Druckguss aus Aluminiumlegierungen 101

Druckguss aus Aluminiumlegierung ist ein Druckgussverfahren, das in der Fertigung weit verbreitet ist und bei dem präzise und komplizierte Teile aus Metall mit Effizienz hergestellt werden. In diesem Fall können wir Metalle auflisten, die aufgrund ihrer Fähigkeit, gleichzeitig sehr stark und leicht zu sein, eine Vielzahl von Anwendungen haben. Darüber hinaus können wir aufführen, dass praktisch korrosionsbeständig, dh, Aluminium-Legierungen sind besonders beliebt bei der Automobilherstellung. Dieser Artikel befasst sich auch mit Bereichen wie Verfahren, Eigenschaften, Herausforderungen und Anwendungen von Druckguss aus Aluminiumlegierungen. Wir erhalten tiefe Einblicke in den gesamten Prozess, die Arten und die Unterschiede zu anderen Verfahren.

Was ist Druckguss?

Dabei handelt es sich um ein Herstellungsverfahren, bei dem geschmolzenes Metall unter hohem Druck in einen Formhohlraum gepresst wird. Es ermöglicht auch die Herstellung exzellenter Modelle mit endkonturnaher Formgebung, präzisen Abmessungen, Oberflächengüte und komplizierten Formen.

Verschiedene Arten von Druckguss

Es gibt viele Arten des Druckgusses. Lassen Sie uns diese Arten im Detail besprechen;

1. Warmkammer-Druckguss

Es ist vor allem für Zink- und Magnesiumlegierungen geeignet. Bei diesem Verfahren wird das Einspritzsystem in das geschmolzene Metall eingetaucht, um ein schnelles Gießen zu ermöglichen. Es ist ideal für die Verwendung in einer großen Produktion, aber nicht für die Verwendung in hochschmelzenden Legierungen geeignet. Sie können gehen zu Zinkdruckguss um mehr Details zu erfahren

2. Kaltkammer-Druckguß

Sie eignet sich am besten für Metalle wie Aluminium und Messing mit hohen Schmelzpunkten. Hier wird die Schmelze in eine kalte Kammer überführt und dann in die Form gespritzt. Das spart die Wärmebelastung für die Anlage, hat aber längere Betriebszyklen. Hier Aluminium-Druckguss-Dienstleistungen Seite, um mehr über dieses Verfahren zu erfahren.

3. Niederdruckgießen

Der Niederdruckguss wird bei Aluminium- und Magnesiumlegierungen verwendet. Es verursacht minimale Porosität, aber gute strukturelle Qualität. Außerdem ist es zeitaufwendig, aber für die Herstellung des stärkeren Teils des Produkts geeignet.

4. Druckgießen (HPDC)

Häufig bei Aluminium-, Zink- und Magnesiumlegierungen. Hier spritzen wir das geschmolzene Metall mit sehr hohem Druck in komplizierte Formen und feine Oberflächenstrukturen. Es eignet sich daher sehr gut für Anwendungen, bei denen Teile mit großen Produktionsmengen benötigt werden und Bereiche mit großen Querschnitten porös sein können. Weiter zu Druckguss Seite, um mehr Details zu erfahren.

5. Schwerkraftgießen

Stehender Druck wird verwendet, um geschmolzenes Metall in eine Form zu gießen, wodurch feste und wenig poröse Gegenstände entstehen. Es wird in Produktionslinien verwendet, in denen wir eine geringere Anzahl von Teilen auf einmal herstellen müssen, ist aber vergleichsweise langsamer als druckbasierte Verfahren.

7. Quetschdruckguss

Hier stellen wir Halbfertigprodukte durch das Druckschmiedeverfahren her, bei dem das geschmolzene Metall unter hohem Druck steht und auch Gussporosität verhindert werden kann. Dies ist für die Struktur eines Teils geeignet, hat jedoch höhere Kosten und eine längere Zykluszeit zur Folge.

