إتقان سبيكة الألومنيوم ADC12: كتيب الصب النهائي

1. مقدمة

تقف سبائك الألومنيوم ADC12 كسبائك في اليابان الرائدة في اليابان., موحدة تحت فقط H5302.

تتميز بسيولة متوازنة, القوة الميكانيكية, ومقاومة التآكل, ADC12 يدعم ملايين السيارات, الإلكترونيات, والمكونات الصناعية في جميع أنحاء العالم.

منذ تبنيها الرسمي في السبعينيات, انتشر ADC12 في جميع أنحاء آسيا وأوروبا, تقدم للمساكات فرسًا موثوقًا به يجسد كفاءة من حيث التكلفة مع الأداء.

بدأ تطور سبائك الساي كو للموت في أوائل القرن العشرين إلى منتصف القرن العشرين, مدفوعًا بالحاجة إلى مواد يمكن إلقاؤها بسهولة في أشكال معقدة ذات قوة جيدة واستقرار الأبعاد.

ADC12 سبيكة الألومنيوم, ونظرائها الدوليون, اكتسبت بروزًا سريعًا بسبب قدراتهم الاستثنائية لتلقي الحجم وملف الممتلكات المتوازنة.

اليوم, ADC12 هي واحدة من سبائك الصب الأكثر استخدامًا على نطاق واسع على مستوى العالم, انتشار بشكل خاص في آسيا والاعتراف والاستخدام بشكل متزايد في أمريكا الشمالية وأوروبا, في كثير من الأحيان تحت تعيينات مكافئة.

ينبع كل مكان من قدرته على تلبية متطلبات الإنتاج ذو الحجم الكبير للصناعات مثل السيارات, الإلكترونيات, والسلع الاستهلاكية.

2. ADC12 تسمية سبائك الألومنيوم والخلفية

نظام ترقيم JIS والتكافؤ (ADC12 ≈ A383/A383.0)

يرمز "ADC" في ADC12 إلى "صب ألومنيوم" داخل المعيار الصناعي الياباني (هو) نظام.

يميزه الرقم "12" عن سبائك الصب الأخرى التي تموت الألومنيوم بناءً على نطاقاتها التركيبية المحددة.

دوليا, ADC12 متشابه جدًا وغالبًا ما يعتبر مكافئًا لـ ASTM B85 سبيكة A383 (أو A383.0) في أمريكا الشمالية.

في حين أن الاختلافات البسيطة في حدود الشوائب أو نطاقات العناصر المحددة قد توجد بين المعايير, خصائصها الأساسية وملاءمة التطبيق قابلة للتبديل إلى حد كبير.

تطور سبائك الصب في اليابان في اليابان

لعبت الصناعة اليابانية دورًا مهمًا في تحسين سبائك الصب في Si-Cu للتطبيقات التي تتطلب الدقة والإنتاجية العالية, خاصة في قطاعات السيارات والإلكترونيات.

تسهيل توحيد السبائك مثل ADC12 الجودة والأداء المتسقين, المساهمة في نمو براعة التصنيع في اليابان.

تم تطوير هذه السبائك لتقديم توازن مثالي للسيولة, انخفاض يموت, والقوة الميكانيكية الكافية للمكونات التي تنتجها الكتلة.

ADC12 مساواة سبائك الألومنيوم

• إنه H5302 "ADC12": المعيار الياباني لسبائك الصب العالي من السيليكون.
• و AC-alsi12cu: ما يعادل أوروبا, محدد في EN 1706.
• ASTM A383.0: التناظرية في أمريكا الشمالية, غالبًا ما يسمى A383.0 أو A383.1.

