Mastering ADC12 aluminiumslegering: Den ultimative die-casting-håndbog

1. Indledning

ADC12 Aluminiumslegering står som Japans førende høje silicium die-casting-legering, standardiseret under Bare H5302.

Kendetegnet ved dens afbalancerede fluiditet, Mekanisk styrke, og korrosionsbestandighed, ADC12 understøtter millioner af bilindustrien, Elektronik, og industrielle komponenter over hele verden.

Siden dens formelle vedtagelse i 1970'erne, ADC12 har spredt sig over Asien og Europa, Tilbyder støberier en pålidelig arbejdshest, der broer omkostningseffektivitet med ydeevne.

Udviklingen af ​​Al-Si-Cu-legeringer til støbning begyndte i det tidlige til midten af ​​det 20. århundrede, Drevet af behovet for materialer, der let kunne kastes i komplekse former med god styrke og dimensionel stabilitet.

ADC12 aluminiumslegering, og dets internationale kolleger, fik hurtigt fremtrædende karakter på grund af deres ekstraordinære die-fyldte kapaciteter og afbalanceret ejendomsprofil.

I dag, ADC12 er en af ​​de mest anvendte die casting -legeringer globalt, især udbredt i Asien og i stigende grad anerkendt og udnyttet i Nordamerika og Europa, ofte under ækvivalente betegnelser.

Dens allestedsnærværende stammer fra dens evne til at imødekomme kravene til produktion med høj volumen til industrier som Automotive, Elektronik, og forbrugsvarer.

2. ADC12 Aluminiumslegeringsbetegnelse og baggrund

JIS -nummereringssystem og ækvivalens (ADC12 ≈ A383/A383.0)

"ADC" i ADC12 står for "Aluminium Die Casting" inden for den japanske industristandard (Han) system.

Antallet “12” adskiller det fra andre aluminiumsstøbningslegeringer baseret på dets specifikke sammensætningsintervaller.

Internationalt, ADC12 er meget ens og betragtes ofte som ækvivalent med ASTM B85 Alloy A383 (eller A383.0) I Nordamerika.

Mens mindre variationer i urenhedsgrænser eller specifikke elementområder kan eksistere mellem standarderne, Deres grundlæggende egenskaber og anvendelse af egnethed er stort set udskiftelige.

Evolution af al-si-cu casting-legeringer i Japan

Den japanske industri spillede en betydelig rolle i raffinering af al-Si-Cu die casting-legeringer til applikationer, der krævede præcision og høj produktivitet, især inden for bil- og elektronik sektorer.

Standardiseringen af ​​legeringer som ADC12 letter ensartet kvalitet og ydeevne, bidrager til væksten af ​​Japans produktionsdygtighed.

Disse legeringer blev udviklet til at tilbyde en optimal fluiditetsbalance, Lav die klæber, og tilstrækkelig mekanisk styrke til masseproducerede komponenter.

ADC12 Aluminiumslegeringækvivalenter

• Han er H5302 'ADC12': Den japanske standard for høj-silicium AL-SI-Cu Die-Casting Alloy.
• Og ac-alsi12cu: Europas ækvivalent, specificeret i en 1706.
• ASTM A383.0: Nordamerikansk analog, Ofte kaldet A383.0 eller A383.1.

3. Sammensætning og legeringsfilosofi

Nominel kemisk sammensætning

Legeringsfilosofi

1. Maksimerer støbeligheden:
   ADC12 -mål 9–12 % Og, Placering af det i den høje ende for die-casting-legeringer.
   Det eutektiske siliciumindhold giver dig en flydende smelte, der pålideligt fyldes Undermillimeter vægge i 5-10 s injektionscyklusser.
2. Balancestyrke og duktilitet:
   Kobberniveauer (1.5–3,5 %) Forpart styrke gennem fine al₂cu -partikler, forbliver alligevel lav nok til at undgå varme tårer.
   Magnesiumtilsætninger (< 0.6 %) Tillad derefter kunstig aldring uden at reducere castability.
3. Kontroller urenheder:
   Stramme hætter på Fe, I, og PB forhindrer sprøde intermetalliske og giftige indeslutninger.
   Konsekvent certificering af råmateriale og OES -spektrometri kontroller sikrer, at hver smelte starter inden for spec.
4. Support efter castede behandlinger:
   ADC12s MG og CU aktiverer begge dele T5 (Direkte aldring) og T6 (løsning + aldring) frister.
   Støberier vælger T5, når du har brug for minimal forvrængning; T6 Når maksimal hårdhed og krybningsmodstand betyder noget.

