Wat is het echte verschil tussen gegoten aluminium en gegoten aluminium? Dit artikel duikt in de verschillende productieprocessen en eigenschappen die deze twee soorten aluminium van elkaar onderscheiden. Van de methoden die gebruikt worden bij het gieten tot hun warmtebehandelingsmogelijkheden en toepassingen in verschillende industrieën, ontdek je de belangrijkste factoren die de keuze tussen gegoten en gegoten aluminium beïnvloeden. Bereid je voor om te begrijpen hoe deze verschillen de sterkte, kwaliteit en bruikbaarheid van aluminium onderdelen in alledaagse producten beïnvloeden.
Gegoten aluminium" verwijst over het algemeen naar aluminium gietstukken die door middel van het gietproces zijn gemaakt, terwijl "gegoten aluminium" verwijst naar aluminium gietstukken die door middel van hogedrukgieten zijn gemaakt. Het belangrijkste verschil tussen de twee is het gietproces.
In het gietproces worden methoden zoals zandgieten, wasafgietsel, zwaartekrachtgieten, lagedrukgieten, keramisch vormgieten en gipsvormgieten gebruikt. De matrijs gietprocesaan de andere kant is een type hogedrukgietwerk dat wordt geproduceerd met een koudkamergietmachine.
De aluminiumsoorten die worden gebruikt in de twee processen zijn verschillend, waarbij ZL staat voor gegoten aluminiumlegeringen in China's nationale standaard GB en YL die gegoten aluminiumlegeringen vertegenwoordigen.
Gietaluminium gietstukken kunnen meestal worden versterkt door een warmtebehandeling, waarbij een T6 warmtebehandeling de meest gebruikte methode is. Gietstukken zijn echter niet geschikt voor een T6 warmtebehandeling vanwege de grote hoeveelheid gas die er dicht in verdeeld zit. Dit komt doordat de temperatuur van de T6 warmtebehandeling dicht bij het smeltpunt van aluminiumlegeringen ligt en het gas in de spuitgieten zal uitzetten en uit het gietoppervlak gedrukt worden, wat leidt tot schade aan het oppervlak en waardoor het gietstuk onbruikbaar wordt.
Doordat de punt uitsteekt nadat het gas op is, is het uiterlijk van het gietstuk ernstig beschadigd en kan het niet worden gebruikt.
Aluminiumlegering zwaartekrachtgieten en aluminiumlegering lagedrukgieten behoren tot het metaalvormgietproces en worden gebruikt om aluminium gietstukken te produceren. De mallen zijn gemaakt van heet werk matrijzenstaalzoals H13.
Deze gietprocessen kunnen hetzelfde merk van gegoten aluminiumlegeringmet vergelijkbare giettemperatuur en vormopeningstijd, evenals compactheid, sterkte en andere mechanische eigenschappen van de aluminium gietstukken.
Er zijn echter nog steeds verschillen tussen aluminiumlegering zwaartekracht gieten en aluminiumlegering lagedruk gieten in termen van het vormen van principe, aluminium gieten structuur, arbeidsintensiteit, batch aantal, ontwikkelingstijd, enz.
| Vormprincipe | Aluminium gietstructuur | arbeidsintensiteit | Minimale batch | Ontwikkelingstijd | Schimmelkosten | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Aluminiumlegering zwaartekrachtgieten | Zwaartekracht gebruiken | Complex en divers | hoog | 100 | korte | minder |
| Gieten van lage druk van aluminiumlegering | Luchtdruk gebruiken | enkel | gewoonlijk | 500 | lang | Hoger |
Volgens de vergelijking hierboven is het zwaartekrachtgieten van aluminiumlegeringen ideaal voor het produceren van producten met meerdere variëteiten, kleine batchgroottes, korte ontwikkelingscycli en hoge kwaliteitseisen, terwijl het lagedrukgieten van aluminiumlegeringen ideaal is voor producten met grote batchgroottes, dunne wanden en structuren die geschikt zijn voor het lagedrukgietproces.
De lange ontwikkelingscyclus van deze laatste komt de verbetering van de productietechnologie tijdens het hele productieproces ten goede.
Een typisch product dat geproduceerd wordt door het gieten onder lage druk van aluminiumlegeringen is een velg voor een autowiel. De structuur is zeer geschikt voor het lagedrukgietproces en het hoge productievolume geeft voldoende tijd om de productietechnologie te verbeteren.
Typische producten die geproduceerd worden door middel van zwaartekrachtgietwerk van aluminiumlegeringen zijn daarentegen industriële robotgietstukken. Deze aluminium gietstukken vereisen kleine productiebatches, een hoge productkwaliteit en een korte ontwikkelingscyclus. Het doel is om in zeer korte tijd aluminium gietstukken van hoge kwaliteit te produceren zonder poriën of zandgaten.