3. فلسفة التكوين والسبائك

التكوين الكيميائي الاسمي

فلسفة السبائك

1. تعظيم قابلية الصب:
   أهداف ADC12 9-12 % و, وضعه في الطرف العالي لسبائك الصب.
   يمنحك محتوى السيليكون القذيف ذوبان السائل الذي يملأ بشكل موثوق المليمتر الفرعي الجدران في دورات الحقن 5-10.
2. توازن القوة والليونة:
   مستويات النحاس (1.5-3.5 %) نقل القوة من خلال جزيئات al₂cu الناعمة, ومع ذلك ، تبقى منخفضة بما يكفي لتجنب الدموع الساخنة.
   إضافات المغنيسيوم (< 0.6 %) ثم السماح بالشيخوخة الاصطناعية دون تقليل قابلية الإملاء.
3. السيطرة على الشوائب:
   قبعات ضيقة على Fe, في, و PB يمنع intermetallics الهشية والضوائر السامة.
   شهادة المادة الخام المتسقة و الطيف OES الشيكات تأكد من أن كل ذوبان يبدأ في المواصفات.
4. دعم العلاجات بعد الصب:
   ADC12 MG و CU تمكين كليهما T5 (الشيخوخة المباشرة) و T6 (حل + شيخوخة) الإغراء.
   تختار المسابك T5 عندما تحتاج إلى الحد الأدنى من التشويه; T6 عندما يكون الحد الأقصى من الصلابة ومقاومة الزحف مسألة.

الناتجة عن البنية المجهرية

• شبكة AL -SI النامية: يتحول السيليكون الشبيه بالوحة إلى مورفولوجيا شبه ليفية تحت تعديل SR أو NA TRACE, تعزيز ليونة من 15-20 %.
• تشتت intermetallics: رواسب al₂cu و mg₂si توزع بشكل موحد, توفير القوة بدون مناطق هشة كبيرة.
• حجم الحبوب المكررة: تعمل جزيئات Al₆mn الناجمة عن المنغنيز كمواقع نووية, تسفر عن مصفوفة الألومنيوم المعادن التي تقاوم التكسير.

4. الخصائص الميكانيكية والفيزيائية لسبائك الألومنيوم ADC12

الخصائص الميكانيكية الصب

تأثير درجة الحرارة على الأداء الميكانيكي

الخصائص الفيزيائية

5. اعتبارات عملية الصب الخاصة بـ ADC12

أساسيات تموت الضغوط العالية (HPDC):

• الغرفة الباردة مقابل. غرفة ساخنة:
  ADC12, مثل معظم سبائك الألومنيوم, يموت الصب باستخدام غرفة باردة عملية HPDC.
  في هذه الطريقة, يتم غسل المعدن المنصهر من فرن خارجي عقد في غلاف "بارد" قبل أن يتم حقنه في تجويف الموت بالضغط العالي والسرعة.
  عادةً ما تستخدم آلات الغرفة الساخنة لسبائك نقاط الانصهار السفلية مثل الزنك والمغنيسيوم.
• دورة العملية: تتضمن دورة HPDC لسبائك الألومنيوم ADC12:
  1. يموت تزييت: تطبيق وكيل إطلاق على أسطح الموت.
  2. يموت إغلاق: يتم تثبيت نصفي الاثنين مع قوة عالية.
  3. حقن: يتم حقن ADC12 المنصهر في تجويف الموت بسرعة عالية (على سبيل المثال, 30-60 آنسة) والضغط.
  4. تكثيف: بعد ملء التجويف, يطبق مكبس المكثف ضغطًا أعلى للمساعدة في إطعام الانكماش وتحسين كثافة الصب.
  5. التصلب: يصلب الصب بسرعة تحت الضغط بسبب الاتصال بالفولاذ البارد نسبيًا.
  6. يموت الافتتاح: نصفي يموت منفصل.
  7. طرد: دبابيس القاذف تدفع الصب من الموت.

ADC12 المعلمات العملية الخاصة

يموت وتصميم البوابات

• موقع البوابة: ضع بوابات في أقسام أكثر سمكا لتعزيز التصلب الاتجاهي نحو الناهضين.
• تكوين الناهض: استخدم حجم الناهضين الجانبيين لتغذية الانكماش دون الإفراط في تعبئة التجويف.
• تهوية: دمج العوامل الصغيرة (0.05-0.1 مم) على طول خطوط الفراق للسماح للهواء المحاصر والبخار من تفاعلات الأعمدة المنصهرة للهروب.

