В настоящее время алюминиевые отливки занимают незаменимую позицию в промышленной сфере. Известные своим легким весом, высокой прочностью, коррозионной стойкостью, низкой стоимостью и высокой эффективностью производства, они играют важную роль во многих отраслях промышленности. Эта статья предоставит вам подробное представление о литье алюминия и поможет вам выбрать подходящие отливки для вашего проекта.
Что такое литой алюминий
Литье алюминия подразумевает широкое значение, относящееся к процессу нагрева твердого алюминия или алюминиевых сплавов до расплавленного состояния с последующей заливкой расплавленного алюминия в заранее подготовленные формы для изделий или термостойкие полости. После того как расплавленный алюминий остынет и затвердеет, вы получите алюминиевую отливку желаемого продукта.
Алюминий и многие алюминиевые сплавы имеют относительно низкие температуры плавления и вязкость при плавлении, но при охлаждении образуют твердые тела с высокой прочностью. Материалы и структуры полостей, используемых для литья, различаются, и также задействовано много различных процессов.
Зачем использовать литой алюминий
Алюминиевые компоненты, полученные путем литья, предлагают многочисленные преимущества, которые не могут сравниться с другими материалами. Ниже я расскажу вам о его преимуществах, чтобы помочь вам понять, почему используется литье алюминия:
1. Легкий вес и высокая прочность.
Алюминиевые отливки обладают низкой плотностью и превосходными механическими свойствами, что делает их легче по сравнению с такими материалами, как сталь. Однако их прочность и жесткость уступают только дорогим металлам, таким как магний и титан. Это делает алюминиевые отливки идеальным выбором для облегченных конструкций. Это особенно важно для таких отраслей, как автомобилестроение и аэрокосмическая промышленность, где снижение веса изделия повышает топливную эффективность, снижает материальные затраты и в некоторой степени повышает безопасность.
2. Коррозионная стойкость
Алюминиевые отливки демонстрируют отличную коррозионную стойкость, противостоя эрозии от воздуха, воды и химикатов. Это обеспечивает постоянную производительность и внешний вид в различных суровых условиях, подходит для долгосрочного использования на открытом воздухе или в море.
3. Обрабатываемость
Алюминиевые сплавы менее пластичны, чем чистый алюминий, но обладают превосходной обрабатываемостью, что облегчает процессы формовки и позволяет изготавливать сложные формы и детали сложной формы. Литье алюминия стало предпочтительным выбором для производства различных сложных деталей и компонентов.
4. Тепло- и электропроводность
Алюминий обладает превосходной тепло- и электропроводностью, что позволяет широко использовать его в производстве радиаторов, электронных устройств или изделий, требующих хорошей тепло- и электропроводности.
5. Экономическая эффективность
Литье алюминия более рентабельно по сравнению с другими методами обработки металла. Алюминиевое сырье относительно недорогое и легко поддается обработке, а литье алюминия может быть высокоавтоматизировано, что экономит время и трудозатраты.
6. Устойчивость
Алюминий — это возобновляемый материал, который можно перерабатывать и использовать повторно много раз. Кроме того, отходы, образующиеся в процессе литья алюминия, можно перерабатывать, что приводит к снижению воздействия на окружающую среду и повышению устойчивости изделий из алюминиевого литья.
Различные процессы литья алюминия
1. Литье под давлением
Литье под давлением - это распространенный процесс литья металлов, особенно подходящий для производства сплавов с низкой температурой плавления, таких как алюминий, цинк и магний. В процессе литья под давлением жидкий металл впрыскивается в формы, в итоге образуя желаемые отливки. Литье под давлением позволяет получать высокоточные и высококачественные детали и отличается сложной системой автоматизации, что делает его пригодным для массового производства.
Конструкция и качество форм напрямую влияют на качество литья под давлением. Формы обычно состоят из двух половин: верхней и нижней. Зазор между ними определяет форму и размер изделия.
2. Литье по выплавляемым моделям
Литье по выплавляемым моделям, также известное как прецизионное литье, представляет собой высокоточный процесс литья, используемый для изготовления деталей со сложной формой, точными размерами и высокими требованиями к качеству поверхности, таких как компоненты аэрокосмических двигателей, автомобильные детали и детали медицинского оборудования. Изделия, полученные методом литья по выплавляемым моделям, имеют высокую точность, хорошее качество поверхности и требуют незначительной или нулевой последующей обработки. Однако литье по выплавляемым моделям также влечет за собой более высокие затраты и более длительные производственные циклы.
3. Литье в песчаные формы
Литье в песчаные формы подходит для изготовления небольших металлических деталей. Сначала изготавливается набор форм на основе формы и размера желаемой детали. Затем специальный песчаный материал, обычно кварцевый песок, используется для заполнения форм, чтобы создать двухкомпонентные полости. Эти полости могут выдерживать давление и тепло во время литья. После объединения двухкомпонентных полостей выполняется литье. Хотя автоматизация возможна, литье в песчаные формы обычно выполняется вручную. Литье в песчаные формы имеет такие преимущества, как низкая стоимость, короткие производственные циклы и пригодность для массового производства. Однако его формы являются одноразовыми и не могут быть использованы повторно.
