Apa perbedaan nyata antara aluminium cor dan aluminium die-cast? Artikel ini membahas proses manufaktur dan properti berbeda yang membedakan kedua jenis aluminium ini. Dari metode yang digunakan dalam pengecoran hingga kemampuan perlakuan panas dan aplikasinya di berbagai industri, Anda akan menemukan faktor-faktor utama yang memengaruhi pilihan antara aluminium cor dan die-cast. Bersiaplah untuk memahami bagaimana perbedaan ini berdampak pada kekuatan, kualitas, dan kegunaan komponen aluminium dalam produk sehari-hari.
Aluminium cor" umumnya mengacu pada pengecoran aluminium yang dibuat melalui proses pengecoran, sedangkan "aluminium die-cast" mengacu pada pengecoran aluminium yang dibuat melalui pengecoran tekanan tinggi. Perbedaan utama di antara keduanya adalah proses pengecoran yang digunakan.
Dalam proses pengecoran, metode seperti pengecoran pasir, pengecoran dewaxing, pengecoran gravitasi, pengecoran tekanan rendah, pengecoran cetakan keramik, dan pengecoran cetakan gipsum digunakan. Dadu proses pengecoranDi sisi lain, adalah jenis die casting bertekanan tinggi yang diproduksi menggunakan mesin die casting ruang dingin.
Nilai aluminium yang digunakan dalam kedua proses tersebut berbeda, dengan ZL mewakili cor paduan aluminium dalam standar nasional China GB dan YL yang mewakili paduan aluminium cor.
Coran aluminium cor biasanya dapat diperkuat melalui perlakuan panas, dengan perlakuan panas T6 sebagai metode yang paling umum. Namun, die casting tidak cocok untuk perlakuan panas T6 karena banyaknya gas yang terdistribusi secara padat di dalamnya. Ini karena suhu perlakuan panas T6 mendekati titik leleh paduan aluminium dan gas dalam die casting akan mengembang dan dipaksa keluar dari permukaan pengecoran, yang menyebabkan kerusakan permukaan dan membuat pengecoran tidak dapat digunakan.
Karena tonjolan titik setelah gas habis, penampilan casting rusak parah dan tidak dapat digunakan.
Paduan aluminium pengecoran gravitasi dan pengecoran tekanan rendah paduan aluminium termasuk dalam proses pengecoran cetakan logam dan digunakan untuk memproduksi coran aluminium. Cetakannya terbuat dari pekerjaan panas baja matiseperti H13.
Proses pengecoran ini dapat menghasilkan merek yang sama paduan aluminium cordengan temperatur penuangan dan waktu pembukaan cetakan yang sama, serta kekompakan, kekuatan, dan sifat mekanis lainnya dari coran aluminium.
Namun, masih ada perbedaan antara pengecoran gravitasi paduan aluminium dan pengecoran tekanan rendah paduan aluminium dalam hal prinsip pembentukan, struktur pengecoran aluminium, intensitas tenaga kerja, jumlah batch, waktu pengembangan, dll., Seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
| Prinsip pembentukan | Struktur pengecoran aluminium | intensitas tenaga kerja | Batch minimum | Waktu pengembangan | Biaya cetakan | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Pengecoran gravitasi paduan aluminium | Menggunakan gravitasi | Kompleks dan beragam | tinggi | 100 | pendek | kurang |
| Pengecoran tekanan rendah paduan aluminium | Menggunakan tekanan udara | tunggal | umumnya | 500 | panjang | Lebih tinggi |
Menurut perbandingan yang ditunjukkan di atas, pengecoran gravitasi paduan aluminium sangat ideal untuk memproduksi produk dengan berbagai varietas, ukuran batch kecil, siklus pengembangan pendek, dan persyaratan kualitas tinggi, sedangkan pengecoran tekanan rendah paduan aluminium sangat ideal untuk produk dengan ukuran batch besar, dinding tipis, dan struktur yang cocok untuk proses pengecoran tekanan rendah.
Siklus pengembangan yang panjang dari yang terakhir ini menguntungkan peningkatan teknologi produksi di seluruh proses produksi.
Produk khas yang dihasilkan melalui pengecoran tekanan rendah paduan aluminium adalah pelek roda mobil. Strukturnya sangat cocok untuk proses pengecoran tekanan rendah dan volume produksi yang tinggi memungkinkan waktu yang cukup untuk meningkatkan teknologi produksi.
Sebaliknya, produk khas yang dihasilkan melalui pengecoran gravitasi paduan aluminium adalah pengecoran robot industri. Pengecoran aluminium ini membutuhkan batch produksi yang kecil, kualitas produk yang tinggi, dan siklus pengembangan yang singkat. Tujuannya adalah untuk menghasilkan coran aluminium berkualitas tinggi tanpa pori-pori atau lubang pasir dalam waktu yang sangat singkat.