Resulterende mikrostruktur

• Fine eutektiske AL ​​- SI -netværk: Pladelignende silicium omdannes til en semi-fibrøs morfologi under sporing af SR eller NA-modifikatorer, Boosting duktilitet med 15-20 %.
• Spredt intermetallik: Al₂cu og mg₂si udfælder distribuerer ensartet, Tilvejebringelse af styrke uden store sprøde zoner.
• Raffineret kornstørrelse: Mangan-inducerede Al₆mn-partikler fungerer som nucleationssteder, giver en equiaxed aluminiumsmatrix, der modstår revner.

4. Mekaniske og fysiske egenskaber ved ADC12 aluminiumslegering

Som mekaniske egenskaber

Påvirkning af temperatur på mekanisk ydeevne

Fysiske egenskaber

5. Die casting -processer for ADC12

Fundamentals of High-Pressure Die Casting (HPDC):

• Koldkammer vs. Varmt kammer:
  ADC12, Som de fleste aluminiumslegeringer, Die casting Brug af Koldkammer HPDC -proces.
  I denne metode, Smeltet metal er ladet fra en ekstern opbevaringsovn i et "koldt" skud ærme, før de indsprøjtes i dysehulen ved højt tryk og hastighed.
  Varmkammermaskiner bruges typisk til lavere smeltepunktlegeringer som zink og magnesium.
• Procescyklus: HPDC -cyklus for ADC12 aluminiumslegering involverer:
  1. Die smøring: Anvendelse af en frigørelsesagent på die -overfladerne.
  2. Dø lukning: De to die -halvdele er fastklemt sammen med høj kraft.
  3. Indsprøjtning: Smeltet ADC12 injiceres i diehulen i høj hastighed (F.eks., 30-60 m/s) og pres.
  4. Intensivering: Efter hulrummet er fyldt, En intensivatorstempel gælder endnu højere pres for at hjælpe med at fodre krympning og forbedre støbningstætheden.
  5. Størkning: Støbningen størkner hurtigt under pres på grund af kontakt med den relativt kølige stål matrice.
  6. Dø åbning: Die -halvdele separate.
  7. Ejekter: Ejector -stifter skubber støbningen ud af matrisen.

ADC12-specifikke procesparametre

Dø og gating design

• Gate placering: Placer porte i de tykeste sektioner for at fremme retningsbestemt størkning mod stigerør.
• Riser -konfiguration: Brug side-og-top-stigerør, der er dimensioneret til at fodre krympning uden at pakke hulrummet.
• Ventilation: Inkorporere mikroventiler (0.05–0,1 mm) Langs afskedslinjer for at tillade fanget luft og damp fra smeltede skum-interaktioner for at flygte.

Kontrol af defekter

• Porøsitetsreduktion: Kombiner optimeret intensiveringstiming med vakuumassisteret påfyldning eller højtryksafgasning for at skære gasporøsitet med op til 60 %.
• Forebyggelse af hot-tear: Oprethold et præcist fryseområde ved at holde CU nedenfor 3.5% og mg under 0.6%. Hvis du observerer mindre tårelinjer i laboratorieforsøg, Overvej at tilføje 0.01% SR -modifikator for at forfine eutektisk.
• Undgåelse af oxidfold: Sørg for et laminært fyld ved at udjævne løberovergange og kontrollere stempletacceleration til under 5 g.

6. Varmebehandling og aldershærdning

ADC12s legeringsdesign giver dig mulighed for at skræddersy styrke og hårdhed gennem kontrollerede varmebehandlinger. Ved at vælge den rigtige aldringscyklus, Du balanserer mekaniske gevinster mod dimensionel stabilitet-kritisk for præcisionsstøbte komponenter.

Almindelige frister: T5 og T6

Skræddersy din cyklus

1. Løsningsbehandling (Kun T6):
   • Varme til 535 ± 5 ° C., Blødlægges for 3–5 timer At opløse Cu og Mg i en solid løsning.
   • Hurtigt vand slukker låse i en overmættet matrix, der "aldre" under efterfølgende opvarmning.
2. Aldring:
   • T5: Spring opløsning og alder ved 160–170 ° C. for 4–6 timer Umiddelbart efter udkast.
   • T6: Alder ved 160 ° C. for 8–10 timer Efter slukning.
3. Afkøling & Retning:
   • Planlæg en ekstra 2–4 timer Ved stuetemperatur for stressafslapning.
   • Brug let mekanisk fixtur under aldring for at rette kendte forvrængningsmønstre.

