Dökümde Alüminyum Alaşımları: Avantajlar ve Sınırlamalar

I. Dökümde yaygın olarak kullanılan dört tip alüminyum alaşımı

1. Alüminyum-silikon alaşımı

"Parlak silikon alüminyum" veya "parlak silikon alüminyum" olarak da adlandırılır. İyi döküm performansına ve aşınma direncine, küçük bir termal genleşme katsayısına sahiptir ve 10% ila 25% silikon içeren dökme alüminyum alaşımlarında en çeşitli ve yaygın olarak kullanılan alaşımdır.

Kabuklar, silindir blokları, kutular ve çerçeveler gibi yapısal parçalarda yaygın olarak kullanılan silikon-alüminyum alaşımına bazen 0,2% ila 0,6% magnezyum eklenir.

Bazen uygun miktarda bakır ve magnezyum ilavesi alaşımın mekanik özelliklerini ve ısı direncini artırabilir. Bu tür alaşımlar piston gibi bileşenlerin üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.

(2) Alüminyum-bakır alaşımı

4.5% ila 5.3% bakır içeren alaşım en iyi güçlendirme etkisine sahiptir ve manganez ve titanyum ilavesi oda sıcaklığını, yüksek sıcaklık mukavemetini ve döküm performansını önemli ölçüde artırabilir. Esas olarak büyük dinamik ve statik yükler taşıyan ve şekil olarak karmaşık olmayan kum dökümleri yapmak için kullanılır.

(3) Alüminyum-çinko alaşımı

Performansı artırmak için genellikle "çinko silisyum alüminyum parlak" olarak bilinen silikon ve magnezyum eklenir. Döküm koşulları altında, alaşımın bir su verme etkisi vardır, yani "kendi kendine su verme".

Isıl işlem olmadan kullanılabilir ve modifikasyon ısıl işleminden sonra dökümler daha yüksek mukavemete sahiptir. Stabilizasyon işleminden sonra, boyutlar sabittir, genellikle model, şablon ve ekipman destekleri vb. yapmak için kullanılır.

(4) Alüminyum-magnezyum alaşımı

12% magnezyum içeren en küçük yoğunluğa (2.55g/cm³) ve en yüksek mukavemete (yaklaşık 355MPa) sahip dökme alüminyum alaşımı en iyi güçlendirme etkisine sahiptir.

Alaşım, atmosferde ve deniz suyunda iyi korozyon direncine, oda sıcaklığında iyi kapsamlı mekanik özelliklere ve işlenebilirliğe sahiptir ve radar tabanları, uçak motoru muhafazaları, pervaneler, iniş takımları gibi parçalar için ve ayrıca dekoratif malzemeler olarak kullanılabilir.

II. Alüminyum döküm alaşımlarının avantaj ve dezavantajları

1. Dökme alüminyum alaşımlarının avantajları:

(1) İyi ürün kalitesi:

• Dökümlerin boyutsal doğruluğu yüksektir, genellikle 6 ila 7. sınıflara eşdeğerdir ve hatta 4. sınıfa bile ulaşabilir;
• Yüzey kalitesi iyidir, genellikle 5 ila 8. sınıflara eşdeğerdir;
• Mukavemet ve sertlik nispeten yüksektir, mukavemet genellikle kum dökümden 25 ila 30% daha yüksektir, ancak uzama yaklaşık 70% azalır;
• Boyutlar sabittir ve iyi bir değiştirilebilirliğe sahiptir;
• İnce cidarlı karmaşık alüminyum dökümlerin kalıp dökümünü yapabilir.

Örneğin, çinko alaşımlı döküm alüminyum parçaların mevcut minimum duvar kalınlığı 0,3 mm'ye ulaşabilir; alüminyum alaşımlı dökümler için 0,5 mm'ye ulaşabilir; minimum döküm deliği çapı 0,7 mm'dir; minimum diş aralığı 0,75 mm'dir.