السيطرة على العيوب

• الحد من المسامية: يُمزج توقيت التكثيف المحسّن مع الحشوة بمساعدة الفراغ أو الانحدار العالي الضغط لقطع مسامية الغاز إلى حد ما 60 %.
• الوقاية من الحراس الساخن: الحفاظ على نطاق تجميد دقيق عن طريق الحفاظ على CU أدناه 3.5% و MG تحت 0.6%. إذا لاحظت خطوط المسيل للدموع البسيطة في المحاكمات المختبرية, النظر في إضافة 0.01% Modifier SR لتحسين النصائح.
• تجنب طية أكسيد: ضمان ملء الصفحي عن طريق تحولات عداء 5 ز.

6. المعالجة الحرارية وتصلب العمر

يتيح لك تصميم سبائك ADC12 تخصيص القوة والصلابة من خلال العلاجات الحرارية التي يتم التحكم فيها. عن طريق اختيار دورة الشيخوخة الصحيحة, يمكنك التوازن بين المكاسب الميكانيكية ضد الاستقرار الأبعاد-حرجة للمكونات الدقيقة التي تموت.

شائعات شائعة: T5 و T6

تخصيص دورتك

1. علاج الحل (T6 فقط):
   • الحرارة ل 535 ± 5 درجة مئوية, نقع 3-5 ح لحل Cu و Mg في محلول صلب.
   • يقفل إخماد المياه السريعة في مصفوفة غير مشبعة "الأعمار" أثناء التسخين اللاحق.
2. شيخوخة:
   • T5: تخطي الحل والعمر في 160-170 درجة مئوية ل 4-6 ح مباشرة بعد الطرد.
   • T6: العمر في 160 درجة مئوية ل 8-10 ح بعد التبريد.
3. تبريد & استقامة:
   • خطة إضافية 2-4 ح في درجة حرارة الغرفة للاسترخاء في الإجهاد.
   • استخدم التثبيت الميكانيكي للضوء أثناء الشيخوخة لتصحيح أنماط التشويه المعروفة.

للنصيحة: قم بتشغيل مجموعة صغيرة من كتل المقياس لقياس التحولات الأبعاد قبل الإنتاج الكامل.

الآثار على البنية المجهرية

• T5 الشيخوخة: يترسب غرامة جزيئات mg₂si و al₂cu على طول حدود الحبوب, تعزيز قوة العائد مع الحد الأدنى.
• T6 الشيخوخة: يشجع كل من الرواسب داخل الخلايا والحدودية - تهدئة قوة الذروة ولكن تورط بعض شبكات si utectic, الذي يقلل قليلاً من المتانة.

الاستقرار الأبعاد والتشويه

7. العلاجات السطحية والتشطيب

تقليم, deburring, وبدلات الآلات

• تقليم & إزالة فلاش:
  • استخدام مكابس القطع المثبتة على الموت أو طحن CNC لإزالة البوابات والفلاش.
  • تهدف إلى ارتفاع الفلاش المتبقي ≤ 0.2 MM لتقليل العمل المصب إلى الحد الأدنى.
• deburring:
  • توظيف أدوات Deburring الهوائية أو الانتهاء من وسائل الإعلام الخزفية.
  • مستهدفة ارتفاعات لدغ ≤ 0.1 MM على أسطح التزاوج للتجميع السلس.
• مخصصات الآلات:
  • يمد 0.5-1.0 مم بدل على الأبعاد الحرجة (ثقوب الترباس, وجوه الختم).
  • لميزات الدقة الفائقة (± 0.05 مم), زيادة بدل 1.5 مم لتجنب إعادة العمل.

الطلاء التحويل الأنود والكرومات

طلاء مسحوق, اللوحة السائلة, والطلاء

• طلاء مسحوق:
  • التطبيق الإلكتروستاتيكي لمساحيق البوليستر أو الإبوكسي في 60-100 ميكرون DFT.
  • علاج في 180-200 درجة مئوية لمدة 10-15 دقيقة-تقاوم الخدش, الانتهاء من الأشعة فوق البنفسجية.
• اللوحة السائلة:
  • تم رش أنظمة البولي يوريثان المكونة من مكونين 40-80 ميكرون.
  • يقدم جماليات عالية اللمعان أو غير لامع; ودية للاتصال للإصلاحات.
• الطلاء الكهربائي:
  • الزنك (10-20 ميكرون) لحماية التآكل التآكل.
  • النيكل (5-15 ميكرون) لارتداء مقاومة وتألق الزخرفة.

