В чём заключается разница между алюминием и литым под давлением алюминием?

В современном производстве алюминий применяется практически везде. Его используют в автомобильной промышленности, электронике, при изготовлении деталей машин, оконных рам, радиаторов, корпусов, кухонной посуды и многом другом. Это часто вызывает простой вопрос: в чём разница между алюминием и литым под давлением алюминием? Ответ заключается в том, что алюминий — это металл, а литой под давлением алюминий — это алюминий, полученный в результате специального процесса литья.

Не все изделия из алюминия имеют одинаковый состав или свойства. Поскольку алюминий является мягким материалом, производители добавляют в чистый алюминий различные элементы для получения разных сплавов. Затем эти сплавы подвергаются различным технологическим операциям, таким как прокатка, экструзия, ковка, механическая обработка, литье в песчаные формы и литьё под давлением.

Таким образом, если деталь изготовлена из алюминия, одной только этой информации недостаточно, чтобы определить, каким образом она была сформирована. Поэтому чаще всего сравнивают кованый алюминий с литым под давлением. Кованый алюминий — это цельный алюминий, который придается нужная форма механическим способом. Литой под давлением алюминий производится путем впрыскивания расплавленного сплава под высоким давлением в металлическую форму. Эти различия влияют на прочность, форму, качество поверхности, себестоимость, допуски и пригодность для различных областей применения.

Что такое алюминий?

Алюминий отличается небольшим весом, а также хорошей коррозионной стойкостью, теплопроводностью и электропроводностью. В большинстве технических изделий используются алюминиевые сплавы, поскольку чистый алюминий относительно мягок. Сплавы представляют собой алюминий, смешанный с другими элементами, которые изменяют свойства металла.

Например, сплав 6061 содержит магний и кремний и используется в изготовлении несущих деталей, рам, машинного оборудования и обработанных деталей. Сплав 6063 применяется для производства экструдированных профилей и архитектурных изделий, в том числе благодаря хорошему качеству поверхности. Сплав 7075 — это высокопрочный сплав, содержащий цинк, магний и медь.

Способ изготовления также влияет на конечные свойства

Хорошая алюминиевая заготовка может быть:

• Прокат в виде листа или пластины
• Экструдированный в виде профиля
• Изготовлен методом ковки в виде высокопрочной детали
• Обработано до получения прецизионной детали
• Отлить в форму

Все эти процессы начинаются с алюминия, но конечные продукты различаются.

·      Кованый алюминий

Алюминиевый прокат — это сплав, придающийся форме в виде сплошного материала. К распространенным методам обработки относятся прокатка, экструзия и ковка. В ходе этих процессов металл подвергается контролируемой деформации. По мере формирования материала изменяется его зернистая структура, что может повысить прочность и пластичность прокатных сплавов.

Экструдированный алюминий используется для изготовления длинномерных изделий с однородным поперечным сечением, в том числе оконных рам, конструкционных профилей, швеллеров, труб и рельсов. Кованый алюминий отличается прочностью и устойчивостью к многократным нагрузкам. Горячая ковка алюминия, например, заключается в нагревании и сжатии расплава под действием значительного давления, а не в заливке его в форму для придания заготовке нужной формы.

·      Литой алюминий

Изделия из литого алюминия — это детали из алюминиевого сплава, получаемые путем разливки или литья под давлением расплавленного алюминиевого сплава. Существует несколько способов литья. К методам литья алюминия относятся литье в песчаные формы, гравитационное литье, литье в постоянные формы, литье по выплавляемым моделям и литье под давлением. литьё под давлением.

Выбор зависит от геометрии детали, объема производства, требуемых свойств, стоимости инструмента и требований к поверхности. Литье под давлением — это один из видов литья. Расплавленный алюминиевый сплав под высоким давлением подается в полость металлической формы и быстро заполняет её. По мере остывания металла форма открывается, и рабочие извлекают деталь.

Что такое литой под давлением алюминий?

Литой под высоким давлением алюминий — это алюминиевый сплав, получаемый методом литья под высоким давлением литьё под давлением. Процесс начинается с слитков из алюминиевого сплава или другого подходящего сырья. Сплав плавится и поддерживается при контролируемой температуре. Затем литьевая машина под высоким давлением и с высокой скоростью впрыскивает расплавленный металл в стальную форму. В форме имеется полость для готовой детали.

После того как металл заполняет полость, деталь начинает затвердевать. Форма открывается, и рабочие извлекают отливку. Рабочие обрезают лишний материал с литниковых каналов, литниковых отверстий и облоя.

A форма для литья под давлением разрабатывается с учетом геометрии детали, потока материала, требований к охлаждению, системы выталкивания и предполагаемого объема производства. Данный процесс особенно эффективен при изготовлении больших партий деталей с повторяющимися размерами и сложной формой.

К распространенным сплавам для литья под давлением относятся ADC12, A380, A360 и ряд других сплавов на основе алюминия. Эти сплавы содержат больше легирующих элементов, чем многие распространенные марки кованых сплавов. Кремний особенно ценен тем, что он улучшает текучесть и способствует заполнению расплавленным металлом тонких и детализированных участков.

