High-tech aluminium diecasting innovaties van 2022

In de laatste jaren, met de snelle ontwikkeling van de auto-, luchtvaart- en computerindustrie, zijn hogere eisen gesteld aan gegieten met lichtgewicht, hoge zwaarte en corrosiebestendigheid. Voor aluminiumlegeringsonderdelen zijn de verwerking en vormgeving van hoge sterkte, hoge zwaarte, corrosiebestendige legeringen, vervormde legeringen, en het vormgevingsproces van grote en complexe legeringsonderdelen de onderzoeksfocus van lichte legeringen geworden. Echter, de meeste mechanische eigenschappen van gegoten aluminiumlegeringen zijn meestal lage trekkracht en lage rek in de diecasting-toestand.

Waarom moeten we de nieuwe aluminium diecasting bespreken?

Met de ontwikkeling van de technologie, is de vraag naar hoge-sterkte en lichtgewicht gegieten geleidelijk toegenomen, en de voordelen van het gebruik van het diecasting-proces om aluminiumlegeringsonderdelen te produceren hebben aandacht getrokken. Het diecasting-proces (die-casting) is een speciaal gietproces dat veelvuldig in de verwerkingsindustrie wordt gebruikt. Door vloeibaar metaal of half-vloeibaar metaal met hoge snelheid onder hoge druk in een diecasting-mould te vullen, wordt het gevormd en uitgehard onder druk om uiteindelijk een gietstuk te verkrijgen.

Omdat de gegieten gevormd door het diecasting-proces de voordelen hebben van hoge dimensionale nauwkeurigheid, hoge sterkte, en hoog materiaalgebruik, worden die-casting en hoge-sterkte die-casting wijd gebruikt in de productie van componenten met complexe vormen en matige belasting.

De dichtheid van aluminium is slechts ongeveer 1/3 van die van ijzer, koper, zink, en andere legeringen. Het is een van de diecasting-legeringsmaterialen die aan de eisen van lichtgewicht voldoet. Bovendien heeft aluminium een hoge specifieke sterkte en specifieke stijfheid en heeft goede plastische rheologische eigenschappen. De 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 corrosiebestendigheid. Op basis van de bovenstaande voordelen is aluminiumlegering een van de hoge-sterkte en zware diecasting-legeringsmaterialen geworden.

Aluminiumlegering diecastings hebben uitstekende gewichtsreductie-effecten in de auto-, luchtvaart-, en andere industrieën. Sinds de jaren '80 heeft de snelle ontwikkeling van de auto-industrie de ontwikkeling van gerelateerde industrieën gedreven, en de ontwikkeling van de auto-industrie gaat voornamelijk over intelligentie, lichtgewicht, modularisatie, enz. De technologie van het vervangen van ijzergegieten door aluminiumlegeringgegieten, kunststoftechnieken, en koolstofvezel is snel ontwikkeld. Daaronder zijn meer dan 40 soorten onderdelen zoals warmtewisselaars, motorcilinders, waterpompen, en naafs in auto's gemaakt van aluminiumlegeringen.

Nieuwe diecasting aluminiumlegering

De auto-industrie blijft zich ontwikkelen op basis van de behoeften van energie, veiligheid, comfort, en andere factoren. De ontwikkelingsbehoeftes van de auto-industrie voor materialen zijn in het tijdperk van de toepassing van aluminium-magnesiumlegeringen om staal, gietijzer, en andere energieverterende, hoge-kwaliteit en zware materialen te vervangen.

Traditionele carrosserieonderdelen zijn voornamelijk gebaseerd op staalplaatstamping of hydraulisch opblazen of op maat lassen van platen. Als aluminiumlegering gebruikt wordt, is er behoefte aan hoge sterkte en hoge zwaarte. De toepassing van aluminiumlegering heeft het voordeel van hoge integratie van onderdelen. De prestatie-eisen van verschillende onderdelen zijn verschillend. Sommige moeten hun rek verbeteren, en sommige moeten hun corrosiebestendigheid verbeteren. Met de ontwikkeling van het hoge-vacuüm diecasting-proces, vereist de prestatie van diecasting-onderdelen meer uitstekende aluminiumlegeringen met diverse eigenschappen.