التشريب لضرب التسرب

• تشرب الفراغ:
  • بعد الآلات, غمر الأجزاء في الايبوكسي أو الراتنج تحت < 5 KPA مكنسة.
  • يخترق الراتنجات الدقيقة الدقيقة; علاج في 80-100 درجة مئوية لمدة 10-20 دقيقة.
• أداء:
  • يحقق معدلات التسرب < 10⁻⁴ مل/دقيقة تحت 15 ضغط MPA.
  • مثالي للمباني الهيدروليكية, انتشار المبرد, وأي مكون معالجة السوائل.

8. مقاومة التآكل والمتانة

سلوك فيلم الأكسيد الطبيعي

مثل كل سبائك الألومنيوم, ADC12 يشكل بشكل طبيعي رقيقة, ملتصق, وأكسيد الألمنيوم الواقي (al₂o₃) طبقة عند تعرضها للأكسجين.

يوفر هذا الفيلم السلبي مقاومة أولية جيدة للتآكل في الظروف الجوية المعتدلة.

تصدع التآكل والتآكل في بيئات الكلوريد

• تآكل التآكل: يمكن لمحتوى النحاس في سبيكة الألومنيوم ADC12 أن يقلل من مقاومته لتآكل التآكل في البيئات المحتوية على الكلوريد (على سبيل المثال, الأجواء البحرية, تعرض الملح على الطريق) بالمقارنة مع سبائك الألمنيوم المنخفضة.
• تكسير التآكل (SCC): في حين أن سبائك الصب الممولة مثل ADC12 ليست عرضة بشكل عام ل SCC في الظروف الجوية النموذجية, يمكن أن يؤدي التعرض المطول للبيئات التآكل العدوانية تحت إجهاد الشد إلى القضايا, خاصة إذا لم يتم التحكم بشكل جيد في مستويات المغنيسيوم أو وجود عوامل تآكل محددة.

حماية وصيانة الطلاء

للخدمة في البيئات المسببة للتآكل, الطلاء الواقي (طلاء, معطف مسحوق, الطلاء التحويل) ضرورية لـ ADC12 لمنع التدهور والحفاظ على جاذبية جمالية.

يمكن أن يؤدي الفحص المنتظم وصيانة هذه الطلاء إلى زيادة عمر الخدمة.

9. التطبيقات الرئيسية وحالات استخدام الصناعة

مكونات السيارات

• علب النقل & علب الجرس:
  • معقد, هندسة رقيقة الجدران (≤ 1.5 مم) مع الرؤساء والأضلاع المتكاملة.
  • يجب تحمل ردود الفعل عزم الدوران حتى 5 KN · م ودرجات حرارة مستمرة من 120 درجة مئوية.
  • مثال على ذلك: تقارير كبرى OEM 20% وفورات الوزن و 30% تقليل وقت الدورة عن طريق التحول من A380 إلى سبيكة ADC12 الألومنيوم في حالات الإرسال خفيفة الوزن.
• أقواس المحرك & يتصاعد:
  • واجهات عالية الحمل (الشد 240 MPA; حياة التعب > 10⁶ دورات).
  • تتطلب التحمل الضيق ثقب (± 0.05 مم) لمحاذاة الترباس.
  • فائدة: يوفر T5 Redber من ADC12 أبعادًا مستقرة مع الحد الأدنى من التشويه بعد الصب (< 0.2 مم).
• مكابح الفرجار:
  • يجب أن تقاوم الضغوط الهيدروليكية حتى 25 MPA وركوب الدراجات الحرارية بين -40 درجة مئوية إلى 150 درجة مئوية.
  • التشرد السطحي يضمن تسرب الصفر في التجمعات الحرجة للسلامة.

إلكترونيات المستهلك & الإدارة الحرارية

• LED LED Heat-sink:
  • زعانف رقيقة (0.8-1.2 مم) تعظيم مساحة السطح, الاستفادة من الموصلية الحرارية ADC12 (100 ث/م · ك).
  • ADC12 Aluminium Alloy Cashings تحقيق RA 3 ميكرون, تحسين التصاق الواجهة الحرارية.
• قذائف الموصل & EMI Shields:
  • العلب العازلة الضيقة مع ميزات قفل المفاجئة المعقدة.
  • تتطلب التشطيبات السطحية العميقة لحماية التآكل- 10 سماكة ميكرون.