Gieten van aluminium is een geavanceerd productieproces dat aanzienlijke voordelen biedt bij het produceren van complexe onderdelen en componenten in verschillende industrieën. Bij deze hogedrukgietmethode wordt gesmolten aluminium in een nauwkeurig ontworpen vormholte gespoten, waardoor ingewikkelde geometrieën kunnen worden gemaakt die moeilijk of niet te produceren zijn met alternatieve methoden zoals extrusie, machinale bewerking of verlorenwasgieten.
De meest gebruikte aluminiumlegeringen in spuitgietwerk zijn 383 (AlSi10Cu3) en 413 (AlSi12(Fe)), gekozen voor hun optimale vloeibaarheid, gietbaarheid en mechanische eigenschappen. Deze legeringen vertonen uitzonderlijke eigenschappen, waaronder een hoog warmtegeleidingsvermogen, uitstekende corrosiebestendigheid en superieure sterkte-gewichtsverhoudingen. Bovendien bieden ze een effectieve afscherming tegen elektromagnetische interferentie (EMI) en radiofrequentie-interferentie (RFI), waardoor ze ideaal zijn voor elektronische behuizingen en auto-onderdelen.
Het spuitgietproces bestaat uit verschillende kritieke stappen:
Dit proces maakt massaproductie mogelijk met cyclustijden van wel 30-60 seconden per onderdeel, waardoor de kosten aanzienlijk lager zijn dan bij andere productietechnieken.
Belangrijke overwegingen bij het ontwerp van gietstukken van aluminium zijn onder andere:
Druk Rol
Bij het spuitgieten van aluminium is hoge druk een kritieke factor voor het produceren van nauwkeurige componenten van hoge kwaliteit. Gesmolten aluminium wordt in de matrijsholte geïnjecteerd met een druk die gewoonlijk varieert van 10.000 tot 20.000 psi (69 tot 138 MPa). Deze extreme druk zorgt voor een volledige vulling van de matrijs, waardoor ingewikkelde details worden vastgelegd en onderdelen met nauwe toleranties (vaak ±0,002 inch of ±0,05 mm) en een uitstekende oppervlakteafwerking (tot wel 63 μin of 1,6 μm Ra) worden geproduceerd. De hoge druk verbetert ook de dichtheid van het metaal en minimaliseert porositeit, wat resulteert in betere mechanische eigenschappen.
Verharding en holtes
Als het gesmolten aluminium de matrijsholte vult, vindt er een snelle stolling plaats, waarbij de koelsnelheid vaak meer dan 1000 °C/s bedraagt. Deze snelle stolling is cruciaal voor het verkrijgen van een fijne korrelstructuur en superieure mechanische eigenschappen. Om holtevorming te voorkomen en een gelijkmatige stolling te garanderen, worden geavanceerde technieken voor thermisch beheer gebruikt. Deze omvatten strategische plaatsing van koelkanalen, gebruik van vacuümondersteund spuitgieten (VADC) om ingesloten gassen te verwijderen en toepassing van intensiveringsdruk (tot 15.000 psi of 103 MPa) tijdens het stollen om krimp te compenseren en porositeit te minimaliseren.
Overwegingen over diepgang en deellijn
Diepgangshoeken en deellijnen zijn kritieke ontwerpelementen bij spuitgieten. Standaard ontwerphoeken variëren van 0,5° tot 2° voor externe oppervlakken en 0,75° tot 3° voor interne oppervlakken, afhankelijk van de geometrie en diepte van het onderdeel. De juiste ontwerphoek vergemakkelijkt het uitwerpen van onderdelen en vermindert slijtage van de matrijs.
Deellijnen moeten zorgvuldig geplaatst worden om uitvloeiing te minimaliseren en de productkwaliteit te optimaliseren. Geavanceerde CAD/CAM-software en tools voor stromingssimulatie worden gebruikt om de plaats van de deellijnen te optimaliseren, vaak met getrapte of complexe deellijnen om het beste compromis te bereiken tussen productkwaliteit, gereedschapcomplexiteit en productie-efficiëntie. De dikte van de flash wordt meestal beperkt tot minder dan 0,13 mm (0,005 inch) door nauwkeurige uitlijning van de matrijs en controle van de klemkracht.
Complexe vormen maken
Spuitgieten van aluminium blinkt uit in het produceren van complexe vormen met ingewikkelde details. Met het moderne matrijsontwerp kunnen dunne wanden (tot 0,04 inch of 1 mm), diepe ribben (hoogte-breedteverhoudingen tot 10:1) en complexe kerntrekkingen voor inwendige vormen worden gemaakt. Machines voor meervoudig schuivend spuitgieten maken de productie van onderdelen met ondersnijdingen en zijdelingse bewerkingen mogelijk zonder dat er secundaire bewerkingen nodig zijn.