Aluminium die casting adalah proses manufaktur canggih yang menawarkan keuntungan signifikan dalam memproduksi suku cadang dan komponen yang kompleks di berbagai industri. Metode pengecoran bertekanan tinggi ini melibatkan penyuntikan aluminium cair ke dalam rongga cetakan yang direkayasa secara presisi, sehingga memungkinkan pembuatan geometri rumit yang akan menjadi tantangan atau penghalang biaya untuk diproduksi melalui metode alternatif seperti ekstrusi, permesinan, atau pengecoran investasi.
Paduan aluminium yang paling umum digunakan dalam die casting adalah 383 (AlSi10Cu3) dan 413 (AlSi12 (Fe)), yang dipilih karena fluiditas, castability, dan sifat mekaniknya yang optimal. Paduan ini menunjukkan karakteristik yang luar biasa, termasuk konduktivitas termal yang tinggi, ketahanan korosi yang sangat baik, dan rasio kekuatan-terhadap-berat yang unggul. Selain itu, mereka menyediakan pelindung interferensi elektromagnetik (EMI) dan interferensi frekuensi radio (RFI) yang efektif, sehingga ideal untuk penutup elektronik dan komponen otomotif.
Proses die casting terdiri dari beberapa tahap penting:
Proses ini memungkinkan produksi bervolume tinggi dengan waktu siklus sesingkat 30-60 detik per bagian, sehingga secara signifikan mengurangi biaya dibandingkan dengan teknik manufaktur lainnya.
Pertimbangan utama dalam desain die casting aluminium meliputi:
Peran Tekanan
Dalam die casting aluminium, tekanan tinggi merupakan faktor penting dalam memproduksi komponen yang presisi dan berkualitas tinggi. Aluminium cair disuntikkan ke dalam rongga cetakan dengan tekanan yang biasanya berkisar antara 10.000 hingga 20.000 psi (69 hingga 138 MPa). Tekanan ekstrem ini memastikan pengisian cetakan yang lengkap, menangkap detail yang rumit dan menghasilkan komponen dengan toleransi yang ketat (seringkali ± 0,002 inci atau ± 0,05 mm) dan permukaan akhir yang sangat baik (serendah 63 μin atau 1,6 μm Ra). Tekanan tinggi juga meningkatkan kepadatan logam dan meminimalkan porositas, sehingga menghasilkan sifat mekanik yang lebih baik.
Pemadatan dan Rongga
Saat aluminium cair mengisi rongga cetakan, pemadatan yang cepat terjadi, dengan laju pendinginan yang sering melebihi 1000 ° C / s. Pemadatan yang cepat ini sangat penting untuk mencapai struktur butiran yang halus dan sifat mekanis yang unggul. Untuk mencegah pembentukan rongga dan memastikan pemadatan yang seragam, teknik manajemen termal canggih digunakan. Hal ini meliputi penempatan saluran pendingin yang strategis, penggunaan vacuum-assisted die casting (VADC) untuk menghilangkan gas yang terperangkap, dan penerapan tekanan intensifikasi (hingga 15.000 psi atau 103 MPa) selama pemadatan untuk mengimbangi penyusutan dan meminimalkan porositas.
Pertimbangan Konsep dan Garis Perpisahan
Sudut rancangan dan garis perpisahan adalah elemen desain yang sangat penting dalam die casting. Sudut draft standar berkisar antara 0,5° hingga 2° untuk permukaan eksternal dan 0,75° hingga 3° untuk permukaan internal, tergantung pada geometri dan kedalaman komponen. Draf yang tepat memfasilitasi pengeluaran komponen dan mengurangi keausan pada cetakan.
Garis pemisah memerlukan penempatan yang cermat untuk meminimalkan flash dan mengoptimalkan kualitas komponen. Perangkat lunak CAD/CAM canggih dan alat simulasi aliran digunakan untuk mengoptimalkan lokasi garis perpisahan, sering kali menggabungkan permukaan perpisahan yang berundak atau kompleks untuk mencapai kompromi terbaik antara kualitas komponen, kerumitan alat, dan efisiensi produksi. Ketebalan flash biasanya dikontrol hingga kurang dari 0,005 inci (0,13 mm) melalui penyelarasan die yang tepat dan kontrol gaya penjepitan.