Definieren Sie Aluminiumlegierung Druckguss

Druckguss aus Aluminiumlegierung ist ein Verfahren, bei dem geschmolzene Aluminiumlegierungen unter Druck in Formen oder Gesenke gepresst werden. So können die gewünschte Form und eine sehr glatte Oberfläche geformt werden. Es wird bei der Herstellung von Bauteilen mit komplizierten Formen eingesetzt, die eine hohe Festigkeit, Steifigkeit und geringe Dichte bei gleichzeitig guter Oberflächengüte und genauen Abmessungen erfordern. Die Aluminiumlegierung verfügt über alle vorteilhaften Eigenschaften wie hohe Korrosions- und Wärmeübergangskoeffizienten und ein gutes Verhältnis zwischen Härte und Gewicht. Einer der Vorteile dieses Verfahrens ist, dass sich Druckguss für Großserien eignet.

Auswahl des richtigen Materials für den Druckguss aus Aluminiumlegierungen

Die verwendeten Werkstoffe sind im Aluminiumdruckguss sehr wichtig, da sie die Effizienz, Qualität, Zuverlässigkeit und Kosten des Endprodukts bestimmen. Richtig gewählte Legierungen gewährleisten:

1. Stärke und Langlebigkeit: Die Produkte müssen Arbeitsbelastungen standhalten.
2. Thermische und elektrische Leistung: Eng verbunden mit der Wärmeleitfähigkeit und der Wärmeableitung.
3. Korrosionsbeständigkeit: Unverzichtbar für Suchanfragen, die sich auf Produkte oder Dienstleistungen im Bereich Outdoor und Marine beziehen.
4. Gießbarkeit: Minimiert Produktionsverzerrungen mit weniger Fehlern.
5. Bearbeitbarkeit und Nachbearbeitung: Es sorgt für eine Verringerung der Komplexität der Prozesse nach dem Gießen.
6. Kosteneffizienz: Erzielt eine Leistung bei der Ausführung des Haushaltsplans.
7. Nachhaltigkeit: Solche Legierungen können die Auswirkungen auf die Umwelt minimieren oder sogar negativ beeinflussen.

Aluminiumlegierungen im Druckguss

Druckguss-Aluminiumlegierungen sind in vielen Industriezweigen üblich, da diese Werkstoffe Eigenschaften besitzen, die bei Werkzeugen erwünscht sind, wie etwa geringes Gewicht, hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit.

Kompletter Prozess für den Druckguss von Aluminiumlegierungen

Beim Aluminiumdruckguss werden durch die Anwendung von Druck auf geschmolzene Aluminiumlegierungen aufwendige und präzise erste Teile hergestellt. Nachfolgend sind die wichtigsten Schritte aufgeführt:

1. Vorbereitung der Form

• Würfel-Design: Eine wiederverwendbare Stahlform (Matrize) wird im Voraus geplant und genau geformt, um die Form und Funktion eines bestimmten, gerade hergestellten Teils zu erfüllen.
• Vorwärmen der Matrize: Eine davon ist die Erwärmung der Form, um den Wärmeschock zu minimieren und damit das Fließen des Metalls zu erleichtern.
• Schmierung: Die Schmierung wird verwendet, um ein Festkleben zu vermeiden und das leichte Entfernen einiger Teile zu erleichtern.

2. Schmelzen und Legierungsauswahl

Die Aluminiumlegierungen werden bei einer Temperatur von etwa 660 Grad Celsius (1220 Fahrenheit) in einem Ofen gelötet. Dieses Aluminium wird dann bei einer relativ konstanten Temperatur gehalten, um die Materialeigenschaften des Metalls zu erhalten.