Алюминий и литой под давлением алюминий: в чём главное различие?

Главное отличие заключается не просто в слове “алюминий”. Настоящее отличие заключается в том, как обрабатывается и формуется алюминиевый сплав. Кованый алюминий изготавливается из твердого заготовки и подвергается механической обработке. Литой под давлением алюминий изготавливается из расплавленного сплава, который под давлением впрыскивается в металлическую форму.

Это различие влияет на структуру зерна, доступные формы, механические свойства, скорость производства и стоимость.

Почему литье под давлением используется для изготовления сложных деталей

Главным преимуществом литья под давлением является возможность изготовления деталей сложной формы. Изготовление детали из цельного алюминиевого блока может потребовать применения нескольких технологических процессов, таких как добавление выступов, ребер жесткости, крепежных элементов, изогнутых поверхностей и тонких стенок.

За один производственный цикл на литьевой машине можно изготовить деталь с одинаковой базовой геометрией. Это позволяет сэкономить материал и сократить время механической обработки.

Литье под давлением также обеспечивает высокую повторяемость. После налаживания производства и отработки технологического процесса производитель может изготавливать большое количество одинаковых деталей аналогичных размеров. Благодаря этому данный метод широко применяется в автомобильной промышленности для производства деталей, корпусов электронных устройств, корпусов осветительных приборов, корпусов двигателей, промышленного оборудования и товаров широкого потребления.

·      И вот тут-то и приходит на помощь инструмент

Одной из самых значительных первоначальных затрат в литье под давлением является изготовление стальных пресс-форм. Пресс-форма для литья под давлением состоит из полости, литниковых каналов, литниковых отверстий, каналов охлаждения, выталкивателей, системы выталкивателей и других элементов, необходимых для изготовления детали.

Перед началом производства пресс-форма должна быть тщательно спроектирована, чтобы обеспечить её пригодность для данного задания. Пресс-форма должна быть тщательно спроектирована до начала производства. Толщина стенок, линии разъёма, ребра жесткости, выступы, подрезы, направление течения металла и углы наклона влияют на качество конечного изделия. Некачественная конструкция пресс-формы может привести к неполному заполнению, пористости, облоям, деформации, износу пресс-формы и затруднениям при извлечении изделия.

Перед изготовлением инструментов производители часто проводят анализ конструкции с точки зрения технологичности, чтобы убедиться в возможности выпуска данной продукции.

Насколько прочен литой алюминий?

Этот вопрос требует некоторой осторожности, поскольку термин “алюминий” охватывает множество сплавов и технологических процессов. Не все детали, изготовленные методом литья под давлением, обязательно уступают по прочности деталям из кованого алюминия. Такое сравнение зависит от сплава, состояния, метода литья, термообработки, формы детали и условий нагрузки.

Предел текучести и относительное удлинение кованых сплавов, таких как 6061-T6, могут превышать аналогичные показатели некоторых распространенных сплавов для литья под давлением, например ADC12 или A380. Однако литейные сплавы подходят для изготовления корпусов, кронштейнов, крышек, деталей двигателей, радиаторов и многих других деталей благодаря своей высокой прочности.

·      Что такое пористость?

Пористость — это мелкие пустоты внутри отливки. При быстром впрыске и затвердевании в расплавленном металле могут задерживаться воздух или газ. Усадка при затвердевании также может приводить к образованию внутренних пустот.

Не все пористые детали обязательно непригодны для использования. Контроль технологического процесса, правильный подбор сплава, литье под вакуумом, оптимальная толщина стенок и грамотная конструкция пресс-формы позволяют свести эту проблему к минимуму. Если детали должны быть герметичными или обладать высокими прочностными характеристиками, следует выбрать метод литья, отвечающий этим требованиям.

Одной из областей применения, в которой важное значение имеет уменьшение количества уловленного газа, является вакуумное литье под давлением.

Как сравниваются виды отделки поверхности?

Поверхности алюминиевых литьевых изделий относительно гладкие, поскольку расплавленный металл принимает форму стальной формы. Конечный внешний вид зависит от поверхности пресс-формы, сплава, параметров литья, обрезки и любых операций по финишной обработке.

Еще одним преимуществом алюминия является высокое качество поверхности, особенно при экструзии и механической обработке. Для обоих типов алюминиевых изделий доступны различные варианты отделки. К наиболее распространенным относятся:

• Анодирование
• Порошковое покрытие
• Живопись
• Полировка
• Дробеструйная обработка
• Обработка на станках с ЧПУ
• Покрытие

Каждый литой под давлением сплав будет вести себя по-разному в зависимости от способа отделки. Состав сплава имеет большое значение.

Что дешевле?

Единого ответа нет, поскольку расчет зависит от объема производства. Для прототипов, небольших партий, простых форм и деталей, которые уже выпускаются в виде стандартных профилей или листов, алюминий зачастую может стать хорошим выбором.