Til spidsen: Kør en lille batch af gauge-blokke for at kvantificere dimensionelle forskydninger inden produktion i fuld skala.

Effekter på mikrostruktur

• T5 aldring: Udfælder fine mg₂si- og al₂cu -partikler langs korngrænser, øge udbyttestyrken med minimal grovhed.
• T6 aldring: Opmuntrer både intragranulære og grænseudfældning - levering af topstyrke, men grov nogle si eutektiske netværk, som lidt reducerer sejhed.

Dimensionel stabilitet og forvrængning

7. Overfladebehandlinger og efterbehandling

Trimning, Afskrivning, og bearbejdningsgodtgørelser

• Trimning & Fjernelse af flash:
  • Brug die-monterede trimpresser eller CNC fræsning For at fjerne porte og flash.
  • Sigt efter en rest flashhøjde ≤ 0.2 MM for at minimere nedstrøms arbejde.
• Afskrivning:
  • Anvend pneumatiske afgrænsningsværktøjer eller tumble efterbehandling med keramiske medier.
  • Mål Burrhøjder ≤ 0.1 MM på parringsoverflader til glat samling.
• Bearbejdning af kvoter:
  • Sørg for 0.5–1,0 mm Tillæg på kritiske dimensioner (Bolthuller, Forseglingsflader).
  • For ultra-præcisionsfunktioner (± 0.05 mm), Forøg godtgørelse til 1.5 mm for at undgå genarbejde.

Anodisering og chromatkonverteringsbelægninger

Pulverbelægning, Flydende maleri, og plettering

• Pulverbelægning:
  • Elektrostatisk anvendelse af polyester- eller epoxy -pulvere ved 60–100 um Dft.
  • Hærd kl 180–200 ° C. I 10-15 minutter-Yields Scratch-resistente, UV-stabil finish.
• Flydende maleri:
  • To-komponent polyurethan-systemer sprayet til 40–80 um.
  • Tilbyder højglans eller mat æstetik; Touch-up venlige til reparationer.
• Elektroplettering:
  • Zink (10–20 um) til offerkorrosionsbeskyttelse.
  • Nikkel (5–15 um) til slidstyrke og dekorativ glans.

Imprægnering til lækketæthed

• Vakuumimprægnering:
  • Efter bearbejdning, nedsænkningsdele i epoxy eller harpiks under < 5 KPA vakuum.
  • Harpiks trænger ind i mikroporøsitet; kur kl 80–100 ° C. i 10-20 minutter.
• Præstation:
  • opnår lækagehastigheder < 10⁻⁴ ml/min under 15 MPA -tryk.
  • Ideel til hydrauliske huse, Kølemiddelmanifolds, og enhver væskehåndteringskomponent.

8. Korrosionsbestandighed og holdbarhed

Naturlig oxidfilmadfærd

Som alle aluminiumslegeringer, ADC12 danner naturligt en tynd, vedhæftende, og beskyttende aluminiumoxid (Al₂o₃) lag, når det udsættes for ilt.

Denne passive film giver god indledende korrosionsbestandighed i milde atmosfæriske forhold.

Pitting og stresskorrosion revner i chloridmiljøer

• Pitting korrosion: Kobberindholdet i ADC12-aluminiumslegering kan reducere sin modstand mod pittingskorrosion i chloridholdige miljøer (F.eks., Marine atmosfærer, Vejsalteksponering) Sammenlignet med aluminiumslegeringer med lav kobling.
• Stresskorrosionskrakning (SCC): Mens al-Si-Cu die casting-legeringer som ADC12 generelt ikke er meget modtagelige for SCC i typiske atmosfæriske forhold, Langvarig eksponering for aggressive ætsende miljøer under trækspænding kan potentielt føre til problemer, Især hvis magnesiumniveauer ikke er godt kontrollerede, eller der er specifikke ætsende midler til stede.

Belægningsbeskyttelse og vedligeholdelse

Til service i ætsende miljøer, beskyttelsesbelægninger (maling, pulvercoat, Konverteringsbelægninger) er vigtige for ADC12 for at forhindre nedbrydning og opretholde æstetisk appel.

Regelmæssig inspektion og vedligeholdelse af disse belægninger kan yderligere forlænge levetiden.