3. Einspritzung

• Warmkammer-Druckguss: Im Falle von niedrig schmelzenden Legierungen (die bei Aluminium vergleichsweise selten sind).
• Kaltkammer-Druckguß: Das geschmolzene Aluminium wird dann auf einem Schlepptau in eine kalte Kammer der Schmiedepresse für Aluminiumlegierungen transportiert, wo es mit einem hohen Druck von eintausendfünfhundert bis fünfundzwanzigtausend Pfund Kraft eingespritzt wird.

Durch den Einsatz von Hochdruck wird sichergestellt, dass das geschmolzene Aluminium bis in die kleinsten Ritzen fließt, was zu hervorragenden Oberflächen führt.

4. Abkühlung und Erstarrung

Dies ist der Prozess, bei dem das geschmolzene Aluminium abkühlt und in der jeweiligen Form erstarrt. Durch die Abkühlung werden Fehler wie Schrumpfung oder Verformung, die durch die Trockenheit des Gusseisens entstehen, minimiert.

5. Auswurf

Wenn das Gussteil vollständig geformt ist, wird die Form mit Hilfe der Auswerferstifte aus dem Gussteil ausgestoßen. Die Form ist dann bereit für den nächsten Zyklus mit der Epicor-Software.

6. Beschneiden und Endbearbeitung

Falls erforderlich, werden Angüsse und Grate vom Gussteil entfernt, so dass nur noch die erforderliche Form des Objekts übrig bleibt. Zu den Arbeitsgängen gehört auch das Anbringen der erforderlichen Oberflächenbehandlungen wie Sandstrahlen, Polieren oder Beschichten.

Druckguss-Aluminiumlegierung Eigenschaften

Lassen Sie uns nun einige der wichtigen mechanischen, chemischen und thermischen Eigenschaften von Aluminium-Druckguss besprechen;

I. Mechanische Eigenschaften

Dazu können gehören;

• Hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht: Perfekt für Branchen, in denen Gewicht und Festigkeit kritische Parameter sind, z. B. in der Automobil- und Luftfahrtindustrie.
• Gute Zugfestigkeit: Ermöglicht die Widerstandsfähigkeit von Legierungen gegenüber hohen Belastungen.
• Ausgezeichnete Ermüdungsfestigkeit: Verspricht zuverlässige Leistung bei dynamischen und zyklischen Anwendungen.

II. Thermische Eigenschaften

Im Folgenden sind einige thermische Eigenschaften von Aluminiumdruckgusslegierungen aufgeführt;

• Gute Wärmeleitfähigkeit: Dies wird jedoch als positive Eigenschaft von Materialien angesehen, die z. B. in Wärmetauschern und Motorenteilen verwendet werden, wo eine Wärmeübertragung erwünscht ist.
• Gute Hitzebeständigkeit: Anwendbar für Komponenten, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind, wie sie in Motorblöcken und Autoteilen verwendet werden.

III. Chemische Beständigkeit:

Diese sind im Allgemeinen;

• Korrosionsbeständigkeit: Vor allem bei Güten wie A360 zeigen diese Legierungen ein relativ gutes Verhalten unter schwierigen Bedingungen.
• Gute Oxidationsbeständigkeit: Hält die Oberfläche externer Komponenten, die anfällig für Feuchtigkeit und korrosive Einflüsse sind, unangetastet und sicher für den Einsatz im Freien oder auf See.

Diese Eigenschaften machen Aluminiumlegierungen zu einem erstklassigen Werkstoff für den Druckguss, dessen Produkte in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden.