Menciptakan Bentuk yang Kompleks
Aluminium die casting unggul dalam menghasilkan bentuk yang kompleks dengan detail yang rumit. Desain die modern memungkinkan pembuatan dinding tipis (hingga 0,04 inci atau 1 mm), rusuk yang dalam (rasio aspek hingga 10:1), dan tarikan inti yang kompleks untuk fitur internal. Mesin die casting multi-slide memungkinkan produksi suku cadang dengan fitur undercut dan side-action tanpa perlu operasi sekunder.
Perangkat lunak simulasi canggih, seperti pemodelan aliran dan pemadatan, membantu mengoptimalkan lokasi gerbang, sistem runner, dan desain luapan untuk memastikan pengisian geometri yang rumit secara menyeluruh. Kemampuan ini, dikombinasikan dengan kemampuan proses untuk mengkonsolidasikan beberapa komponen menjadi satu bagian, membuat die casting aluminium ideal untuk memproduksi komponen ringan dan berkekuatan tinggi untuk industri seperti otomotif (mis., kotak transmisi, blok mesin) dan kedirgantaraan (mis., komponen struktural, rumah).
Sifat Mekanis
Komponen aluminium cor terkenal dengan rasio kekuatan-terhadap-beratnya yang luar biasa, sehingga ideal untuk aplikasi yang membutuhkan pengurangan berat tanpa mengorbankan integritas struktural. Tergantung pada paduan spesifik dan perlakuan panas, komponen ini dapat mencapai kekuatan tarik mulai dari 150 MPa hingga lebih dari 300 MPa. Sifatnya yang ringan (dengan kepadatan sekitar 2,7 g/cm³) berkontribusi pada peningkatan efisiensi bahan bakar dalam aplikasi otomotif dan kemampuan manuver yang lebih baik dalam desain kedirgantaraan. Meskipun umumnya lebih lunak daripada besi tuang atau baja, coran aluminium dapat diberi perlakuan panas untuk meningkatkan kekerasan, dengan beberapa paduan mencapai hingga 150 angka kekerasan Brinell (BHN).
Karakteristik Termal dan Listrik
Aluminium die cast menunjukkan sifat termal yang sangat baik, dengan titik leleh sekitar 660°C (1220°F) dan kemampuan untuk mempertahankan integritas struktural pada suhu operasi hingga 200°C (392°F) untuk beberapa paduan suhu tinggi. Konduktivitas termalnya, biasanya berkisar antara 96 hingga 167 W/(m-K), kira-kira 4 kali lipat dari baja, memfasilitasi pembuangan panas yang cepat dalam aplikasi seperti komponen mesin atau pendingin. Secara elektrik, komponen aluminium cor memiliki konduktivitas sekitar 37% IACS (Standar Tembaga Anil Internasional), menjadikannya efektif untuk pelindung EMI / RFI dalam selungkup elektronik sekaligus menawarkan alternatif yang hemat biaya untuk tembaga dalam aplikasi kelistrikan tertentu.
Ketahanan Korosi dan Keausan
Ketahanan korosi yang melekat pada komponen aluminium cor berasal dari pembentukan lapisan oksida pelindung yang cepat setelah terpapar udara. Proses pasivasi ini memberikan perlindungan yang sangat baik terhadap korosi atmosferik, dengan beberapa paduan yang menawarkan peningkatan ketahanan melalui penambahan elemen seperti magnesium atau silikon. Untuk lingkungan yang parah, perawatan permukaan seperti anodisasi dapat lebih meningkatkan ketahanan terhadap korosi. Ketahanan aus pada pengecoran aluminium dapat ditingkatkan secara signifikan melalui penggunaan paduan kaya silikon (misalnya, A356 atau A390), yang membentuk partikel silikon keras di dalam struktur mikro, atau melalui penerapan perawatan pengerasan permukaan seperti anodisasi keras.
Efisiensi dan Volume
Proses die casting aluminium unggul dalam menghasilkan geometri yang kompleks dengan akurasi dimensi dan permukaan akhir yang tinggi. Mesin die casting bertekanan tinggi modern dapat mencapai waktu siklus serendah 30-60 detik per bagian, memungkinkan laju produksi hingga 120 bagian per jam untuk komponen berukuran sedang. Toleransi yang dapat dicapai dari ± 0,002 ″ hingga ± 0,004 ″ (± 0,05 hingga ± 0,1 mm) memungkinkan produksi komponen yang hampir berbentuk bersih, meminimalkan operasi pemesinan pasca-pengecoran. Efisiensi ini, ditambah dengan kemampuan untuk mencetak dinding tipis (hingga 0,5 mm dalam beberapa kasus) dan detail yang rumit, membuat die casting aluminium sangat cocok untuk produksi volume tinggi di industri seperti otomotif, di mana satu kendaraan dapat berisi lebih dari 100 komponen aluminium die-cast.