Om de vraag naar hoge-plasticiteit aluminiumlegeringen te beantwoorden, hebben Duitse en Japanse wetenschappers sinds de jaren '90 onderzoek gedaan naar hoge-plasticiteit Al-Si-Mg legeringen op basis van hoge-vacuümtechnologie. In de nieuwe diecasting aluminiumlegeringen ontwikkeld door het Duitse Rheinland Aluminium Bedrijf: Maximal-59, Sila-font-36, en Castasil-37, wordt de inhoud van Fe-element in het legering gecontroleerd om minder dan 0,2% te zijn om de zwaarte en sterkte van het gietstuk te garanderen. Het fenomeen van hechten optreedt, en 0,5%~0,8% Mn-element wordt tegelijkertijd aan het legering toegevoegd. Na testen kan de rek van Maximal-59 legering standaard ronde staaf monster in de as-gegoten toestand 17% bereiken, en is het gebruikt in de productie van autodeuren.

Kondo Kaili gebruikte Silafont-36 als basislegering om verschillende mechanische eigenschappen te verkrijgen door de inhoud van Mg in het legering te controleren. De studie vond dat wanneer de massafractie van Mg 0,33%~0,40% is, het aluminiumlegering een betere reksnelheid en druksterkte toont.

Duitse wetenschappers hebben Aural-2 en Aural-3 legeringen ontwikkeld. Au-ral-3 legering heeft goede vloeibaarheid en goede vulprestaties, en Aural-3 legering kan warmtebehandeld worden door Mg-element toe te voegen, en een nieuw type legering kan verkregen worden door oplossingsbehandeling. De rek van de hoge-sterkte en zware legering is 5% tot 12%, en de treksterkte σ0.2 is 250MPa.

Op dit moment ontwikkelen veel bedrijven en onderzoeksinstituten in China hoge-sterkte en zware aluminiumlegeringen geschikt voor auto-carrosseriestructuuronderdelen. Tijdens de samenwerking werd een hoge rek hittebestendige gegoten aluminiumlegering en haar diecasting-voorbereidingsmethode ontwikkeld.

Het legering behoort tot het Al-Si-Mg legering, wat de inhoud van Si, Cu, en Mg beschrijft, en de sporelementen Sc en M (ten minste één van Ti, Zr, en V) specificeren. De opgave sterkte kan 169MPa bereiken, de rek kan 10,0% bereiken, de hoge-temperatuur trekkracht bij 200°C kan 190MPa bereiken, en de hoge-temperatuur rek kan 14,0% bereiken. Het heeft een uitstekende kamertemperatuur en hittebestendigheid en kan gebruikt worden in auto-onderdelen zonder oplossingswarmtebehandeling. Kwantificeer ontwikkelingsbehoeftes.

Samenvattend, het huidige onderzoek naar nieuwe hoge-sterkte en zwaarte diecasting aluminiumlegeringen richt zich voornamelijk op het Al-Si-Mg systeem. Vanwege de toevoeging van Mg in het Al-Si systeem legering, kan Mg2Si gevormd worden, en een vaste oplossing kan gevormd worden tijdens oplossingsbehandeling. Legering en Mg-elementen kunnen ook een hoog corrosiebestendige spinel film op het oppervlak van het legeringvloeistof vormen om de corrosiebestendigheid van gegieten te verbeteren.

In theorie is het総合 versterkingseffect van het Cu-element op Al-Si legeringen significanter. Vergeleken met het Mg-element, is het Cu-element gemakkelijker om kernen in aluminiumlegering te vormen, en de prestaties verbeteren na warmtebehandeling, maar de oplossingssnelheid van het Cu-element in de aluminiumlegering is lager dan die van het Mg-element. laag, de toepassing in Al-Si legeringen is beperkt. Het onderzoek naar de nieuwe hoge-sterkte en zwaarte eigenschappen van Al-Si-Cu legeringen moet verder besproken worden, wat van groot belang is voor het onderzoek en de ontwikkeling van nieuwe hoge-sterkte en zwaarte aluminiumlegeringen.