9. Nøgleapplikationer og branchebrugssager

Automotive komponenter

• Transmissionshuse & Klokkehuse:
  • Kompleks, Tyndvæggede geometrier (≤ 1.5 mm) med integrerede chefer og ribben.
  • Skal modstå drejningsmomentreaktioner op til 5 kn · m og kontinuerlige temperaturer på 120 ° C..
  • Et eksempel: En stor OEM rapporterer 20% Vægtbesparelser og 30% Reduktion af cyklustid ved at skifte fra A380 til ADC12 aluminiumslegering i lette transmissionssager.
• Motorbeslag & Monteringer:
  • Høje belastningsgrænseflader (træk 240 MPA; træthed liv > 10⁶ cykler).
  • Kræv stramme hullertolerancer (± 0.05 mm) Til boltjustering.
  • Fordel: ADC12s T5-temperatur leverer stabile dimensioner med minimal poststøbt forvrængning (< 0.2 mm).
• Bremsekaliperhuse:
  • Skal modstå hydraulisk pres op til 25 MPA og termisk cykling mellem –40 ° C til 150 ° C..
  • Overfladeprægnering sikrer nul lækage i sikkerhedskritiske samlinger.

Forbrugerelektronik & Termisk styring

• LED heat-sink-huse:
  • Tynde finner (0.8–1,2 mm) Maksimer overfladearealet, Udnyttelse af ADC12s termiske ledningsevne (100 W/m · k).
  • ADC12 aluminiumslegeringsstøbning opnå ra ≈ 3 µm, Forbedring af termisk grænsefladeadhæsion.
• Stikskaller & Emi Shields:
  • Stramme dielektriske huse med indviklede snap-lock-funktioner.
  • Kræver dybtgående overfladefinish for korrosionsbeskyttelse-ofte anodiseret til 10 µm tykkelse.

Industrielle ventiler, Pumper & Fluideffekt

• Hydrauliske pumpelegemer & Ventilmanifolds:
  • Højtrykslækagefrie samlinger (testet til 20 MPA) Med interne oliegallerier.
  • Vakuumimprægnering forsegler mikro-porøsitet, leverer < 1 × 10⁻⁴ ml/min lækagehastigheder.
• Kompressorhus:
  • Skal udholde cykliske pres og rotationsubalance; ADC12s træthedsudholdenhed (~ 70 MPa ved 10 ⁶ cyklusser) sikrer levetid > 10 år.

Rumfart & Forsvarsfittings

• Kontrol-aktuatorhuse:
  • Kræv ± 0.1 mm tolerancer og ra ≤ 2 µm til hydrauliske grænseflader i højder ned til - 60 ° C..
  • ADC12s T6 -temperatur giver træk op til 300 MPA med forlængelse ~ 2 %, Møde streng luftdygtighedsstandarder.
• Strukturelle parenteser & Monteringer:
  • Letvægt, men alligevel stive støtter til avionik; Gentagne termiske cyklusser (– 55 ° C til + 85 ° C.) Efterspørgsel stabilt CTE (21 µm/m · k).

Dukker op & Rapid-tooling applikationer

• 3D-trykte mønsterindsatser:
  • Brug af additivprintede voks- eller polymermønstre i HPDC Dies Accelerer Design Iteration-Tilbagetrækning $500 pr. indsats vs. $5 000 til stål dør.
  • Aktiverer hurtig prototype af komplekse støbegods i R&D Aerospace og Motorsport.
• Elektrisk køretøj (Ev) Drivlinjekomponenter:
  1.
  • Producenter rapporterer 15 % Reduktion i samlingsvægt og forbedret termisk styring sammenlignet med stålalternativer.

10. ADC12 aluminiumslegering sammenlignet med andre legeringer

Sammendrag af legering

Her er en udvidet sammenligning, der inkluderer yderligere almindelige die-casting-legeringer til bredere reference:

ADC12 vs.. A380 (AA 3003-serie)

• Fluiditet & Udfyldning af tyndvæg:
  ADC12s 9–12 % Si giver det overlegen strømning i sektioner under millimeter, hvorimod A380 (8–12 % Og, Højere Cu) fyldes lidt tykkere vægge mere pålideligt.
• Styrke:
  A380's højere kobber (3.5–5 %) og magnesiumindhold giver trækstyrker op til 300 MPA (T5), om 15 % Over ADC12'er 260 MPA Peak.
• Korrosion & Varmebestandighed:
  Begge legeringer danner en beskyttende al₂o₃ -film, Men A380 tolererer temperaturer under hætten op til 200 ° C med mindre styrketab.
• Koste & Bearbejdningsevne:
  ADC12 kører 5–10 % Billigere i højvolumen job og maskiner lettere-at give 20–30 op 20–30 % Længere værktøjsliv-tak for at sænke hårdheden i den støbte tilstand.