Geavanceerde simulatiesoftware, zoals stromings- en stollingsmodellering, helpt poortlocaties, runnersystemen en overloopontwerpen te optimaliseren om een volledige vulling van complexe geometrieën te garanderen. Dit vermogen, gecombineerd met de mogelijkheid van het proces om meerdere componenten in één enkel onderdeel te consolideren, maakt aluminium spuitgieten ideaal voor het produceren van lichtgewicht componenten met een hoge sterkte voor industrieën zoals de auto-industrie (bijv. transmissiebehuizingen, motorblokken) en de ruimtevaart (bijv. structurele componenten, behuizingen).
Mechanische eigenschappen
Onderdelen van gegoten aluminium staan bekend om hun uitzonderlijke sterkte-gewichtsverhouding, waardoor ze ideaal zijn voor toepassingen waarbij gewichtsvermindering cruciaal is zonder de structurele integriteit aan te tasten. Afhankelijk van de specifieke legering en warmtebehandeling kunnen deze onderdelen treksterkten bereiken van 150 MPa tot meer dan 300 MPa. Hun lichte gewicht (met een dichtheid van ongeveer 2,7 g/cm³) draagt bij aan een efficiënter brandstofverbruik in toepassingen voor de auto-industrie en een betere wendbaarheid in ontwerpen voor de ruimtevaart. Hoewel aluminium gietstukken over het algemeen zachter zijn dan gietijzer of staal, kunnen ze een warmtebehandeling ondergaan om hun hardheid te verhogen, waarbij sommige legeringen tot 150 Brinell-hardheidsgetallen (BHN) kunnen bereiken.
Thermische en elektrische eigenschappen
Gietaluminium heeft uitstekende thermische eigenschappen, met een smeltpunt rond 660 °C en het vermogen om de structurele integriteit te behouden bij werktemperaturen tot 200 °C voor sommige legeringen voor hoge temperaturen. Hun warmtegeleidingsvermogen, meestal variërend van 96 tot 167 W/(m-K), is ongeveer 4 keer dat van staal, wat een snelle warmteafvoer mogelijk maakt in toepassingen zoals motoronderdelen of koellichamen. Elektrisch gezien hebben gegoten aluminium onderdelen een geleidingsvermogen van ongeveer 37% IACS (International Annealed Copper Standard), waardoor ze effectief zijn voor EMI/RFI afscherming in elektronische behuizingen en een kosteneffectief alternatief vormen voor koper in bepaalde elektrische toepassingen.
Corrosie en slijtvastheid
De inherente corrosiebestendigheid van gegoten aluminium onderdelen komt voort uit de snelle vorming van een beschermende oxidelaag bij blootstelling aan lucht. Dit passiveringsproces biedt een uitstekende bescherming tegen atmosferische corrosie, waarbij sommige legeringen een verbeterde weerstand bieden door de toevoeging van elementen zoals magnesium of silicium. Voor veeleisende omgevingen kunnen oppervlaktebehandelingen zoals anodiseren de corrosiebestendigheid verder verbeteren. Slijtvastheid in aluminium gietstukken kan aanzienlijk worden verbeterd door het gebruik van siliciumrijke legeringen (bijv. A356 of A390), die harde siliciumdeeltjes vormen in de microstructuur, of door de toepassing van oppervlaktehardingsbehandelingen zoals hard anodiseren.
Efficiëntie en volume
Het aluminium spuitgietproces blinkt uit in het produceren van complexe geometrieën met een hoge maatnauwkeurigheid en oppervlakteafwerking. Moderne hogedrukgietmachines kunnen cyclustijden bereiken van slechts 30-60 seconden per onderdeel, waardoor productiesnelheden tot 120 onderdelen per uur mogelijk zijn voor middelgrote onderdelen. De bereikbare toleranties van ±0,002″ tot ±0,004″ (±0,05 tot ±0,1 mm) maken de productie mogelijk van bijna-net-vorm onderdelen, waardoor machinale bewerkingen na het gieten tot een minimum beperkt blijven. Deze efficiëntie, gekoppeld aan de mogelijkheid om dunne wanden (tot 0,5 mm in sommige gevallen) en ingewikkelde details te gieten, maakt spuitgieten van aluminium bijzonder geschikt voor de productie van grote volumes in industrieën zoals de automobielindustrie, waar één enkel voertuig meer dan 100 spuitgegoten aluminium onderdelen kan bevatten.
