آلیاژ های آلومینیوم ریخته شده در کاربردهای صنعتی

در طراحی خودروهای سبک وزن، مهندسان با یک معضل مداوم روبرو هستند: چگونه می توان قدرت و سفتی قطعات را حفظ کرد در حالی که وزن را به حداقل می رساند.آلومینیوم خالص سبک است اما نمی تواند نیازهای مکانیکی صنعت خودرو را برآورده کنداین جایی است که مفاهیم مانند "آلومینیوم ریخته شده" و "آلیاژ های آلومینیوم" وارد تصویر می شوند. اما آیا آلیاژ آلومینیوم ریخته شده واقعاً از آلومینیوم خالص در قدرت برتر است؟ پاسخ مثبت است.

Die-cast aluminum alloys refer to aluminum alloys formed through high-pressure die casting—a precision manufacturing process where molten metal is injected into a mold cavity under high pressure and solidifies under controlled conditionsدر مقایسه با روش های سنتی ریختن شن یا ریختن گرانش، ریختن مرطوب کننده بهره وری تولید برتر، دقت ابعاد و پایان سطح را ارائه می دهد.که باعث می شود آن را برای مجموعه تولید انبوه ایده آل، اجزای دیواری نازک.

این آلیاژ ها مواد ترکیبی هستند که با اضافه کردن عناصر فلزی مختلف به آلومینیوم خالص برای افزایش ویژگی های ریخته گری، خواص مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی ایجاد می شوند.عناصر آلیاژ رایج عبارتند از::

• سیلیکون (Si):روان بودن را بهبود می بخشد، نقطه ذوب را کاهش می دهد، کوچک شدن را کاهش می دهد و مقاومت در برابر فرسایش / خوردگی را افزایش می دهد.
• مس (Cu):افزایش قدرت و سختی با هزینه مقاومت در برابر خوردگی، اغلب نیاز به آنودیزاسیون دارد.
• منیزیم (Mg):قدرت کششی را افزایش می دهد در حالی که مقاومت در برابر خوردگی و جوش پذیری را بهبود می بخشد.
• زینک (Zn):قدرت را افزایش می دهد اما مقاومت در برابر خوردگی را کاهش می دهد، که معمولا برای کاربردهای با قدرت بالا استفاده می شود.
• آهن (Fe):در مقادیر کنترل شده، از چسبیدن در هنگام ریختن جلوگیری می کند اما مقادیر بیش از حد انعطاف پذیری را کاهش می دهد.

آلیاژ های آلومینیوم ریخته شده نشان می دهد پیشرفت های قابل توجهی نسبت به آلومینیوم خالص:

• مقاومت کششی:آلیاژ A380 (330 MPa) در مقابل آلومینیوم خالص (90 MPa)
• قدرت بازده:A380 به 165 MPa می رسد
• سختي:80 HB (A380) در مقابل 20 HB (آلومینیوم خالص)

تعادل در کاهش طول کشیدن به دلیل عناصر آلیاژ محدود کننده پلاستیک است. عملکرد حساس به درجه حرارت باقی می ماند.که نیاز به انتخاب دقیق مواد برای کاربردهای دمای بالا دارد.

فرآیند ریخته گری خود باعث افزایش خواص مواد می شود از طریق:

• فشار بالا:توانایی پر کردن قالب را بهبود می بخشد، منافذیت را کاهش می دهد و تراکم را افزایش می دهد
• سرعت بالا:تند شدن را تسریع می کند، ساختار دانه را بهبود می بخشد
• خنک کردن سریع:میکروساخت های ایزوتروپک با دانه های نازک با سخت شدن سطح ایجاد می کند

صنعت خودرو به طور فزاینده ای آلیاژ های آلومینیوم ریخته شده را برای:

• بلوک های موتور و محفظه های گیرنده (کم کردن وزن)
• چرخ ها (بهبودی در کاربری و بهره وری سوخت)
• اجزای تعلیق (کیفیت رانندگی بهبود یافته)
• عناصر ساختاری بدن (بهبودی ایمنی تصادف)
• محفظه باتری خودرو (راه حل های مدیریت حرارتی)

جهات اصلی تحقیق عبارتند از:

• فرمول های قوی تر از طریق بهینه سازی ترکیب
• آلیاژ های مقاوم در برابر گرما برای کاربردهای محرک
• آلیاژ های بدون درمان حرارتی برای ساده سازی تولید
• تکنیک های پیشرفته ای از ریختن دیوارهای نازک
• فرآیندهای تولید هوشمند مبتنی بر هوش مصنوعی

مهندسان باید:

• الزامات خواص مکانیکی
• عوامل خوردگی محیطی
• ملاحظات پیچیدگی کاسینگ
• موازنه هزینه و عملکرد
• نیاز به ماشینکاری پس از ریختن

استانداردهای مرجع AA (آلومینیوم انجمن) ، EN (اروپایی) و JIS (ژاپانی) معیارهای قابل اعتماد را ارائه می دهند که با مشاوره با فوندری های تخصصی تکمیل می شوند.