Slitiny AlZn10Si8Mg

Úvod do tlakového lití hliníku Tlakové lití hliníkových slitin je vysoce účinný výrobní proces a používá se k výrobě složitých kovových součástí ve velkém objemu. Jedná se o proces vstřikování roztavené hliníkové slitiny do kalené ocelové formy (běžně nazývané kokila) pod vysokým tlakem. Tento proces je ceněn zejména v automobilovém průmyslu, elektronice, telekomunikacích a průmyslových zařízeních, protože se při něm vyrábějí lehké součásti s dobrou rozměrovou přesností a povrchovou úpravou. Vynikající poměr pevnosti a hmotnosti je hlavním důvodem, proč je hliník preferovaným kovem pro tlakové lití. Součásti ze slitin hliníku mohou poskytovat požadované mechanické vlastnosti pro konstrukční aplikace a nabízejí materiál s vysokou mírou snížení hmotnosti výrobku. Existuje také tlakové lití, které výrobcům umožňuje začlenit více funkcí do jediného dílu. Žebra, bosáže, montážní body a tenké stěny lze odlít v jediné operaci, čímž odpadá nutnost sekundárního obrábění a montáže. To zase snižuje výrobní náklady a zvyšuje konzistenci a opakovatelnost. Díky těmto přednostem se tlakové lití hliníku stalo jedním z nejoblíbenějších postupů tváření kovů pro středně- až velkosériovou výrobu. Proces tlakového lití hliníku Příprava a nastavení formy Začíná přípravou ocelové formy. Forma je dvoudílná: stacionární polovina a pohyblivá polovina. Dutina zápustky se po každém výstřelu nastříká a vyčistí. Tento nátěr umožňuje kontrolu teploty formy a usnadňuje vyhození odlitého tělesa, aniž by se přilepilo k povrchu formy nebo se poškodilo. Vstřikování roztaveného hliníku V peci se hliníková slitina roztaví a udržuje se při řízené teplotě, aby se dosáhlo správné tekutosti. Při vysokotlakém lití se do dutiny formy vstřikuje hydraulickým pístem pod vysokým tlakem určité množství roztaveného kovu. Tlak se může pohybovat v rozmezí od několika tisíc do více než 20 000 psi, což umožňuje, aby kov před ztuhnutím vyplnil malé plochy a složité geometrie. Tuhnutí a chlazení Tlak se udržuje po zaplnění dutiny, dokud hliník nevychladne a neztuhne. Rychlým ochlazením ocelové zápustky vzniká jemná mikrostruktura, která zlepšuje mechanické vlastnosti a povrchovou úpravu. Kanálové chlazení uvnitř zápustky reguluje teplotu a zajišťuje konzistentní dobu cyklu. Vyhazování a dokončovací práce Po vytvrzení formy se poloviny otevřou a forma se vysune z formy pomocí vyhazovacích kolíků. Veškerý nepotřebný materiál, včetně vtoků, vtokových bran a otřepů, je oříznut. V závislosti na použití se pak na dílu mohou provádět sekundární operace, jako je obrábění, povrchová úprava nebo tepelné zpracování. Výsledkem je hliníkový díl téměř síťového tvaru vhodný pro náročné průmyslové aplikace. Hliníkové slitiny v tlakovém lití Odlitky na bázi slitin: Slitiny hliníku pro tlakové lití jsou navrženy tak, aby vyvážily odlévatelnost, mechanickou pevnost, odolnost proti korozi a tepelné vlastnosti. Na rozdíl od čistého hliníku mají tyto slitiny řízený obsah křemíku, mědi, hořčíku, železa a dalších legujících prvků, které zlepšují tok kapaliny, tuhnutí a použitelnost roztaveného kovu. Výběr vhodné slitiny je zásadní, protože každé složení nabízí jedinečnou rovnováhu mezi pevností, trvanlivostí, hmotností, náklady a vyrobitelností. V