Jeśli chodzi o odlewanie ciśnieniowe samochodów w tej branży dominują stopy aluminium, zwłaszcza A380 i ADC12. Zapewniają niezrównaną kombinację lekkości, przewodności cieplnej, odporności na korozję i lejności. Dla profesjonalnego producenta odlewów ciśnieniowych produkującego obudowy skrzyni biegów, części silników, tłoki, zawory i nowe części samochodowe do produkcji energii, aluminium jest domyślnym punktem wyjścia. Zastosowania form do odlewania ciśnieniowego cynku i stopy magnezu służą konkretnym niszom, ale aluminium stanowi ponad 55% całkowitego wolumenu odlewów ciśnieniowych na całym świecie.
A380 jest najczęściej stosowanym stopem aluminium do odlewania ciśnieniowego w Ameryce Północnej i cieszy się uznaniem na całym świecie. Oferuje najlepszą w swojej klasie równowagę pomiędzy lejnością, wytrzymałością mechaniczną i odpornością na korozję, co czyni go stopem najczęściej wybieranym do produkcji średnich i dużych konstrukcyjnych części samochodowych, takich jak wsporniki silnika, obudowy skrzyń biegów, pokrywy obudów skrzyń biegów i miski olejowe. Jego kompatybilność z obróbką końcową CNC czyni go równie atrakcyjnym dla dostawców części samochodowych zorientowanych na eksport.
Najważniejsze właściwości A380 w skrócie
| Własność | Wartość |
|---|---|
| Wytrzymałość na rozciąganie | ~320 MPa |
| Siła plonu | ~160 MPa |
| Gęstość | 2,71 g/cm3 |
| Zakres topnienia | 540–595°C |
| Przewodność cieplna | 96 W/m·K |
Wysoka zawartość krzemu w A380 zapewnia doskonałą płynność w formie, zmniejszając porowatość i wady skurczowe nawet w skomplikowanych wnękach. Dobrze anoduje również w celu uzyskania funkcjonalnych wykończeń, chociaż anodowanie kosmetyczne wymaga wariantu o niskiej zawartości krzemu, takiego jak Alloy 518.
ADC12 (japoński odpowiednik A383 w JIS) to najczęściej stosowany stop aluminium do odlewania ciśnieniowego w chińskich i japońskich zakładach produkcyjnych. Zawiera nieco wyższą zawartość krzemu i niższą zawartość miedzi niż A380, co zapewnia nieznacznie lepszą lejność i płynność – idealny do cienkościennych, skomplikowanych geometrycznie komponentów, takich jak małe części samochodowe, precyzyjne części mechaniczne i obudowy elektroniki.
Wiodący producenci odlewów ciśnieniowych aluminium polegają na ADC12 w przypadku takich komponentów, jak obudowy pomp olejowych, obudowy przekładni, pokrywy silników silników, odlewy skrzyń biegów i panewki skrzyni korbowej. Jego stabilność wymiarowa zmniejsza wyzwania związane z obróbką CNC w dużych seriach, co czyni go opłacalnym wyborem w przypadku nowych części samochodowych do wytwarzania energii, w tym obudów akumulatorów i obudów falowników.
ADC12 vs A380: szybkie porównanie
| Kryteria | ADC12 (A383) | A380 |
|---|---|---|
| Najlepsze dla | Cienkościenne, złożone części | Średnio-duże elementy konstrukcyjne |
| Płynność | Znakomicie | Bardzo dobrze |
| Skrawalność | Bardzo dobrze | Dobrze |
| Globalne uznanie | Azjacentryczny (JIS) | Globalny (ASTM/ISO) |
| Porowatość w grubych przekrojach | Umiarkowane | Niższy |
Stopy cynku — najczęściej z rodziny ZAMAK (Zamak 3, 5 i 7) — stanowią drugą główną kategorię materiałów stosowanych w odlewach ciśnieniowych w branży motoryzacyjnej. Nadają się szczególnie do małych, skomplikowanych i precyzyjnych komponentów, gdzie istotne są wąskie tolerancje i wykończenie powierzchni. Oprzyrządowanie do form do odlewania ciśnieniowego cynku znacznie przewyższa oprzyrządowanie aluminiowe, dzięki czemu cynk jest atrakcyjny w przypadku bardzo dużych serii produkcyjnych.
Dwa stopy cynku do odlewania ciśnieniowego mają granicę plastyczności około 2,5 razy wyższą niż typowe stopy aluminium. Stop EZAC osiąga twardość Brinella około 125 BHN w porównaniu do 70–85 BHN dla standardowych stopów aluminium. Cynk ma również znacznie niższą temperaturę topnienia niż aluminium, zużywając mniej energii na cykl i zmniejszając zużycie formy odlewniczej. Zastosowania motoryzacyjne obejmują małe zawory, złącza, mechanizmy klamek drzwi i okucia dekoracyjne.
Głównym ograniczeniem cynku w odlewach ciśnieniowych samochodów jest gęstość — części cynkowe są zauważalnie cięższe niż ich odpowiedniki aluminiowe, co jest wadą, ponieważ producenci samochodów naciskają na lżejsze pojazdy, aby spełnić cele w zakresie oszczędności paliwa i zasięgu, szczególnie w przypadku nowych zastosowań części samochodowych wykorzystujących energię.