الصمامات الصناعية, مضخات & قوة السوائل

• أجسام المضخة الهيدروليكية & مشعبات الصمام:
  • مجموعات خالية من التسرب عالية الضغط (تم اختباره إلى 20 MPA) مع معارض الزيت الداخلية.
  • ختمات التشريب الفراغية, تسليم < 1 × 10⁻⁴ مل/دقيقة أسعار التسرب.
• علب الضاغط:
  • يجب أن تتحمل الضغوط الدورية والاختلالات الدورانية; تعب ADC12 (~ 70 ميجا باسكال في 10⁶ دورات) يضمن حياة الخدمة > 10 سنين.

الفضاء & تجهيزات الدفاع

• علب السيطرة-التمثيل:
  • تتطلب ± 0.1 MM التحمل و RA ≤ 2 ميكرون للواجهات الهيدروليكية على ارتفاعات وصولاً إلى - 60 درجة مئوية.
  • يعطي T6 Rember من ADC12 شد الشد 300 MPA مع استطالة ~ 2 %, تلبية معايير صلاحية طيران صارمة.
• أقواس هيكلية & يتصاعد:
  • الدعم الخفيف للوزن الصلب لعلم الطيران; دورات حرارية متكررة (- 55 ° C ل + 85 درجة مئوية) الطلب مستقر CTE (21 ميكرون/م · ك).

ناشئة & تطبيقات الأدوات السريعة

• 3إدراج نمط مطبوع:
  • استخدام أنماط الشمع المطبوعة المضافة أو البوليمر في HPDC يموت تسريع تكرار التصميم-التكلفة $500 لكل إدراج مقابل. $5 000 من أجل وفاة الصلب.
  • يتيح النماذج الأولية السريعة للسباق المعقدة في ص&D Aerospace و Motorsport.
• سيارة كهربائية (eV) مكونات توليد القوة:
  • أقواس الإسكان البطارية وأدوات نهاية المطاف EV-Motor تستفيد.
  • تقرير الشركات المصنعة 15 % انخفاض في وزن التجميع وتحسين الإدارة الحرارية مقارنة ببدائل الصلب.

10. سبائك الألومنيوم ADC12 مقارنة بالسبائك الأخرى

ملخص مقارنة السبائك

فيما يلي مقارنة موسعة تتضمن سبائك شائعة الإضافات للموت للمرجع الأوسع نطاقًا:

ADC12 مقابل. A380 (AA 3003-Series)

• سيولة & ملء الجدار الرقيق:
  ADC12 من 9-12 % SI يعطيها تدفقًا فائقًا في أقسام ملليمية دون مللي أمامي, في حين A380 (8-12 % و, أعلى النحاس) يملأ الجدران الأكثر سمكا قليلا بشكل أكثر موثوقية.
• قوة:
  A380 النحاس العالي (3.5-5 %) ويصل محتوى المغنيسيوم إلى نقاط قوة الشد 300 MPA (T5), عن 15 % فوق ADC12 260 الذروة MPA.
• تآكل & مقاومة الحرارة:
  كلا السبائك تشكل فيلمًا واقعيًا, لكن A380 يتسامح مع درجات حرارة تحت محرك السيارة 200 درجة مئوية مع فقدان قوة أقل.
• يكلف & القابلية للآلات:
  ADC12 يدير 5-10 % أرخص في الوظائف والآلات ذات الحجم الكبير أسهل-تمنح 20-30 % حياة الأدوات الأطول-أكثر من صلابة انخفاض في حالة الصب.

ADC12 مقابل. 6061 (سبيكة مطاربة معالجة بالحرارة)

• القابلية القابلية مقابل. تشكيل مطاوج:
  يتدفق ADC12 بسهولة إلى وفاة HPDC; 6061 يتطلب البثق أو التزوير ولا يمكن أن يلقي الجدران الرقيقة.
• الأداء الميكانيكي:
  6061-يوفر T6 نقاط قوة الشد من 310–350 ميجا باسكال مع 10-12 % استطالة - فار يتجاوز ADC12 260 MPA و 6 % استطالة.
• مرونة المعالجة الحرارية:
  6061 يدعم متعددة الإغراءات (T4, T6, T651) لأرصدة القوة المصممة خصيصًا, في حين أن ADC12 يقبل فقط T5/T6 مع استجابة محدودة.
• يكلف & كثافة:
  تكاليف ADC12 تقريبًا 30 % أقل لكل كيلوغرام في الأجزاء المصبوب. كلاهما يشترك في نفس الكثافة (2.70 ز/سم), لكن ADC12 يقلل من احتياجات الآلات الثانوية.