ADC12 vs.. 6061 (Varmebehandlingsbehandlet legering)

• Castability vs.. Smedformning:
  ADC12 strømmer let ind i HPDC dør; 6061 Kræver ekstrudering eller smedning og kan ikke kaste tynde vægge.
• Mekanisk ydeevne:
  6061-T6 leverer trækstyrker på 310–350 MPa med 10–12 % Forlængelse - FAR overstiger ADC12'er 260 MPA og 6 % Forlængelse.
• Varmebehandlingsfleksibilitet:
  6061 Understøtter flere frister (T4, T6, T651) For skræddersyet styrke -ductions -balance, Mens ADC12 kun accepterer T5/T6 med begrænset respons.
• Koste & Densitet:
  ADC12 koster groft 30 % mindre pr. kg i støbte dele. Begge deler den samme densitet (2.70 g/cm³), Men ADC12 reducerer sekundære bearbejdningsbehov.

ADC12 vs.. A356 (Præcision Die-Casting Alloy)

• Legeringskemi:
  A356 bærer ~ 7 % Si med 0.3 % Mg, understreger varmebehandlingsbarhed, hvorimod ADC12 bruger 9–12 % Si og op til 0.6 % MG for overlegen fluiditet.
• Varmebehandling:
  I T6 temperament, A356 når 230–270 MPa -træk - sammenlignelig med ADC12s T6 - men kræver langsommere størkning og tykkere sektioner for at undgå varme revner.
• Overfladefinish & Detalje:
  A356s finere størkning giver glattere som støbte overflader (RA 1-2 um) VS ADC12's RA 3–6 um, At favorisere dele, hvor kosmetisk finish er kritisk.
• Koste & Cyklustid:
  ADC12s hurtigere HPDC -cyklusser (5–10 s) og tyndere vægge skåret delcyklustid med 20-30 % sammenlignet med A356 støbning af aluminium, som ofte har brug for et langsommere fyld for at styre termiske gradienter.

11. Konklusion

ADC12 aluminiumslegering leverer en robust kombination af rollebesætning, Mekanisk ydeevne, og omkostningseffektivitet.

Dens JIS -standardisering, omfattende global forsyning, Og kompatibilitet med HPDC gør det til en hjørnesten i moderne die-cast-fremstilling.

Ved at forstå dens legeringsfilosofi, procesparametre, og efterbehandlingsmuligheder, Ingeniører optimerer ADC12 til applikationer, der spænder fra bilindustrien til præcisionselektronik.

12. ADC12 2023 RMB -prisdiagram

Ofte stillede spørgsmål

Hvad er ADC12 aluminiumslegering?

Et højt silicium, Kobberbærende die-casting-legering standardiseret under JIS H5302, ækvivalent til en ac-alsi12cu og ASTM A383.0.

Kan ADC12 anodiseres?

Ja - ADC12 accepterer type II og type III anodisering, opnå dekorative og beskyttende oxidlag op til 12 µm tyk.

Hvordan adskiller ADC12 sig fra A380 i mekaniske egenskaber?

ADC12 tilbyder lidt bedre fluiditet og tyndvægsfyldning, mens A380 leverer højere træk (op til 300 MPA) og udbytte styrker.

Hvilke varmebehandlingsmuligheder findes ud over T6 for ADC12?

Bortset fra T5 og T6, Støberier gælder undertiden T4 (naturlig aldring) Til minimal forvrængning eller specialiserede dobbelt-aging cyklusser til skræddersyede egenskaber.

Hvilken overfladebehandling beskytter bedst ADC12 i marine miljøer?

En kombination af Chromatkonvertering og Højbygget epoxy- eller PVDF-belægninger udvider korrosionsbeskyttelse ud over 2,000 H saltspray-eksponering.

Hvilke designretningslinjer optimerer ADC12s die-casting-præstation?

Oprethold vægtykkelse ≥ 1.5 mm, Brug ensartet sektionstykkelse, Giv generøse trækvinkler (≥ 1 °), og placering af porte for at sikre retningsstørrelse uden hot spots.