Konstruktionsleitfaden für Druckguss aus Aluminiumlegierungen

Konstruktionsleitfaden und Materialauswahl, beide Merkmale spielen eine wichtige Rolle beim Aluminiumdruckguss. Also, lassen Sie uns den Design-Leitfaden richtig diskutieren;

Hauptmerkmale von Aluminiumlegierungen für den Druckguss

Hier sind einige der wichtigsten Eigenschaften der von uns verwendeten Aluminiumlegierung;

1. Leichtes Gewicht: Diese Legierungen haben ein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Daher finden sie eine Reihe von Anwendungen in der Automobil- und Flugzeugindustrie.
2. Korrosionsbeständigkeit: Natürliche Oxidschichten schützen auch vor Rost und anderen Faktoren, die der Lebensdauer eines Produkts nicht förderlich sind.
3. Hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit: Sie eignen sich daher ideal für Anwendungen, die eine Wärmeableitung und gute elektrische Systeme erfordern, wie z. B. Elektronik- und Motorenteile.
4. Ausgezeichnete Gießbarkeit: Aluminiumlegierungen haben auch gute Fließeigenschaften, so dass mehr Material in die Details der Form fließen kann, was die Anzahl der Defekte verringert und es den Konstrukteuren ermöglicht, kleinere Details mit Leichtigkeit herzustellen.
5. Wiederverwertbarkeit: Aluminium kann fast unbegrenzt recycelt werden, und es gibt keinen Verlust an Eigenschaften, was für eine nachhaltige Produktion spricht.

Vergleich des Aluminiumdruckgusses mit anderen Herstellungsverfahren

Die folgende Tabelle gibt einen beschreibenden Überblick über das Aluminiumdruckgussverfahren und ein weiteres Herstellungsverfahren. Sie enthält den wichtigsten Vergleich zwischen allen Verfahren;

Aluminium-Druckguss-Legierungen

Das Druckgussverfahren (HPDC) ist eine weit verbreitete Technik im Druckgussverfahren für Aluminiumlegierungen. Dabei wird die geschmolzene Aluminiumlegierung unter hohem Druck in eine Stahlkavität gegossen.

Vorteile von HPDC mit Aluminiumlegierungen

• Präzision und Komplexität: Erzeugt dünne und zarte Muster mit engmaschiger Kontrolle.
• Oberfläche: In diesem Fall entstehen Oberflächen mit geringerer Rauheit, so dass weniger Bearbeitungen am Endprodukt erforderlich sind.
• Effizienz: Ermöglicht Hochfahren und Hochgeschwindigkeitsfertigung, niedrige Zykluszeit.

Verwendung von HPDC-Aluminiumlegierungen

1. Automobilindustrie: Automotoren, Getriebe und Räder.
2. Elektronik: Kühlkörper, Gehäuse und Anschlüsse.
3. Luft- und Raumfahrt: Windflügel für Windturbinen, Flugzeugteile, Automobilteile und Konsumgüter.

Vorteile von Druckguss aus Aluminiumlegierung.

Hier sind also einige der wichtigsten Vorteile des Aluminiumdruckgusses;

• Hohe Präzision und komplexe Designs: Aluminiumlegierungen können in Formen und Arten von komplexen Formen und detaillierten Trennlinien gegossen werden, die in die Designs integriert werden.
• Gute Oberflächengüte: Die Aluminiumdruckgussteile sind in der Regel sehr glänzend und konisch, so dass nur eine geringe oder gar keine Nachbehandlung wie Polieren oder Endbearbeitung erforderlich ist.
• Leicht und stark: Aluminiumlegierungen sind leicht, und diese Eigenschaft erfüllt die Anforderungen von Industrien, die sich um das Gewicht sorgen, wie die Automobil- und Flugzeugindustrie.
• Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit: Von allen verfügbaren Materialien sind Aluminiumlegierungen mit am wenigsten korrosionsanfällig, was sowohl für den Außenbereich als auch für die Schifffahrt eine gute Nachricht ist.
• Kosteneffektiv für die Massenproduktion: Nach der Herstellung der Form ist das Druckgießen eine der kostengünstigeren Methoden für die Massenproduktion, die die Kosten pro Teil reduziert.

Nachteile der Aluminiumlegierung Druckguss.