ADC12 مقابل. A356 (دقة سبيكة الصب)

• كيمياء السبائك:
  A356 يحمل ~ 7 % SI مع 0.3 % ملغ, التأكيد على قابلية المعالجة بالحرارة, بينما يستخدم ADC12 9-12 % SI وحتى 0.6 % ملغ للسيولة الفائقة.
• المعالجة الحرارية:
  في T6 مزاج, يصل شد A356 A356 إلى 230-270 ميجا باسكال - قابلة للتكيف مع T6 من ADC12 - ولكن يتطلب تصلبًا أبطأ وأقسامًا أكثر سمكًا لتجنب الشقوق الساخنة.
• الانتهاء من السطح & التفاصيل:
  يمنح التصلب الدقيق من A356 أسطحًا أكثر سلاسة (RA 1-2 ميكرون) VS ADC12's RA 3–6 µM, تفضيل الأجزاء التي يكون الانتهاء من مستحضرات التجميل أمرًا بالغ الأهمية.
• يكلف & وقت الدورة:
  دورات HPDC الأسرع في ADC12 (5-10 ق) والجدران الأرق تقطع وقت دورة جزئية بمقدار 20-30 % مقارنة ب A356 صب الألومنيوم, الذي يحتاج غالبًا إلى ملء أبطأ لإدارة التدرجات الحرارية.

11. خاتمة

توفر سبيكة الألمنيوم ADC12 مزيجًا قويًا من قابلية القابلية, الأداء الميكانيكي, و فعالية التكلفة.

توحيد JIS, العرض العالمي واسع النطاق, والتوافق مع HPDC يجعلها حجر الزاوية في التصنيع الحديث المميت.

من خلال فهم فلسفة صناعة السبائك, معلمات العملية, وخيارات الانتهاء, يعمل المهندسون على تحسين ADC12 للتطبيقات التي تتراوح من محرك السيارات إلى إلكترونيات دقيقة.

12. ADC12 2023 مخطط سعر RMB

الأسئلة المتداولة

ما هي سبيكة الألمنيوم ADC12?

عالي السيليكون, سبيكة الصب التي تموت النحاس موحدة بموجب JIS H5302, أي ما يعادل en AC-alsi12cu و ASTM A383.0.

هل يمكن أن يكون ADC12 مختلطًا?

نعم - ADC12 يقبل النوع II والنوع الثالث أنود, تحقيق طبقات من أكسيد الزخرفة والحماية تصل إلى 12 ميكرون سميك.

كيف يختلف ADC12 عن A380 في الخواص الميكانيكية?

يوفر ADC12 سيولة أفضل قليلاً وملء الجدار الرقيق, بينما يوفر A380 شدًا أعلى (حتى 300 MPA) ونقاط القوة.

ما هي خيارات المعالجة الحرارية الموجودة بعد T6 لـ ADC12?

بصرف النظر عن T5 و T6, المسابك تنطبق في بعض الأحيان T4 (الشيخوخة الطبيعية) للحصول على الحد الأدنى من التشويه أو دورات الشيخوخة المتخصصة للخصائص المصممة.

ما هو أفضل المعالجة السطحية التي تحمي ADC12 في البيئات البحرية?

مزيج من تحويل الكرومات و عالي البناء الايبوكسي أو PVDF الطلاء يمتد حماية التآكل بعد 2,000 H Salt-Spray التعرض.

ما هي إرشادات التصميم التي تعمل على تحسين أداء الصوب ADC12?

الحفاظ على سمك الجدار 1.5 مم, استخدم سمك القسم الموحد, توفير زوايا مسودة سخية (≥ 1 °), ووضع البوابات لضمان تصلب الاتجاه دون نقاط ساخنة.