4. Литье в постоянные формы
Литье в постоянные формы похоже на литье под давлением. Две половинки постоянной формы скрепляются вместе, образуя полную полость, обычно изготавливаемую из железа, стали или алюминия. В отличие от литья под давлением, литье в постоянные формы заполняет форму под действием силы тяжести, а не давления. Это приводит к получению деталей с лучшей отделкой поверхности и более высокой прочностью.
5. Литье по выплавляемым моделям
Литье по выплавляемым моделям похоже на литье по выплавляемым моделям, но вместо воска используются формы из пенополистирола. Формы покрываются слоем керамической оболочки после погружения, затем высушиваются и запекаются для создания керамической оболочки. После испарения форм из пеноматериала в них заливается расплавленный металл, что позволяет получить желаемые отливки.
6. Формование оболочек
Для литья в оболочковую форму обычно используются формы, состоящие из двух частей: одна формирует внешнюю форму отливки, а другая формирует внутренние полости и детали. Поверхность формы многократно покрывается и высушивается специальными огнеупорными материалами, такими как кварцевый песок, для формирования оболочки, что обеспечивает достаточную прочность и огнеупорность. Формование в оболочковую форму происходит быстрее и дешевле, чем обычное литье в песчаные формы, и подходит для средних и больших отливок, требующих высокой точности.
7. Вакуумное литье
Вакуумное литье — это передовой процесс литья металлов, в котором во время литья используется вакуумная среда. Расплавленный металл или сплав впрыскивается в формы под отрицательным давлением, что эффективно снижает наличие пузырьков и позволяет получать отливки с высокой плотностью, без пористости и высокой чистотой поверхности.
8. Центробежное литье
Центробежное литье подразумевает впрыскивание жидкого металла в высокоскоростную вращающуюся форму, что позволяет металлу заполнять форму посредством центробежной силы. Центробежная сила помогает устранить газы и включения из жидкого металла и влияет на процесс кристаллизации металла, тем самым улучшая механические и физические свойства отливок. Детали, полученные методом центробежного литья, обладают высокой твердостью и прочностью, меньшим количеством дефектов, таких как поры и включения, и высоким выходом технологического процесса.
Литой алюминий против кованого алюминия
Литье алюминия включает плавку алюминиевый сплав и впрыскивание его в формы, которые после охлаждения образуют отливки. Литье алюминия обычно обеспечивает высокую степень формуемости, но полученная структура зерна имеет тенденцию быть относительно крупной, что приводит к более низкой прочности и твердости по сравнению с кованым алюминием. Он обычно используется для компонентов с высокими требованиями к сложности, таких как корпуса автомобильных двигателей и детали для аэрокосмической промышленности. Стоимость производства литья алюминия относительно низкая, но для особых инженерных требований могут потребоваться дополнительные процессы обработки.
Кованый алюминий, с другой стороны, создается путем нагрева алюминиевого сплава до высоких температур и придания ему формы с помощью механических процессов ковки, таких как забивка или прессование. В процессе ковки алюминий подвергается деформации и обработке, в результате чего получается более тонкий структура зерна и более высокой плотности. Кованый алюминий обычно демонстрирует более высокую прочность, твердость и износостойкость, что делает его пригодным для применений, требующих высокой прочности и долговечности, таких как автомобильные подвесные системы и конструктивные элементы самолетов. Стоимость производства кованого алюминия обычно выше, но он часто обеспечивает превосходные механические характеристики.
Как выбрать подходящий процесс литья алюминия
Фактически, выбор подходящего процесса литья алюминия включает в себя рассмотрение многих факторов, включая сложность формы детали, требования к эксплуатационным характеристикам материала, стоимость производства и время цикла. Вот некоторые рекомендации по выбору процесса литья алюминия:
1. Сложность дизайна
Если у вашей детали сложная конструкция, литье под давлением может быть предпочтительным выбором. С его помощью можно изготавливать алюминиевые детали сложной формы и точных размеров, используя высокое давление для впрыскивания алюминиевой жидкости в формы, эффективно заполняя небольшие полости. Однако литье в песчаные формы может быть ограничено в обработке сложных деталей из-за трудностей в изготовлении форм и недостаточного заполнения алюминиевой жидкостью.
2. Скорость производства
Если вам нужно быстро изготовить детали, литье под давлением — это то, что вам нужно. Оно позволяет завершить один цикл формования за короткое время и может выполняться непрерывно, что делает его пригодным для быстрого крупносерийного производства. Напротив, литье в песчаные формы и литье по выплавляемым моделям может иметь более медленную скорость производства из-за более длительных производственных циклов и, как правило, подходит для мелкосерийного производства.
3. Стоимость производства
Если снижение затрат является приоритетом, литье в песчаные формы обеспечивает более низкие затраты. Изготовление его форм относительно недорого, что делает его пригодным для недорогого, крупносерийного производства. Хотя литье под давлением влечет за собой более высокие затраты на оборудование и изготовление форм, это можно компенсировать за счет производства больших объемов.
