Каковы требования к отливкам из алюминиевых сплавов во время производства?

Почему толщина стенки является первым проектным решением

Толщина стенок определяет поведение заполнения, последовательность затвердевания и конечные механические свойства литья под давлением алюминиевого сплава. Слишком тонкая секция истощает фронт потока и приводит к холодному закрытию; слишком толстая секция создает усадочную пористость и увеличивает время цикла. Поэтому производственные требования начинаются с определенных диапазонов толщины, равномерных переходов и проверки на основе стандартов-по ISO 3522 (алюминиевые литейные сплавы) или ASTM B85 (алюминиевые-сплавы для литья под давлением).

Практические пределы толщины

Для мелкого и среднего литья под давлением рабочие диапазоны, используемые в производстве, составляют: цинковые сплавы 1-3 мм, алюминиевые и магниевые сплавы 1,5-4 мм и медные сплавы 2-4 мм. Толщина алюминиевой стенки обычно не должна превышать 4,5 мм при нормальных условиях. Большие тонкие стенки на большой площади склонны к неполному заполнению, поскольку металлическая передняя часть остывает и останавливается до того, как полость заполнится, поэтому необходимо увеличить минимальную толщину или добавить каналы для потока, если проецируемая площадь велика.

Однородность превосходит толщину

Отливка с одинаковой толщиной стенок затвердевает примерно одновременно во всех секциях, избегая литейных напряжений, усадочных полостей и горячих разрывов, которые появляются, когда толстые и тонкие секции затвердевают с разной скоростью. Там, где необходима местная прочность, используйте ребра или литые-вставки вместо увеличения толщины стенки. Увеличение толщины сверх расчетного предела снижает, а не повышает механическую прочность, поскольку более медленная скорость охлаждения приводит к образованию более крупных дендритов и большей пористости, и секция может больше не соответствовать требованиям к свойствам, указанным в спецификации сплава.

Требования к производству и проверке

Сохранять равномерную толщину и закругленные переходы; острые углы действуют как источники напряжения и горячие точки.

Расположите затворы и переливы так, чтобы фронт потока сначала заполнял тонкие секции и вентиляция была завершена, в соответствии с рекомендуемой практикой литников для сплава.

Контролируйте температуру штампа и профиль впрыска, чтобы время заполнения оставалось в пределах диапазона-специфического для сплава, обычно 10–80 мс для литья алюминия под давлением.

Если требуется герметичность под давлением, проверьте надежность с помощью радиографического контроля, используя ASTM E505 для литья под давлением алюминия и магния.

Подтвердите соответствие химического состава действующему стандарту: ISO 3522 для алюминиевых литейных сплавов, ASTM B85 для алюминиевого литья под давлением или GB/T 15114 для китайских цепочек поставок.

Распространенные дефекты литья и их основные причины

Пористость обычно возникает из-за захваченного воздуха или усадки на толстых участках. Холодные закрытия и сбои в работе связаны с низкой температурой штампа, медленным впрыском или тонкими стенками. Следы раковин остаются на локальных толстых участках, которые затвердевают последними. Каждым из этих процессов управляют на этапе проектирования путем контроля толщины, на этапе оснастки - с помощью литников и схемы охлаждения, а на этапе процесса - с помощью кривой дробления и мониторинга температуры матрицы.

Часто задаваемые вопросы

Какова минимальная толщина стенки при литье алюминия под давлением?

Для мелких и средних деталей практический минимум из алюминиевых сплавов составляет 1,5 мм; ниже этого значения заполнение становится ненадежным, если площадь детали не мала и температура матрицы строго не контролируется.

Почему увеличение толщины стенок ослабляет отливку?

Более толстые секции охлаждаются медленнее, создавая более грубую микроструктуру и большую усадочную пористость, что снижает прочность и герметичность. Ребра придают жесткость без ущерба для затвердевания.

Какой стандарт распространяется на алюминиевые сплавы для литья под давлением?

Основными спецификациями являются ISO 3522 для литья под давлением алюминиевых сплавов, ASTM B85 для литья под давлением алюминиевых-сплавов и GB/T 15114 для литья под давлением алюминиевых сплавов, поставляемого в соответствии с китайскими спецификациями.

Как избежать вмятин на видимых поверхностях?

Сохраняйте одинаковую толщину стенок, размещайте ребра за видимой поверхностью, а не за толстыми выступами, и используйте линии охлаждения матрицы под косметическими поверхностями, чтобы оболочка затвердела до того, как внутренняя усадка потянет ее внутрь.

Всегда ли максимальная толщина алюминиевой стенки составляет 4,5 мм?

No. 4.5 мм — это практический потолок для обычного литья алюминия под давлением в нормальных условиях. Для структурных отливок с контролируемым медленным-затвердеванием, вакуумным литьем или литьем под давлением можно использовать более толстые секции, но они требуют других процессов и более высоких затрат.