tomto článku se blíže seznámíme s nejoblíbenějšími vysoce výkonnými slitinami pro tlakové lití hliníku a s tím, proč je každá z nich vhodná pro konkrétní aplikaci. Mechanické vlastnosti a pevnost hliníkové slitiny A380 Slitina A380 je označována jako pracovní kůň hliníkového tlakového lití. Má dobrou pevnost v tahu (přibližně 320 MPa) a mez kluzu (přibližně 160 MPa) ve stavu po odlití. Přestože není nejlepší hliníkovou slitinou na trhu, nabízí nejlepší kombinaci pevnosti a tažnosti pro konstrukční pouzdra, kryty a držáky. Výhody hliníkové slitiny A360 Mechanické vlastnosti a pevnost A360 nabízí stejnou pevnost v tahu jako A380 a má lepší vlastnosti při vyšších teplotách. Mez kluzu je obvykle 170 MPa a tato hliníková slitina je stabilní v podmínkách obrábění za tepla, například v motorových prostorech. Výhody Mechanické vlastnosti a pevnost hliníkové slitiny ADC12 (ekvivalent A383) Protějškem slitiny A383 je slitina ADC12, která má střední pevnost a její pevnost v tahu je běžně 180230 MPa. I když je o něco slabší než A380, stále postačuje pro konstrukční provedení mnoha průmyslových a automobilových součástí. Výhody mechanických vlastností a pevnosti hliníkové slitiny Al-Si11Cu3 Vyvážené mechanické vlastnosti charakterizují slitinu Al-Si11Cu3. Pevnost v tahu je obvykle vyšší než 300 MPa, s dobrou tvrdostí a mírnou tažností. Je pevnější než ADC12 a ve většině konstrukčních aplikací je podobná A380. Výhody Mechanické vlastnosti a pevnost hliníkové slitiny B390 B390 byla vyrobena tak, aby byla co nejtvrdší a nejodolnější proti opotřebení. Má neuvěřitelně vysokou mez kluzu (přibližně 240 MPa) a pevnost v tahu 350 MPa. Je dostatečně tvrdá, a to až do hodnoty 120 podle Brinella, což je na poměry většiny slitin pro tlakové lití velmi vysoká hodnota. Výhody Srovnávací shrnutí Slitiny hliníkového tlakového lití se používají následujícím způsobem: Výběr vhodné slitiny je dán konstrukčním faktorem, kterým může být pevnost, odolnost proti korozi, životnost při opotřebení, snížení hmotnosti nebo složitost odlitku. Přehled fyzikálních a chemických vlastností hliníkových slitin Slitina A380 A360 ADC12 / A383 Al-Si11Cu3 B390 Křemík % 7,5-9,5 9-10 9,5-11,5 9,6-12 16-18 Měď % 3-4 ≤0,6 2-3 1,5-3,5 4-5 Hořčík % ≤0.1 0,4-0,6 ≤0,3 ≤0,35 ≤0,1 Hustota (g/cm³) 2,71 2,63 2,70 2,70 2,75 Pevnost v tahu (MPa) ~324 ~317 180-230 ~300 320-360 Mez kluzu (MPa) ~160 ~170 ~150 ~140 240-250 Prodloužení (%) ~3,5 ~3.5 ~3 ~2-3 <1 Tvrdost ~80 ~75 ~75 ~85 ~120 Odolnost proti korozi Mírná Výborná Spravedlivá Mírná Spravedlivá Odlévatelnost Výborná Spravedlivá Výborná Velmi dobrá Mírná Odolnost proti opotřebení Dobrá Dobrá Mírná Dobrá Výborná Použití hliníkových slitin Automobilový průmysl Lehké konstrukční a hnací komponenty Automobilové hliníkové slitiny se široce používají při výrobě bloků automobilových motorů, skříní převodovek, součástí zavěšení a konstrukčních konzol. Jsou výkonné na jednotku hmotnosti, snižují celkovou hmotnost vozidla a zlepšují palivovou účinnost, čímž zvyšují dojezd elektromobilu. Tato hliníková slitina také zlepšuje odvod tepla v motorech a bateriových systémech, čímž zvyšuje výkon a životnost. Letecký a kosmický sektor Konstrukce draků letadel a vnitřní konstrukce Vlastnosti, díky nimž hliník