC6.

Le caratteristiche prestazionali della lega di alluminio Al Mg sono: buone proprietà meccaniche a temperatura ambiente; Forte resistenza alla corrosione; Le prestazioni di fusione sono relativamente scarse, con fluttuazioni significative nelle proprietà meccaniche e negli effetti dello spessore delle pareti; Durante l'uso a lungo termine, potrebbe verificarsi una diminuzione della plasticità della lega a causa dell'invecchiamento e persino la rottura delle pressofusioni; Anche la tendenza alla tensocorrosione nei pressofusi è significativa. Gli svantaggi della lega Al Mg ne compensano parzialmente i vantaggi, limitandone l'applicazione.

Dopo l'invecchiamento naturale, i pressofusi in lega di alluminio Al Zn possono raggiungere elevate proprietà meccaniche. Quando la frazione di massa di zinco è superiore al 10%, la resistenza è notevolmente migliorata. Lo svantaggio di questa lega è la scarsa resistenza alla corrosione, la tendenza alla tensocorrosione e la suscettibilità alla criccatura a caldo durante la pressofusione. La lega Y401 comunemente usata ha una buona fluidità ed è facile da riempire la cavità dello stampo. Lo svantaggio è che ha la tendenza a formare pori ed è soggetto a rotture a caldo quando il contenuto di silicio e ferro è basso.

Poiché la lega di alluminio Al Si ha le caratteristiche di un piccolo intervallo di temperatura di cristallizzazione, un grande calore latente di solidificazione, una grande capacità termica specifica e un piccolo coefficiente di contrazione lineare della fase di silicio nella lega, le sue prestazioni di fusione sono generalmente migliori rispetto ad altre leghe di alluminio, la sua capacità di riempimento è anche buono, e l'inclinazione della porosità da ritiro e cracking a caldo è relativamente piccola. Al Si Cocrystal contiene la fase meno fragile (fase di silicio) con una frazione di massa di solo il 10% circa, quindi la sua plasticità è migliore di quella di altre leghe di alluminio Cocrystal. La restante fase fragile può essere ulteriormente migliorata mediante modifica. Il test mostra anche che Al Si Cocrystal mantiene ancora una buona plasticità alla temperatura vicina al suo punto di solidificazione, che non si trova in altre leghe di alluminio. Una quantità considerevole di Cocrystal è spesso richiesta nella struttura della lega fusa per garantire le sue buone prestazioni di fusione; L'aumento del numero di Cocrystal renderà la lega fragile e ridurrà le proprietà meccaniche. C'è una certa contraddizione tra i due. Tuttavia, grazie alla buona plasticità di Al Si Cocrystal, che può soddisfare meglio i requisiti sia delle proprietà meccaniche che delle proprietà di colata, la lega Al Si è attualmente la lega di alluminio per pressofusione più utilizzata.

Il processo di formatura dell'alluminio pressofuso si suddivide in:

1. Stampaggio pressofusione

2. Lucidatura grossolana per rimuovere i residui di muffa

3. Lucidatura fine

Riepilogo: quando si selezionano i materiali per pressofusione, gli ingegneri meccanici dovrebbero selezionare ragionevolmente i materiali per pressofusione corretti in base a vari fattori come le prestazioni del prodotto, le prestazioni del processo, le condizioni di produzione, l'economia e le caratteristiche dei materiali per pressofusione. I comuni materiali di pressofusione per l'elemento macchina includono lega di alluminio, lega di zinco e lega di magnesio.