Первоначальные затраты на изготовление пресс-форм при литье под давлением довольно высоки. Однако после изготовления пресс-формы себестоимость одной детали, как правило, снижается по мере увеличения объёма производства. При производстве тысяч или сотен тысяч одинаковых деталей литье под давлением может оказаться более экономически выгодным.

Выбор следует основывать на конкретной детали, а не только на названии материала.

Распространенные области применения алюминия

Кованый алюминий применяется в изделиях, где важны прочность, малый вес, коррозионная стойкость или определенный профиль.

К типичным примерам относятся:

• Оконные и дверные рамы
• Конструктивные профили
• Компоненты самолетов
• Велосипедные рамы
• Теплообменники
• Детали машин
• Компоненты автомобильной подвески
• Вал и кронштейны
• Плиты и панели

Конкретный состав сплава зависит от области применения.

Например, сплав 6061 применяется для изготовления общих конструкционных и механически обработанных деталей, а сплав 7075 — для задач, требующих более высокой прочности.

Распространенные области применения литого под давлением алюминия

Изделия сложной геометрии, выпускаемые крупными партиями, обычно изготавливаются из алюминия методом литья под давлением.

К типичным областям применения относятся:

• Корпуса для автомобильной промышленности
• Крышки коробки передач
• Корпуса двигателей
• Корпуса редукторов
• Корпуса светодиодных светильников
• Корпуса для электронного оборудования
• Теплоотводы
• Корпуса промышленного оборудования
• Корпуса насосов
• Кронштейны
• Компоненты бытовой техники

Этот процесс также применяется в тех случаях, когда в одну деталь интегрируется несколько элементов.

Например, корпус может иметь монтажные выступы, ребра жесткости, отверстия для винтов, проемы для кабелей и охлаждающие ребра, отлитые в одной детали.

Что следует выбрать производителям?

Для начала определите требования к детали.

Если деталь имеет простую форму и требует длинного однородного профиля, то более подходящим методом может оказаться экструзия. Если деталь должна выдерживать повторяющиеся нагрузки и требует высокой прочности, то более подходящим вариантом может быть деталь из кованого сплава или кованая деталь.

Чем больше конструктивных элементов включает в себя конструкция и чем больше объём производства, тем более привлекательным становится литье под давлением.

Следующие вопросы помогут сузить круг вариантов:

·      Насколько сложна эта деталь?

Алюминий зачастую проще формуют в виде простых листов, прутков, труб и профилей. Сложные корпуса и кронштейны — подходящие изделия для литья под давлением.

·      Сколько деталей потребуется?

Иногда производство нескольких десятков деталей не оправдывает затрат на изготовление пресс-форм для литья под давлением. При выпуске больших партий проще распределить стоимость пресс-формы между отдельными деталями.

·      Какая сила требуется?

При высоких нагрузках, ударных нагрузках, в условиях усталостной нагрузки или в областях, связанных с безопасностью, инженерам следует использовать конкретные данные о сплавах и технологических процессах, а не общий термин “алюминий”.”

·      Требуется ли герметичность данной детали?

Если деталь содержит жидкость или газ, следует уделить особое внимание пористости. Может потребоваться вакуумное литье под давлением, правильное легирование и проверка на герметичность.

·      Какой объем механической обработки считается допустимым?

Литье под давлением позволяет получить изделие, близкое к конечному, однако для обработки отверстий, уплотнительных поверхностей, резьбы и соблюдения жестких допусков, как правило, требуется последующая механическая обработка на станках с ЧПУ. При использовании алюминиевой пластины, прутка или заготовки также необходимо провести механическую обработку материала.

Заключение

Алюминий и литой под высоким давлением алюминий — это не два совершенно разных металла. Алюминий — это основной металл и название обширного семейства сплавов. Под литым под высоким давлением алюминием понимаются алюминиевые сплавы, отлитые под высоким давлением. Когда важны прочность и пластичность, алюминий является хорошим материалом для изготовления профилей, листов, обработанных деталей и узлов. Литой под высоким давлением алюминий используется для изготовления деталей сложной формы, с тонкими стенками и интегрированными элементами, а также для крупносерийного производства.

Для производителей речь идет о выборе деталей, а не о названиях материалов. Экструзия может быть оптимальным способом изготовления простого профиля. Для детали, подвергающейся высоким нагрузкам, лучше подойдет ковка или другие методы ковровой обработки. Литье под давлением может оказаться более подходящим вариантом для изготовления сложного корпуса электронного устройства. Перед запуском в производство необходимо проанализировать конструкцию с точки зрения толщины стенок, уклона, линий разъема, требований к механической обработке, выбора сплава, допусков и объемов производства. Хорошо спроектированный форма для литья под давлением затем помогает преобразовать утвержденный проект в серийные детали, отвечающие единым стандартам.

Типичные этапы для компаний, переходящих от CAD-файлов или физических образцов к серийному производству, включают: анализ технологичности (DFM), проектирование инструментов, изготовление пресс-форм, утверждение образцов, производство, отделочные работы, контроль качества и сборку. Принятие правильных решений до начала изготовления инструментов позволит сэкономить на затратах, связанных с последующими изменениями.