Aluminium die cast adalah material serbaguna yang dapat digunakan secara luas di berbagai industri karena sifat mekaniknya yang luar biasa, efektivitas biaya, dan kemampuan manufakturnya. Bagian ini mengeksplorasi beragam penggunaan aluminium die cast di berbagai sektor utama, menyoroti keunggulan unik dan aplikasi inovatifnya.
Industri Otomotif: Aluminium die cast telah merevolusi sektor otomotif dengan memungkinkan pengurangan berat yang signifikan dan peningkatan efisiensi bahan bakar. Rasio kekuatan-terhadap-beratnya yang tinggi membuatnya ideal untuk komponen penting seperti blok mesin, kepala silinder, rumah transmisi, dan elemen struktural sasis kendaraan. Paduan aluminium tingkat lanjut, seperti A380 dan A383, menawarkan fluiditas yang sangat baik dan sifat mekanik yang unggul, memungkinkan produksi komponen yang kompleks dan berdinding tipis dengan toleransi yang ketat. Selain itu, konduktivitas termal aluminium meningkatkan pembuangan panas pada komponen powertrain, yang berkontribusi pada peningkatan kinerja dan umur mesin.
Aplikasi Industri: Di sektor industri, komponen aluminium die cast merupakan bagian integral dari peralatan dan mesin manufaktur. Ketahanan korosi material, stabilitas dimensi, dan kemampuannya untuk bertahan dalam beragam kondisi operasi membuatnya cocok untuk aplikasi mulai dari alat berat hingga instrumen presisi. Aluminium die cast banyak digunakan dalam sistem pneumatik dan hidrolik, rumah pompa, badan katup, dan gearbox. Kemampuan mesinnya yang sangat baik memungkinkan untuk operasi pasca-pengecoran, memungkinkan produksi suku cadang presisi tinggi dengan geometri yang kompleks. Selain itu, kemampuan daur ulang aluminium selaras dengan praktik manufaktur yang berkelanjutan, sehingga mengurangi dampak lingkungan dari operasi industri.
Elektronik dan Telekomunikasi: Industri elektronik memanfaatkan aluminium die cast untuk sifat manajemen termal dan kemampuan perisai EMI. Rumah yang kompleks untuk kotak filter RF, heat sink, dan peralatan jaringan mendapat manfaat dari konduktivitas termal aluminium yang sangat baik dan kemampuannya untuk menghilangkan panas secara efisien. Penutup aluminium die cast memberikan perlindungan yang kuat terhadap interferensi elektromagnetik, memastikan pengoperasian komponen elektronik yang sensitif dapat diandalkan. Sifat material yang ringan sangat menguntungkan pada perangkat elektronik portabel, di mana pengurangan berat sangat penting. Selain itu, kompatibilitas aluminium dengan berbagai teknik finishing permukaan memungkinkan peningkatan estetika dan fungsionalitas pada produk elektronik konsumen.
Aplikasi yang Muncul: Aluminium die cast menemukan aplikasi baru dalam teknologi yang sedang berkembang. Di sektor energi terbarukan, aluminium die cast digunakan untuk rangka panel surya dan komponen turbin angin, yang menawarkan daya tahan dan ketahanan terhadap korosi di lingkungan luar ruangan. Industri kedirgantaraan semakin banyak mengadopsi aluminium die cast untuk komponen non-kritis untuk mengurangi berat pesawat. Di pasar kendaraan listrik yang berkembang pesat, aluminium die cast digunakan secara inovatif untuk penutup baterai dan komponen struktural, yang berkontribusi pada jarak tempuh yang lebih jauh dan kinerja yang lebih baik.
Kesimpulannya, keserbagunaan aluminium die cast, ditambah dengan kemajuan dalam pengembangan paduan dan teknologi pengecoran, terus memperluas aplikasinya di seluruh industri. Kombinasi unik antara sifat ringan, kekuatan, kemampuan manajemen termal, dan efektivitas biaya membuatnya menjadi bahan yang sangat diperlukan dalam manufaktur modern, mendorong inovasi dan efisiensi di berbagai sektor.
Sebagai pendiri MachineMFG, saya telah mendedikasikan lebih dari satu dekade karier saya untuk industri pengerjaan logam. Pengalaman saya yang luas telah memungkinkan saya untuk menjadi ahli di bidang fabrikasi lembaran logam, permesinan, teknik mesin, dan peralatan mesin untuk logam. Saya terus berpikir, membaca, dan menulis tentang subjek-subjek ini, terus berusaha untuk tetap menjadi yang terdepan di bidang saya. Biarkan pengetahuan dan keahlian saya menjadi aset bagi bisnis Anda.
ID 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
RU 
KO 
TR