De nieuwste aluminium spuitgiettechnologie in 2022

In de afgelopen jaren, met de snelle ontwikkeling van de auto-, ruimtevaart- en computerindustrie, zijn er hogere eisen gesteld aan gietstukken met een laag gewicht, hoge taaiheid en corrosieweerstand. Voor onderdelen van aluminiumlegeringen zijn de verwerking en vorming van zeer sterke, zeer taaie, corrosiebestendige legeringen, vervormde legeringen en het vormingsproces van grote en complexe legeringsonderdelen de onderzoekshotspots van lichtgewicht legeringen geworden. De meeste mechanische eigenschappen van gegoten aluminiumlegeringen zijn echter meestal lage treksterkte en lage rek in spuitgietvorm.

Waarom moeten we het nieuwe aluminium spuitgieten bespreken?

Met de ontwikkeling van technologie is de vraag naar hoogwaardige en lichtgewicht gietstukken geleidelijk toegenomen en hebben de voordelen van het gebruik van het spuitgietproces om onderdelen van aluminiumlegeringen te maken de aandacht getrokken. Het spuitgietproces (die-casting) is een speciaal gietproces dat veel wordt toegepast in de verwerkende industrie. Door vloeibaar metaal of halfvloeibaar metaal met hoge snelheid onder hoge druk in een spuitgietvorm te vullen, wordt het onder druk gevormd en gestold om uiteindelijk een gietstuk te verkrijgen.

Omdat de gietstukken gevormd door het spuitgietproces de voordelen hebben van een hoge maatnauwkeurigheid, hoge sterkte en hoog materiaalgebruik, worden spuitgieten en spuitgieten met hoge sterkte veel gebruikt bij de vervaardiging van componenten met complexe vormen en matige belastingen.

De dichtheid van aluminium is slechts ongeveer 1/3 van die van ijzer, koper, zink en andere legeringen. Het is een van de spuitgietlegeringsmaterialen die voldoen aan de eisen van lichtgewicht. Bovendien heeft aluminium een ​​hoge specifieke sterkte en specifieke stijfheid en heeft het goede reologische eigenschappen van het plastic lichaam. Het kristallisatietemperatuurbereik is smal, de lineaire krimpsnelheid is klein en andere voordelen, het is gemakkelijk te vormen en te snijden en heeft hoge mechanische eigenschappen en corrosieweerstand. Op basis van de bovenstaande voordelen is aluminiumlegering een van de sterke en taaie spuitgietlegeringen geworden.

Matrijsgietstukken van aluminiumlegeringen hebben uitstekende gewichtsverminderingseffecten in de automobiel-, ruimtevaart- en andere industrieën. Sinds de jaren tachtig heeft de snelle ontwikkeling van de auto-industrie de ontwikkeling van verwante industrieën gestimuleerd, en de ontwikkeling van de auto-industrie gaat voornamelijk over intelligentie, lichtgewicht, modularisatie, enz. De technologie van het vervangen van gietijzeren gietstukken door gietstukken van aluminiumlegeringen, engineering kunststoffen en koolstofvezel is snel ontwikkeld. Onder hen zijn meer dan 40 soorten onderdelen, zoals warmtewisselaars, motorcilinders, waterpompen en wielnaven in auto's, gemaakt van aluminiumlegeringen.

Nieuwe dobbelsteen cast ing aluminiumlegering

De auto-industrie blijft zich ontwikkelen op basis van de behoeften op het gebied van energie, veiligheid, comfort en andere factoren. De ontwikkelingsbehoeften van de auto-industrie voor materialen zijn in het tijdperk van de toepassing van aluminium-magnesiumlegeringen ter vervanging van staal, gietijzer en andere energieverslindende, hoogwaardige en zware materialen.

Traditionele carrosseriedelen zijn voornamelijk gebaseerd op het stempelen van staalplaten of hydraulisch uitpuilen of het op maat lassen van platen. Als de aluminiumlegering wordt gebruikt, is er behoefte aan hoge sterkte en hoge taaiheid. De toepassing van aluminiumlegering heeft het voordeel van een hoge integratie van onderdelen. De prestatie-eisen van verschillende onderdelen zijn verschillend. Sommige moeten hun rek verbeteren en andere moeten hun corrosieweerstand verbeteren. Met de ontwikkeling van het hoogvacuüm spuitgietproces, vereisen de prestaties van spuitgietonderdelen Verwerking meer uitstekende aluminiumlegeringen met verschillende eigenschappen.

