В настоящее время статус литых алюминиевых деталей незаменим в промышленном мире. Он известен своим легким весом, высокой прочностью, коррозионной стойкостью, низкой стоимостью, высокой производительностью и другими преимуществами, и играет важную роль во многих отраслях промышленности; эта статья даст вам подробное представление об алюминиевом литье и о том, как выбрать подходящее литье для вашего проекта.
Что такое литой алюминий
Алюминиевое литье - это более широкий термин, обозначающий процесс нагрева твердого алюминия или алюминиевого сплава до расплавленного состояния, затем заливку нагретого жидкого алюминия в заранее подготовленную форму или термостойкую полость и ожидание, пока жидкий алюминий остынет до твердого состояния, чтобы получить алюминиевое литье желаемого изделия.
Алюминий и многие алюминиевые сплавы имеют низкую температуру плавления и низкую вязкость при расплавлении, но при охлаждении образуют твердое тело с высокой прочностью. Материал и конструкция полостей, используемых для литья, также различаются, и существует множество различных процессов.
Почему стоит использовать литой алюминий
Алюминиевые детали, полученные методом литья, имеют множество преимуществ, которые не сравнятся с другими материалами, и ниже я расскажу вам об этих преимуществах, чтобы вы поняли, почему стоит использовать литой алюминий:
Легкий вес и высокая прочность
Литые алюминиевые детали обладают меньшей плотностью и отличными механическими свойствами, поэтому имеют меньший вес по сравнению с такими материалами, как сталь, но при этом уступают по прочности и жесткости дорогостоящим магнию и титану, что делает литые алюминиевые детали идеальными для создания легких конструкций. Это особенно важно для отраслей, которым необходимо снизить вес своей продукции (например, автомобильной, аэрокосмической), что позволяет повысить эффективность использования топлива, снизить затраты на материалы и в определенной степени повысить безопасность.
Устойчивость к коррозии
Алюминиевые отливки обладают хорошей коррозионной стойкостью и не поддаются воздействию воздуха, воды и химикатов, что позволяет им сохранять хорошие эксплуатационные характеристики и внешний вид в различных суровых условиях. Они подходят для использования в таких условиях, как длительное пребывание на открытом воздухе или на море.
Простота обработки
Алюминиевый сплав менее пластичен, чем чистый алюминий, который мягче его, и обладает хорошей обрабатываемостью, что облегчает его обработку, позволяя изготавливать сложные формы и хрупкие детали. Литой алюминий стал идеальным выбором для изготовления широкого спектра сложных деталей и узлов.
Тепло- и электропроводность
Алюминий обладает хорошей тепло- и электропроводностью, поэтому он широко используется при производстве радиаторов, электронного оборудования или изделий, требующих хорошей тепло- и электропроводности.
Экономическая эффективность
Литье алюминия экономически выгоднее, чем другие методы обработки металла. Алюминий - относительно недорогое сырье, которое легко обрабатывать, а литье алюминия может быть в значительной степени автоматизировано, что экономит время и трудозатраты.
Устойчивое развитие
Алюминий - это возобновляемый материал, который можно многократно перерабатывать и использовать повторно, а лом, образующийся в процессе литья алюминия, также может быть переработан, поэтому изделия из алюминия оказывают меньшее воздействие на окружающую среду и отличаются лучшей экологичностью.
Различные процессы литья алюминия
Литье под давлением
Литье под давлением - это распространенный процесс литья металлов, который особенно подходит для производства сплавов с низкой температурой плавления, таких как алюминий, цинк и магний. В процессе литья под давлением жидкий металл впрыскивается в форму, чтобы в итоге сформировать желаемую отливку. Литье под давлением позволяет получать детали высокой точности и качества. Кроме того, оно имеет полную систему автоматизации и подходит для массового производства.
Конструкция и качество пресс-формы напрямую влияют на качество литья под давлением. Пресс-форма обычно состоит из двух половин - верхней и нижней. Зазор между ними определяет форму и размер изделия.
Инвестиционное литье
Литье по выплавляемым моделям - это процесс высокоточного литья, также известный как точное литье. Этот процесс обычно используется для изготовления деталей сложной формы, точных размеров и с высокими требованиями к качеству поверхности, например, деталей авиадвигателей, автомобильных деталей и деталей медицинского оборудования.
Изделия, полученные методом литья по выплавляемым моделям, отличаются высокой точностью, хорошим качеством поверхности и практически не требуют последующей механической обработки. Однако литье по выплавляемым моделям отличается более высокой стоимостью и длительным сроком изготовления.
Литье в песок
Литье в песчаные формы подходит для изготовления небольших металлических деталей, начиная с создания набора форм, основанных на форме и размере детали, которую необходимо изготовить. Затем форма заполняется специальным песком, чтобы получить полость, состоящую из двух частей, обычно это кварцевый песок, который способен не деформироваться при высоких температурах и достаточно прочен, чтобы выдержать давление и тепло при литье. Две полости соединяются и отливаются.
