Paduan Aluminium dalam Pengecoran: Keuntungan & Keterbatasan

I. Empat jenis paduan aluminium yang umum digunakan dalam pengecoran

1. Paduan aluminium-silikon

Juga disebut "silikon aluminium cerah" atau "silikon aluminium cerah". Ini memiliki kinerja pengecoran yang baik dan ketahanan aus, koefisien ekspansi termal yang kecil, dan merupakan paduan yang paling bervariasi dan banyak digunakan dalam paduan aluminium cor, yang mengandung silikon 10% hingga 25%.

Kadang-kadang magnesium 0,2% hingga 0,6% ditambahkan ke paduan silikon-aluminium, yang secara luas digunakan pada bagian struktural seperti cangkang, blok silinder, kotak, dan rangka.

Kadang-kadang penambahan jumlah tembaga dan magnesium yang tepat dapat meningkatkan sifat mekanis dan ketahanan panas paduan. Jenis paduan ini banyak digunakan dalam pembuatan komponen seperti piston.

(2) Paduan aluminium-tembaga

Paduan yang mengandung tembaga 4.5% hingga 5.3% memiliki efek penguatan terbaik, dan penambahan mangan dan titanium dapat secara signifikan meningkatkan suhu ruangan, kekuatan suhu tinggi, dan kinerja pengecoran. Terutama digunakan untuk membuat coran pasir yang menanggung beban dinamis dan statis yang besar dan bentuknya tidak rumit.

(3) Paduan aluminium-seng

Untuk meningkatkan performa, silikon dan magnesium sering ditambahkan, umumnya dikenal sebagai "seng silikon aluminium cerah". Dalam kondisi pengecoran, paduan ini memiliki efek pendinginan, yaitu "pendinginan sendiri".

Dapat digunakan tanpa perlakuan panas, dan setelah perlakuan panas modifikasi, coran memiliki kekuatan yang lebih tinggi. Setelah perlakuan stabilisasi, dimensinya stabil, biasanya digunakan untuk membuat model, templat, dan penyangga peralatan, dll.

(4) Paduan aluminium-magnesium

Paduan aluminium cor dengan densitas terkecil (2,55 g/cm³) dan kekuatan tertinggi (sekitar 355MPa), yang mengandung magnesium 12%, memiliki efek penguatan terbaik.

Paduan ini memiliki ketahanan korosi yang baik di atmosfer dan air laut, sifat mekanik komprehensif yang baik dan kemampuan mesin pada suhu kamar, serta dapat digunakan untuk suku cadang seperti pangkalan radar, selubung mesin pesawat terbang, baling-baling, roda pendaratan, dan juga sebagai bahan dekoratif.

II. Keuntungan dan kerugian dari paduan aluminium cor

1. Keuntungan dari paduan aluminium cor:

(1) Kualitas produk yang baik:

• Akurasi dimensi corannya tinggi, umumnya setara dengan grade 6 hingga 7, dan bahkan bisa mencapai grade 4;
• Hasil akhir permukaannya bagus, secara umum setara dengan grade 5 hingga 8;
• Kekuatan dan kekerasannya relatif tinggi, dengan kekuatan umumnya 25 hingga 30% lebih tinggi daripada pengecoran pasir, tetapi perpanjangannya berkurang sekitar 70%;
• Dimensinya stabil, dengan kemampuan pertukaran yang baik;
• Mampu melakukan pengecoran aluminium kompleks berdinding tipis.

Misalnya, ketebalan dinding minimum saat ini dari bagian aluminium die-cast paduan seng saat ini dapat mencapai 0,3 mm; untuk coran paduan aluminium, bisa mencapai 0,5 mm; diameter lubang pengecoran minimum adalah 0,7 mm; jarak ulir minimum adalah 0,75 mm.

Efisiensi produksi yang tinggi:

• Produktivitas mesin yang tinggi, misalnya, mesin aluminium die casting ruang dingin horisontal tipe JⅢ3 domestik dapat die cast aluminium 600 hingga 700 kali dalam rata-rata delapan jam, dan mesin aluminium die casting ruang panas kecil dapat die cast aluminium 3000 hingga 7000 kali rata-rata setiap delapan jam;
• Umur cetakan aluminium die casting panjang, satu set cetakan aluminium die casting, paduan lonceng aluminium die casting, dapat bertahan ratusan ribu kali, bahkan jutaan kali; mudah untuk mencapai mekanisasi dan otomatisasi.

Efek ekonomi yang sangat baik:

Karena dimensi yang tepat dan permukaan akhir yang sangat baik dari komponen aluminium die-cast. Umumnya, mereka digunakan secara langsung tanpa pemesinan lebih lanjut, atau dengan pemesinan yang sangat sedikit, sehingga meningkatkan pemanfaatan logam dan mengurangi sejumlah besar peralatan pemrosesan dan jam kerja; harga pengecoran murah; dimungkinkan untuk menggunakan die casting kombinasi dengan yang lain logam atau bahan non-logam. Hal ini menghemat jam kerja perakitan dan logam.

Kerugian dari paduan aluminium cor

Inklusi oksida

Karakteristik cacat: Inklusi oksida sebagian besar didistribusikan pada permukaan atas coran, di sudut-sudut cetakan yang tidak memiliki ventilasi. Patahan sering kali tampak berwarna abu-abu-putih atau kuning, dan dapat ditemukan melalui pemeriksaan sinar-X atau selama pemesinan, serta selama pencucian alkali, pencucian asam, atau anodisasi.

Pori-pori dan gelembung gas

Karakteristik cacat: Pori-pori gas di dalam dinding pengecoran umumnya berbentuk bulat atau lonjong, dengan permukaan yang halus, biasanya kulit oksida yang mengkilap, terkadang tampak kuning minyak. Pori-pori dan gelembung permukaan dapat ditemukan melalui peledakan pasir, dan pori-pori serta gelembung gas internal dapat ditemukan melalui pemeriksaan sinar-X atau selama pemesinan, yang tampak hitam pada film sinar-X.

(3) Porositas penyusutan

Karakteristik cacat: Coran aluminium umumnya mengembangkan porositas penyusutan di dekat gerbang dalam, pada akar riser di bagian yang tebal, pada transisi antara dinding tebal dan tipis, dan pada area berdinding tipis yang datar dan besar.

Dalam kondisi as-cast, patahan tampak berwarna abu-abu, kuning muda, dan setelah perlakuan panas, patahan berubah menjadi abu-abu-kuning atau abu-abu-hitam, tampak keruh pada film sinar-X. Porositas penyusutan filamen yang parah dapat dideteksi dengan metode seperti sinar-X dan fluoresensi patahan pembesaran rendah.

(4) Retak

1) Pengecoran retakan

Berkembang di sepanjang batas butir, sering kali disertai dengan pemisahan, dan merupakan jenis retakan yang terbentuk pada temperatur yang lebih tinggi. Retak ini cenderung terjadi pada paduan dengan penyusutan volume yang signifikan dan pada coran dengan bentuk yang kompleks.

2) Retak perlakuan panas

Disebabkan oleh panas berlebih atau terbakar selama perlakuan panas, sering kali muncul sebagai retakan transgranular. Umumnya terjadi pada paduan yang menghasilkan tegangan dan memiliki koefisien ekspansi termal yang tinggi, dan mendingin terlalu tiba-tiba, atau ketika terdapat cacat metalurgi lainnya.