Magnez jest najlżejszym metalem konstrukcyjnym dostępnym do odlewania ciśnieniowego, a jego rola w nowych, energetycznych częściach samochodowych szybko rośnie. Stop AZ91D jest najczęściej stosowanym i najlepiej odlewanym komercyjnym stopem magnezu do odlewania ciśnieniowego. W porównaniu z aluminium magnez zapewnia dodatkową redukcję masy komponentów o 20–30%, co jest główną zaletą w przypadku części silników elektrycznych, półek akumulatorowych i paneli konstrukcyjnych platform NEV.
Jednakże stopy magnezu wymagają dokładniejszej kontroli procesu ze względu na ich wrażliwość na utlenianie i mogą być mniej odporne na korozję bez odpowiedniej obróbki powierzchni. W porównaniu z aluminium magnez jest również bardziej miękki, mniej stabilny wymiarowo i zazwyczaj droższy. Czynniki te ograniczają jego zastosowanie do zastosowań krytycznych pod względem wydajności i wrażliwych na wagę, a nie do ogólnego odlewania ciśnieniowego w branży motoryzacyjnej.
AlSi9Cu3 to stop aluminium zgodny z normą europejską, szeroko stosowany przez producentów odlewów ciśnieniowych samochodów do produkcji wymagających elementów układu napędowego: obudów pomp olejowych, obudów połączonych przekładni, panew obudów skrzyń biegów, korpusów skrzyń korbowych i pokryw silników. Jego kluczową zaletą jest dobra odporność na pełzanie, co oznacza, że utrzymuje stabilność wymiarową w podwyższonych temperaturach roboczych, co jest krytycznym wymogiem w przypadku podzespołów w pobliżu silników spalinowych lub zespołów silników elektrycznych. Zawartość krzemu zwiększa również odporność na korozję, dzięki czemu AlSi9Cu3 dobrze nadaje się zarówno do platform pojazdów konwencjonalnych, jak i nowych.
| Część samochodowa | Zalecany stop | Powód |
|---|---|---|
| Obudowa skrzyni biegów | A380 / AlSi9Cu3 | Wytrzymałość konstrukcyjna, odporność na ciepło |
| Części silnika (EV) | ADC12/AZ91D (Mg) | Lekkość i precyzja wymiarowa |
| Tłoki | A380/A390 | Wysoka zawartość krzemu zapewniająca odporność na zużycie |
| Zawory i złącza | Zamak 3 / Zamak 5 | Precyzja, wąskie tolerancje, twardość |
| Obudowa oświetlenia ulicznego LED | ADC12/A380 | Rozpraszanie ciepła, odlewy cienkościenne |
| Obudowy akumulatorów NEV | ADC12 / AZ91D | Oszczędność masy, odporność na korozję |
| Wsporniki konstrukcyjne | A380 | Stosunek wytrzymałości do masy, obrabialność |
Oprócz składu chemicznego stopów, solidni producenci odlewów ciśnieniowych odróżniają się od innych niezawodnych producentów odlewów ciśnieniowych. Ciśnienie odlewania pod wysokim ciśnieniem (HPDC) zwykle mieści się w zakresie od 1000 do 30 000 psi, w zależności od geometrii części i wybranego stopu. Kontrola wymiarowa za pomocą współrzędnościowej maszyny pomiarowej, certyfikacja materiałów i dokumentacja PPAP to standardowe wymagania dla łańcuchów dostaw odlewów ciśnieniowych aluminium klasy samochodowej.
W szczególności w przypadku nowych części samochodowych do produkcji energii producenci odlewów ciśnieniowych aluminium muszą również spełniać bardziej rygorystyczne wymagania dotyczące kontroli porowatości, szczelności ciśnieniowej i czystości powierzchni, ponieważ wiele komponentów NEV ma bezpośredni kontakt z układami wysokiego napięcia lub obwodami chłodziwa. Przewiduje się, że światowy rynek odlewów ciśnieniowych będzie rósł do 2030 r. w tempie CAGR wynoszącym 6,4%, przy czym odlewy ciśnieniowe z aluminium będą stanowić ponad 55% całkowitego wolumenu, głównie dzięki zapotrzebowaniu sektorów EV i NEV na lekkie i precyzyjne części samochodowe.
Nie ma jednego „najlepszego” stopu do wszystkich zastosowań w odlewnictwie samochodowym – ale hierarchia jest jasna. Stopy aluminium (A380, ADC12, AlSi9Cu3) obejmują zdecydowaną większość części samochodowych pod względem objętości i wartości. Zastosowania form do odlewania ciśnieniowego cynku służą precyzyjnym, małym częściom o dużej trwałości narzędzi. Magnez jest nowym wyborem w przypadku ekstremalnie lekkich wymagań w nowych, energetycznych częściach samochodowych. Współpraca z doświadczonym producentem odlewów ciśnieniowych, który może pomóc w wyborze stopu i który kontroluje cały proces, od projektu formy po kontrolę końcową, jest najważniejszym czynnikiem pozwalającym uzyskać trwałe, dokładne wymiarowo części samochodowe na dużą skalę.
Czy jesteś gotowy WSPÓŁPRACOWAĆ Z Jieną?
* Twój e -mail jest z nami bezpieczny, nie spamujemy.