Zu den häufigsten Problemen, die mit der Verwendung von Druckguss aus Aluminiumlegierungen verbunden sind, gehören die folgenden:

• Hohe Anschaffungskosten für Werkzeuge: Dies bedeutet oft, dass die Kosten für die Herstellung der Matrize hoch sind und bei einem kleinen Produktionsvolumen nicht tragbar sind.
• Begrenzte Festigkeit bei hohen Temperaturen: Ähnlich wie die meisten Nichteisenlegierungen von Knetmetallen sind Aluminiumlegierungen nicht für Anwendungen geeignet, bei denen wie bei Stahlwerkstoffen hohe Temperaturen herrschen.
• Probleme mit der Porosität: Porosität oder Hohlräume sind typisch für Aluminiumdruckguss und können die mechanischen Eigenschaften des fertigen Teils verändern.
• Beschränkt auf dünnwandige Designs: Aluminiumdruckguss eignet sich eher für dünnwandige Teile und hat daher schlechte Aussichten bei dickwandigen, schweren Profilen.
• Post-Casting-Arbeiten: Manche Teile müssen nur noch nachbearbeitet werden, was sowohl die Zeit als auch die Kosten der Produktion erhöht.

Anwendungen von Druckguss aus Aluminiumlegierungen

Wir wollen nun die Anwendung dieses Verfahrens im industriellen Maßstab erörtern;

1. Automobilindustrie: Anwendbar bei der Herstellung von kleinen Motorteilen wie Zylindern, Getriebegehäusen und anderen Teilen, bei denen eine hohe Festigkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht erforderlich ist.
2. Luft- und Raumfahrt: Sie werden auch für Flugzeugteile wie Halterungen, Gehäuse und Strukturteile verwendet und bieten leichte und hochfeste Lösungen für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt.
3. Elektronik: Aluminiumdruckgussteile werden in den Gehäusen von Unterhaltungselektronikprodukten wie Laptops, Mobiltelefonen und Netzteilen zum Schutz und als Kühlkörper verwendet.
4. Marine: Teile wie Pumpen, Gehäuse und Schaltschränke für den Einsatz in Meeresumgebungen, in denen Korrosion eine große Rolle spielt.
5. Industrielle Ausrüstung: Im Maschinenbau und in der Industrie wird Aluminiumdruckguss aufgrund der hohen Festigkeit des Materials für Zahnräder, Gehäuse und andere Anwendungen verwendet.

Herausforderungen beim Druckguss von Aluminiumlegierungen

Dennoch hat der Druckguss mit Aluminiumlegierungen seine Tücken.

Gemeinsame Probleme

Zu diesen Themen können gehören;

1. Porosität: Beim Gießen kann es zu einer Porosität der Gase kommen, die zur Bildung von Hohlräumen im Material führt.
2. Oberflächenmängel: Einige Mängel wie Kaltverschlüsse und Fließlinien können jedoch vorhanden sein.
3. Instabilität der Dimensionen: Ein gewisses Maß an Schrumpfung während der Abkühlung kann für die Schwankungen des Toleranzgrades verantwortlich sein.

Lösungen

• Vakuum-Druckgießen: Verringert die Porosität, da die eingeschlossenen Gase entfernt werden.
• Optimierte Anschnittsysteme: Sie erleichtert das ordnungsgemäße Einfließen des geschmolzenen Metalls in die Form und spielt damit eine Schlüsselrolle im Gießprozess.
• Behandlungen nach dem Guss: Wärmebehandlungen verbessern die mechanischen Eigenschaften und erhöhen die Dimensionsstabilität.

Ökologischer und wirtschaftlicher Vorteil

Hier sind einige der wichtigsten ökologischen und wirtschaftlichen Vorteile des Druckgusses von Aluminiumlegierungen;

I. Wiederverwertbarkeit

Aluminium ist ein wiederverwertbares Material und lässt sich leicht und ohne große Verluste wiederverwerten. Es verringert auch den Grad der Umweltverschmutzung und hilft der Organisation, umweltfreundlich zu werden.