4. Требуемая производительность
Различные процессы литья демонстрируют различия в эксплуатационных характеристиках продукта. Литье под давлением, вакуумное литье и центробежное литье могут обеспечить более высокую плотность и прочность продукта, что подходит для применений, требующих высокой твердости, прочности и износостойкости, таких как автомобильные детали или промышленное оборудование. Литье в песчаные формы и литье по выплавляемым моделям могут немного отставать в производительности, но остаются подходящим выбором для легких конструкций или некритических компонентов.
5. Качество поверхности
Если ваша деталь требует высокого качества поверхности, литье под давлением или прецизионное литье могут быть подходящими вариантами. Они могут обеспечить более гладкую, более однородную поверхность, особенно подходящую для изделий, требующих изысканного внешнего вида или последующей обработки поверхности, такой как покраска или анодирование.
Дополнительные отделки для литья алюминиевых деталей
1. Окраска распылением или нанесение покрытия
Нанесение специальных покрытий или использование методов распылительной окраски для формирования защитной пленки или улучшения эстетики на поверхности алюминиевых отливок. Этот метод может улучшить коррозионную стойкость поверхности, износостойкость или эстетику.
2. Анодирование
Помещение алюминиевых отливок в кислотный раствор, содержащий электролиты, и применение электрического тока для формирования оксидного слоя. Этот оксидный слой не только повышает твердость и коррозионную стойкость алюминиевой поверхности, но и обеспечивает разнообразие цветовых решений.
3. Механическая полировка
Использование методов механического шлифования или полирования для улучшения шероховатости поверхности алюминиевых отливок, делая ее более гладкой и однородной. Это может улучшить внешний вид поверхности и ее блеск.
4. Пескоструйная обработка
Использование воздуха высокого давления для струйной обработки поверхности алюминиевых отливок с целью удаления поверхностного окисления, грязи и т. д., тем самым улучшая качество поверхности.
5. Гальваническое покрытие
Покрытие поверхности алюминиевых отливок слоем металла или сплава, например, никеля, хрома или меди, для повышения их коррозионной стойкости, твердости и внешнего вида.
Распространенные области применения литого алюминия
1. Автомобильная промышленность
Детали двигателя (например, головки цилиндров, картеры, поршни), корпуса коробок передач, детали тормозной системы, детали подвески и т. д.
2. Аэрокосмическая промышленность
Конструкционные элементы для самолетов и ракет, детали двигателей, лопатки турбин, корпуса самолетов и т. д.
3. Электронные продукты
Производство корпусов, радиаторов, разъемов и других компонентов для электронных изделий, таких как корпуса компьютеров, корпуса телефонов, радиаторы и т. д.
4. Промышленное оборудование
Различные детали машин, такие как корпуса насосов, клапаны, детали станков, сосуды под давлением и т. д.
Каков срок службы литого алюминия?
Алюминиевые отливки имеют длительный срок службы и могут использоваться даже бесконечно, если условия эксплуатации идеальны. Однако это также требует регулярного обслуживания и осмотра с вашей стороны.
Технология литья алюминия EVERGREEN
В EVERGREEN мы обладаем передовыми технологиями литья алюминия и обширным производственным опытом. Мы можем предоставить вам профессиональные услуги и высококачественные, высокопроизводительные литья из алюминия. Мы стремимся помочь вам сэкономить средства и достичь беспроигрышной ситуации для ваших проектов. С различными процессы литья такие как литье в песчаные формы, литье под давлением, точное литье и многое другое, мы можем удовлетворить все ваши потребности.
Наша техническая команда имеет большой опыт, способна предоставлять индивидуальные решения как для небольших компонентов, так и для крупных конструкций. От чертежей проекта до поставки конечного продукта, мы вас обеспечим.
Запрос предложений
Является ли алюминиевое литье термостойким?
Алюминиевое литье обладает хорошей жаропрочностью, но удельная жаропрочность зависит от состава сплава и конструкции отливки. Некоторые алюминиевые сплавы обладают высокой жаропрочностью, но могут подвергаться деформации или разрушению при экстремальных температурах.
Какова прочность на разрыв алюминиевого литья?
Прочность на растяжение алюминиевого литья также варьируется в зависимости от литейного сплава. Как правило, прочность на растяжение алюминиевого литья составляет от 150 до 300 МПа, но конкретные сплавы могут демонстрировать различные значения прочности на растяжение.
Можно ли использовать литье алюминия в 3D-печати?
Литье алюминия можно изготавливать с помощью 3D-печати. Современные технологии 3D-печати, такие как селективная лазерная плавка или электронно-лучевая плавка, являются зрелыми процессами. Они включают послойное плавление алюминиевого порошка для спекания деталей в желаемые формы. Более того, EVERGREEN может предоставить вам эту услугу.
Является ли алюминиевое литье чистым алюминием?
Литье алюминия обычно не является чистым алюминием; это алюминиевый сплав. Он формируется путем легирования алюминия другими элементами, такими как кремний, медь, магний и т. д. Эти легирующие элементы могут изменять характеристики чистого алюминия, такие как прочность, твердость и коррозионная стойкость.