Несмотря на возможность автоматизации, литье обычно выполняется вручную. Литье в песчаные формы имеет такие преимущества, как низкая стоимость, короткий производственный цикл и пригодность для массового производства. Однако его полость является одноразовой и не может быть использована повторно.
Литье металла
Литье металла в некоторой степени похоже на литье под давлением, так как две постоянные половины формы сжимаются вместе, образуя полную полость, а сама форма обычно изготавливается из железа, стали или алюминия. В отличие от литья под давлением, при металлическом литье форма заполняется под действием силы тяжести, а не давления. В результате получаются детали с более качественной поверхностью и повышенной прочностью.
Литье в исчезающие формы
Литье в исчезающие формы похоже на литье по выплавляемым моделям, но вместо воска используется форма из вспененного полистирола, которую окунают в краску, чтобы сформировать керамическую оболочку. Когда оболочка высыхает, пенопластовая форма запекается, и в нее заливается расплавленный металл, в результате чего получается нужная отливка.
Литье в оболочку
Форма для литья оболочек обычно состоит из двух частей: одна предназначена для формирования формы отливки, а другая - для формирования внутренних полостей и деталей. Поверхность формы затем должна быть многократно покрыта и высушена специальным огнеупорным материалом, например силикатным песком, для формирования формы оболочки, чтобы обеспечить достаточную прочность и огнеупорные свойства оболочки.
Литье в оболочку быстрее и дешевле, чем обычное литье в песок, и подходит для средних и крупных отливок, требующих высокой точности.
Вакуумное литье под давлением
Вакуумное литье под давлением - это передовой процесс литья металлов, который использует вакуумную среду в процессе литья и впрыскивает расплавленный металл или сплав в форму под отрицательным давлением. В условиях вакуума присутствие воздушных пузырьков может быть эффективно уменьшено, что позволяет получать высокоплотные, непористые отливки с высокой чистотой поверхности.
Центробежное литье
Принцип центробежного литья заключается в том, чтобы ввести жидкий металл в высокоскоростное вращение литейной формы, чтобы жидкий металл мог совершать центробежное движение, чтобы заполнить литейную форму. Благодаря центробежной силе, жидкий металл может хорошо заполнить отливку и помочь газу и включениям жидкого металла в исключении; это также повлияет на процесс кристаллизации металла, тем самым улучшая механические и физические свойства отливок.
При использовании центробежного литья из деталей высокой твердости и прочности, пористости, шлака и других дефектов становится меньше, а также повышается производительность процесса и другие преимущества.
Литой алюминий против кованого алюминия
Литой алюминий образуется путем расплавления алюминиевого сплава, впрыскивания его в форму и охлаждения для получения отливки. Литой алюминий обычно обладает высокой степенью свободы формования. Тем не менее, он имеет относительно крупнозернистую структуру, низкую прочность и твердость по сравнению с кованым алюминием и обычно используется для деталей, требующих высокой степени сложности формовки. Например, корпуса автомобильных двигателей, аэрокосмические детали и т.д.. Литой алюминий относительно недорог в производстве, но может потребовать дополнительной механической обработки для выполнения специфических инженерных требований.
Кованый алюминий - это алюминиевый сплав, который нагревается до высокой температуры, а затем формируется в нужную форму с помощью молота или давления ковочной машины. Деформированный алюминий подвергается деформации и механической обработке в процессе производства и, как следствие, имеет более детальный структура зерна и более высокой плотностью. Как правило, она имеет более высокую прочностьнгт, твердость и износостойкость для областей применения, требующих высокой прочности и долговечности. В качестве примера можно привести системы подвески автомобилей и конструктивные элементы самолетов. Кованый алюминий обычно дороже в производстве, но при этом его механические свойства обычно выше.
Как выбрать подходящий процесс литья алюминия
На самом деле, при выборе подходящего процесса литья алюминия необходимо учитывать множество факторов, включая сложность формы детали, необходимые свойства материала, стоимость производства и время цикла. Вот некоторые рекомендации по выбору процесса литья алюминия:
Сложность конструкции
Если у вас сложная конструкция детали, то вы можете выбрать литье под давлением. Оно позволяет получать алюминиевые детали сложной формы и точных размеров, так как при этом используется высокое давление для впрыска алюминиевой жидкости в форму, которая способна хорошо заполнить небольшие полости. Литье в песчаные формы, однако, ограничено сложностью изготовления форм и невозможностью заполнить их алюминием при работе со сложными деталями.
Скорость производства
Если вам нужно быстро изготовить детали, то литье под давлением - это то, что вам нужно. Это связано с тем, что оно может быть изготовлено за один проход в течение короткого периода времени и может выполняться непрерывно, что делает его подходящим для быстрого производства большого количества деталей. В отличие от этого, литье в песчаные формы и литье по выплавляемым моделям могут быть более медленными, поскольку имеют более длительный производственный цикл и обычно подходят для небольших серий.
Производственные затраты
Если вы хотите снизить стоимость литья, то литье в песчаные формы является менее затратным. Изготовление форм для дешевого крупносерийного производства обходится относительно недорого. Литье под давлением, с другой стороны, более дорогостоящее с точки зрения оборудования и изготовления форм, но оно позволяет распределить затраты за счет производства в больших количествах.