II. Kosten-Wirksamkeit

Die Druckgusstechnik ist kostengünstig, da sie effizienter ist und Aluminiumlegierungen besser recycelt werden können als andere Materialien.

III. Energie-Effizienz

Die Verwendung von leichten Aluminiumteilen ermöglicht Energieeinsparungen in Anwendungen wie der Automobil- und Luftfahrtindustrie und trägt damit zur Minimierung von Kohlenstoffemissionen bei.

Technologische Fortschritte bei Aluminiumdruckgusslegierungen

Der Druckguss ist ein expandierender Industriezweig, in dem neue Formen, Gussmaterialien und -techniken entwickelt werden.

Neue Legierungsentwicklungen

1. Stärkere und weniger korrosive Legierungen als die bisherigen.
2. Speziallegierungen werden für bestimmte Industriezweige entwickelt, zum Beispiel für die Elektrofahrzeugindustrie.

Aufkommende Technologien

1. Additive Fertigung: Kann zusammen mit Druckguss verwendet werden, um eine Reihe von Hybridverfahren für schwierige Formen herzustellen.
2. Automatisierung: Verbessert die Produktivität und die Genauigkeit des Druckgießens.
3. Simulationssoftware: Vorhersage von Gussfehlern und Optimierung der Konstruktion des Gussteils.

Zukünftige Trends

• Höhere Nachfrage nach Aluminiumlegierungen aufgrund ihrer Verwendung in Elektroautos.
• Die Herstellung von leistungsstarken und leichten Materialien ist aufgrund neuer Umweltstandards erforderlich.
• Einführung eines intelligenten Produktionssystems zur kontinuierlichen Qualitätsüberwachung.

Schlussfolgerung

Aluminiumlegierungen sind relativ neu in der Druckgussindustrie. Aufgrund der vielen Vorteile, die sie mit sich bringen, haben sie eine Menge Veränderungen bewirkt. Autohersteller, Luft- und Raumfahrtingenieure sowie Elektronikhersteller verlangen nach leichten und hochfesten Materialien. So können sie diese für Fahrzeugrahmen, Flugzeugteile und elektronische Geräte verwenden. In diesem Bereich wird die Verwendung von Druckguss aus Aluminiumlegierungen weiter zunehmen. Mit der Weiterentwicklung und Verfeinerung der Technologie werden die Aussichten für Aluminiumdruckgusslegierungen immer besser. Dieses einzigartige Material und die Verfahren sind die wichtigsten Mittel für die Fertigung der Zukunft.

FAQs

Warum werden Aluminiumlegierungen für den Druckguss gewählt?

Sie sind relativ leicht, korrosionsbeständig und haben ein gutes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, so dass sie in vielen Branchen eingesetzt werden.

Welche Druckgusstypen lassen sich unterscheiden?

Es gibt drei Hauptkategorien: Druckguss, Niederdruckguss und Schwerkraftguss, die für verschiedene Anwendungen geeignet sind.

Welche Arten von Aluminiumlegierungen werden beim Druckguss verwendet?

Beispiele hierfür sind A360, A380 und ADC12, die aufgrund ihrer Festigkeit und Gießfähigkeit häufig verwendet werden.

Was sind die Merkmale von Aluminiumlegierungen, die im Druckgießverfahren verwendet werden?

Weitere Merkmale sind Zugfestigkeit, Dehnung und Hochtemperaturbeständigkeit, um Stärke und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

Inwiefern wird die Umwelt durch den Aluminiumdruckguss entlastet?

Aluminium ist ein in hohem Maße recycelbarer Werkstoff und ein leichtes Produkt, das vor allem in der Automobil- und Luftfahrtindustrie für Energieeffizienz sorgt.

Was sind die Schwachstellen beim Aluminiumdruckguss und wie können sie behoben werden?

Schwierigkeiten wie Porosität und Oberflächenrauhigkeit können durch Vakuumdruckguss und Prüfung des Anschnittsystems minimiert werden.