Yüksek üretim verimliliği:

• Yüksek makine üretkenliği, örneğin, yerli JⅢ3 tipi yatay soğuk kamara döküm alüminyum makinesi, ortalama sekiz saatte 600 ila 700 kez alüminyum döküm yapabilir ve küçük bir sıcak kamara döküm alüminyum makinesi, her sekiz saatte bir ortalama 3000 ila 7000 kez alüminyum döküm yapabilir;
• Basınçlı döküm alüminyum kalıp ömrü uzundur, bir dizi basınçlı döküm alüminyum kalıp, basınçlı döküm alüminyum çan alaşımı, yüz binlerce kez, hatta milyonlarca kez dayanabilir; mekanizasyon ve otomasyona ulaşmak kolaydır.

Mükemmel ekonomik etkiler:

Basınçlı döküm alüminyum parçaların hassas boyutları ve mükemmel yüzey kalitesi nedeniyle. Genellikle, daha fazla işleme olmadan veya çok az işleme ile doğrudan kullanılırlar, böylece metal kullanımını iyileştirir ve büyük miktarda işleme ekipmanı ve işçilik saatini azaltırlar; döküm fiyatları ucuzdur; diğer kalıp dökümleri ile kombinasyon halinde kullanmak mümkündür metaller veya metal olmayan malzemeler. Bu da hem montaj işçiliğinden hem de metalden tasarruf sağlar.

Dökme alüminyum alaşımlarının dezavantajları

Oksit kalıntıları

Kusur özellikleri: Oksit inklüzyonları çoğunlukla dökümlerin üst yüzeyinde, havalandırmanın olmadığı kalıp köşelerinde dağılır. Kırık genellikle gri-beyaz veya sarı görünür ve X-ışını incelemesi veya işleme sırasında ve ayrıca alkali yıkama, asit yıkama veya eloksallama sırasında keşfedilebilir.

Gaz gözenekleri ve kabarcıkları

Kusur özellikleri: Döküm duvarlarının içindeki gaz gözenekleri genellikle yuvarlak veya ovaldir, pürüzsüz bir yüzeye sahiptir, genellikle parlak oksit cildi, bazen yağ sarısı görünür. Yüzey gözenekleri ve kabarcıkları kumlama yoluyla keşfedilebilir ve iç gaz gözenekleri ve kabarcıkları X-ışını incelemesi yoluyla veya işleme sırasında keşfedilebilir ve X-ışını filmlerinde siyah görünür.

(3) Büzülme gözenekliliği

Kusur özellikleri: Alüminyum dökümler genellikle iç kapının yakınında, kalın kesitlerde yükselticinin kökünde, kalın ve ince duvarlar arasındaki geçişte ve geniş düz ince duvarlı alanlarda büzülme gözenekliliği geliştirir.

Döküm halindeyken, kırık gri, açık sarı görünür ve ısıl işlemden sonra açık gri-sarı veya gri-siyaha dönüşür ve X-ışını filmlerinde bulutlu görünür. Şiddetli filamentli büzülme gözenekliliği, X-ışını ve düşük büyütmeli kırık floresanı gibi yöntemlerle tespit edilebilir.

(4) Çatlaklar

1) Döküm çatlakları

Genellikle segregasyonun eşlik ettiği tane sınırları boyunca gelişir ve daha yüksek sıcaklıklarda oluşan bir çatlak türüdür. Önemli hacimsel büzülmeye sahip alaşımlarda ve karmaşık şekillere sahip dökümlerde ortaya çıkma eğilimi gösterirler.

2) Isıl işlem çatlakları

Isıl işlem sırasında aşırı ısınma veya aşırı yanmadan kaynaklanır, genellikle transgranüler çatlaklar olarak görülür. Genellikle stres üreten ve yüksek termal genleşme katsayısına sahip alaşımlarda ve çok ani soğumalarda veya diğer metalürjik kusurlar mevcut olduğunda meydana gelirler.