Требования к производительности
Различные процессы литья различаются по характеристикам изделий. Литье под давлением, вакуумное литье и центробежное литье обеспечивают более высокую плотность и прочность изделий и подходят для областей применения, требующих высокой твердости, прочности и износостойкости, таких как автомобильные детали или промышленное оборудование. Литье в песчаные формы и литье по выплавляемым моделям могут быть несколько менее эффективными, но все же являются подходящими вариантами для некоторых легких конструкций или некритичных компонентов.
Качество поверхности
Если ваши детали требуют высокого качества поверхности, вы можете выбрать литье под давлением или точное литье, которые обеспечивают более гладкую и однородную поверхность и особенно подходят для изделий, которым требуется изысканный внешний вид или последующая обработка поверхности, например, покраска или анодирование.
Дополнительные отделки для литья алюминиевых деталей
Напыление или покраска
Для создания защитной пленки на поверхности алюминиевого литья или придания эстетической привлекательности используется специальное покрытие или процесс напыления. Этот метод позволяет повысить коррозионную стойкость, износостойкость или эстетичность поверхности.
Анодирование
Алюминиевые отливки помещают в кислый раствор, содержащий электролит, а затем под действием электрического тока образуется оксидный слой. Этот оксидный слой не только повышает твердость и коррозионную стойкость алюминиевой поверхности, но и обеспечивает появление различных цветов.
Механическая полировка
Улучшите шероховатость поверхности алюминиевых отливок с помощью механической шлифовки или полировки, чтобы сделать ее более гладкой и однородной. Это улучшает внешний вид и блеск поверхности.
Пескоструйная обработка
Использование воздуха под высоким давлением для распыления песка на поверхность алюминиевых отливок с целью удаления поверхностных слоев окисления, грязи и т.д., улучшая тем самым качество поверхности.
Гальваника
Слой металла или сплава, такого как никель, хром или медь, наносится на поверхность алюминиевого литья для повышения его коррозионной стойкости, твердости и внешнего вида.
Распространенные области применения литого алюминия
Автомобильная промышленность
Детали двигателя (например, головки цилиндров, картеры, поршни), корпуса коробок передач, детали тормозной системы, детали подвески и т.д.
Аэрокосмическая промышленность
Конструкционные детали для самолетов и ракет, детали двигателей, лопатки турбин, корпуса самолетов и т.д.
Электроника
Производство компонентов, таких как корпуса, радиаторы и разъемы для электронных изделий, например, корпусов компьютеров, сотовых телефонов и радиаторов.
Промышленное оборудование
Различные механические детали, такие как корпуса насосов, клапаны, детали станков, сосуды под давлением и т.д.
Как долго служит литой алюминий?
Алюминиевые отливки имеют долгий срок службы и даже могут служить бесконечно долго, если они используются в идеальных условиях, что, конечно, требует от вас регулярного обслуживания и осмотра.
Технология литого алюминия EVERGREEN
В компании EVERGREEN мы обладаем передовой технологией литья алюминия и богатым производственным опытом, мы можем предоставить вам профессиональное обслуживание и высококачественные, высокоэффективные алюминиевые отливки. Мы также можем сэкономить затраты на ваш проект и реализовать беспроигрышную ситуацию. У нас есть литье в песчаные формы, литье под давлением, точное литье и другие процессы литья, чтобы удовлетворить все ваши потребности.
Благодаря опытной команде технических специалистов мы можем предложить вам индивидуальные решения, будь то небольшая деталь или крупный компонент. От разработки чертежа до отгрузки готовой продукции - это не проблема.
Запрос предложений
Является ли литой алюминий жаропрочным?
Известно, что литой алюминий обладает хорошей жаропрочностью, но точная степень жаропрочности зависит от состава сплава, из которого изготовлено литье, и конструкции отливки. Некоторые литые алюминиевые сплавы обладают высокой термостойкостью, но могут деформироваться или даже разрушаться при экстремальных температурах.
Какова прочность на разрыв литого алюминия?
Прочность на разрыв литого алюминия также зависит от сплава. Как правило, предел прочности литого алюминия составляет от 150 до 300 МПа, но предел прочности конкретных сплавов может варьироваться.
Можно ли использовать литой алюминий для 3D-печати?
Литой алюминий можно изготовить с помощью 3D-печати, которая в настоящее время является зрелой технологией. С помощью технологий аддитивного производства металлов, таких как селективное лазерное плавление или электронно-лучевое плавление, алюминиевая пудра может быть расплавлена слой за слоем и спечена в деталь нужной формы. Компания EVERGREEN также может предоставить вам эту услугу.
Является ли литой алюминий чистым алюминием?
Литой алюминий - это, как правило, не чистый алюминий, а алюминиевый сплав. Это материал, изготовленный путем легирования алюминия другими элементами (например, кремнием, медью, магнием и т. д.), которые могут изменять свойства чистого алюминия, такие как прочность, твердость и коррозионная стойкость.