Om aan de vraag naar aluminiumlegeringen met hoge plasticiteit te voldoen, hebben wetenschappers uit Duitsland en Japan sinds de jaren negentig onderzoek gedaan naar Al-Si-Mg-legeringen met hoge plasticiteit op basis van hoogvacuümtechnologie. In de nieuwe spuitgietaluminiumlegeringen ontwikkeld door Duitsland Rheinland Aluminium Company:Maximal-59, Sila-font-36 en Castasil-37, wordt het gehalte aan Fe-element in de legering gecontroleerd op minder dan 0,2% om de taaiheid te garanderen en sterkte van het gieten. Het fenomeen van plakken treedt op en tegelijkertijd wordt 0,5% ~ 0,8% Mn-element aan de legering toegevoegd. Na het testen kan de rek van het standaard ronde staafmonster van de Maximal-59-legering in de gegoten toestand oplopen tot 17%, en het is gebruikt bij de vervaardiging van autodeuren.

Kondo Kaili gebruikte Silafont-36 als basislegering om verschillende mechanische eigenschappen te verkrijgen door het Mg-gehalte in de legering te regelen. Uit de studie bleek dat wanneer de massafractie van Mg 0,33% ~ 0,40% is, de aluminiumlegering een betere reksnelheid en druksterkte vertoont.

Duitse geleerden hebben Aural-2 en Aural-3 legeringen ontwikkeld. Au-ral-3-legering heeft een goede vloeibaarheid en goede vulprestaties, en Aural-3-legering kan met warmte worden behandeld door een Mg-element toe te voegen, en een nieuw type legering kan worden verkregen door oplossingsbehandeling. De rek van de zeer sterke en taaie legering is 5% tot 12% en de vloeigrens σ0,2 is 250 MPa.

Op dit moment ontwikkelen veel ondernemingen en onderzoeksinstituten in China zeer sterke en taaie aluminiumlegeringen die geschikt zijn voor structurele onderdelen van autocarrosserieën. Tijdens de samenwerking werden een hittebestendige gegoten aluminiumlegering met hoge rek en de voorbereidingsmethode voor drukgieten ontwikkeld.

De legering behoort tot de Al-Si-Mg-legering, die het gehalte aan Si, Cu en Mg beschrijft en de sporenelementen Sc en M specificeert (ten minste één van Ti, Zr en V). De vloeigrens kan 169 MPa bereiken, de rek kan 10,0% bereiken, de treksterkte bij hoge temperatuur bij 200 ° C kan 190 MPa bereiken en de rek bij hoge temperatuur kan 14,0% bereiken. Het heeft een uitstekende kamertemperatuur en hittebestendigheid en kan worden gebruikt in auto-onderdelen zonder oplossingswarmtebehandeling. Kwantificeer ontwikkelingsbehoeften.

Samenvattend, het huidige onderzoek naar nieuwe gegoten aluminiumlegeringen met hoge sterkte en taaiheid is voornamelijk gericht op het Al-Si-Mg-systeem. Door de toevoeging van Mg in de Al-Si-systeemlegering kan Mg2Si worden gevormd en kan tijdens de oplossingsbehandeling een vaste oplossing worden gevormd. Legering- en Mg-elementen kunnen ook een zeer corrosiebestendige spinelfilm vormen op het oppervlak van de legeringsvloeistof om de corrosieweerstand van gietstukken te verbeteren.

In theorie is het uitgebreide versterkende effect van het Cu-element op Al-Si-legeringen belangrijker. In vergelijking met het Mg-element is het Cu-element gemakkelijker om kernen te vormen in een aluminiumlegering en zijn de prestaties verbeterd na warmtebehandeling, maar de oplossnelheid van het Cu-element in de aluminiumlegering is hoger dan die van het Mg-element. laag is de toepassing in Al-Si legeringen beperkt. Het onderzoek naar de nieuwe hoge sterkte- en taaiheidseigenschappen van Al-Si-Cu-legeringen moet verder worden besproken, wat van groot belang is voor het onderzoek en de ontwikkeling van nieuwe zeer sterke en taaie aluminiumlegeringen.