Gegoten aluminium is een veelzijdig materiaal dat uitgebreide toepassingen vindt in verschillende industrieën dankzij de uitzonderlijke mechanische eigenschappen, kosteneffectiviteit en produceerbaarheid. In dit gedeelte worden de verschillende toepassingen van gegoten aluminium in belangrijke sectoren besproken, waarbij de nadruk wordt gelegd op de unieke voordelen en innovatieve toepassingen.
Auto-industrie: Gegoten aluminium heeft een revolutie teweeggebracht in de automobielsector door een aanzienlijke gewichtsvermindering en een betere brandstofefficiëntie mogelijk te maken. De hoge sterkte-gewichtsverhouding maakt het ideaal voor kritieke onderdelen zoals motorblokken, cilinderkoppen, transmissiebehuizingen en structurele elementen van voertuigchassis. Geavanceerde aluminiumlegeringen, zoals A380 en A383, bieden een uitstekende vloeibaarheid en superieure mechanische eigenschappen, waardoor complexe, dunwandige onderdelen met nauwe toleranties kunnen worden geproduceerd. Bovendien verbetert de thermische geleidbaarheid van aluminium de warmteafvoer in onderdelen van aandrijflijnen, wat bijdraagt aan betere motorprestaties en een langere levensduur.
Industriële toepassingen: In de industriële sector zijn onderdelen van gegoten aluminium een integraal onderdeel van productieapparatuur en machines. De corrosiebestendigheid, de maatvastheid en het vermogen om verschillende bedrijfsomstandigheden te weerstaan, maken het materiaal geschikt voor toepassingen variërend van zware machines tot precisie-instrumenten. Gegoten aluminium wordt veel gebruikt in pneumatische en hydraulische systemen, pompbehuizingen, klephuizen en tandwielkasten. De uitstekende bewerkbaarheid maakt nabewerkingen mogelijk, waardoor zeer nauwkeurige onderdelen met complexe geometrieën kunnen worden geproduceerd. Bovendien sluit de recyclebaarheid van aluminium aan bij duurzame productiepraktijken, waardoor de milieu-impact van industriële activiteiten wordt verminderd.
Elektronica en telecommunicatie: De elektronica-industrie gebruikt spuitgietaluminium voor zijn thermische eigenschappen en EMI-afscherming. Complexe behuizingen voor RF filterkasten, koellichamen en netwerkapparatuur profiteren van de uitstekende thermische geleidbaarheid van aluminium en het vermogen om warmte efficiënt af te voeren. Behuizingen van gegoten aluminium bieden robuuste bescherming tegen elektromagnetische interferentie en zorgen voor een betrouwbare werking van gevoelige elektronische componenten. Het lichte gewicht van het materiaal is vooral voordelig in draagbare elektronische apparaten, waar gewichtsvermindering van cruciaal belang is. Bovendien zorgt de compatibiliteit van aluminium met verschillende oppervlakteafwerkingstechnieken voor een verbeterde esthetiek en functionaliteit in consumentenelektronica.
Opkomende toepassingen: Gegoten aluminium vindt nieuwe toepassingen in opkomende technologieën. In de sector van hernieuwbare energie wordt het gebruikt voor de frames van zonnepanelen en onderdelen van windturbines. De luchtvaartindustrie gebruikt steeds meer gegoten aluminium voor niet-kritieke onderdelen om het gewicht van vliegtuigen te verminderen. In de snelgroeiende markt van elektrische voertuigen wordt spuitgietaluminium innovatief gebruikt voor batterijbehuizingen en structurele onderdelen, wat bijdraagt aan een groter bereik en betere prestaties.
Concluderend kan worden gesteld dat de veelzijdigheid van spuitgegoten aluminium, in combinatie met de vooruitgang in de ontwikkeling van legeringen en giettechnologieën, de toepassingen in de verschillende industrieën blijft uitbreiden. De unieke combinatie van lichtgewicht eigenschappen, sterkte, thermisch beheer en kostenefficiëntie maakt het een onmisbaar materiaal in de moderne productie en zorgt voor innovatie en efficiëntie in diverse sectoren.
Als oprichter van MachineMFG heb ik meer dan tien jaar van mijn carrière gewijd aan de metaalbewerkingsindustrie. Door mijn uitgebreide ervaring ben ik een expert geworden op het gebied van plaatbewerking, verspaning, werktuigbouwkunde en gereedschapsmachines voor metalen. Ik denk, lees en schrijf voortdurend over deze onderwerpen en streef er voortdurend naar om voorop te blijven lopen in mijn vakgebied. Laat mijn kennis en expertise een aanwinst zijn voor uw bedrijf.
NL 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
PT 
PT_BR 
RU 
KO