Mastering ADC12 aluminiumslegering: Den ultimate die-casting-håndboken

1. Introduksjon

ADC12 aluminiumslegering står som Japans fremste høy-silisium-støpelegering, standardisert under Bare H5302.

Preget av dens balanserte fluiditet, Mekanisk styrke, og korrosjonsmotstand, ADC12 underbygger millioner av bil, Elektronikk, og industrielle komponenter over hele verden.

Siden dens formelle adopsjon på 1970 -tallet, ADC12 har spredd seg over Asia og Europa, Tilbyr støperier en pålitelig arbeidshest som broer kostnadseffektivitet med ytelse.

Utviklingen av al-Si-CU-legeringer for støping begynte på begynnelsen av midten av 1900-tallet, Drevet av behovet for materialer som lett kan kastes i komplekse former med god styrke og dimensjonell stabilitet.

ADC12 aluminiumslegering, og dens internasjonale kolleger, fikk raskt prominens på grunn av deres eksepsjonelle die-fyllingsevner og balansert eiendomsprofil.

I dag, ADC12 er en av de mest brukte die casting -legeringene globalt, Spesielt utbredt i Asia og stadig mer anerkjent og brukt i Nord -Amerika og Europa, ofte under tilsvarende betegnelser.

Ubikiteten stammer fra den, Elektronikk, og forbruksvarer.

2. ADC12 aluminiumlegeringsbetegnelse og bakgrunn

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

"ADC" i ADC12 står for "aluminium die casting" innen den japanske industrielle standarden (Han) system.

Antallet “12” skiller det fra andre aluminiumsdie -støpegeringer basert på dens spesifikke komposisjonsområder.

Internasjonalt, ADC12 er veldig lik og ofte ansett som ekvivalent med ASTM B85 -legering A383 (eller A383.0) i Nord -Amerika.

Mens mindre variasjoner i urenhetsgrenser eller spesifikke elementområder kan eksistere mellom standardene, deres grunnleggende egenskaper og bruksegnethet er stort sett utskiftbare.

Evolution of Al-Si-Cu Casting-legeringer i Japan

Japansk industri spilte en betydelig rolle i å raffinere Al-Si-Cu støpelegeringer for applikasjoner som krever presisjon og høy produktivitet, spesielt innen bil- og elektronikksektoren.

Standardiseringen av legeringer som ADC12 muliggjorde konsistent kvalitet og ytelse, som bidrar til veksten av Japans produksjonsdyktighet.

Disse legeringene ble utviklet for å tilby en optimal balanse av flyt, lav dysefesting, og tilstrekkelig mekanisk styrke for masseproduserte komponenter.

ADC12 aluminiumslegeringsekvivalenter

• JIS H5302 "ADC12": Den japanske standarden for høysilisium Al-Si-Cu støpelegering.
• OG AC-AlSi12Cu: Europas ekvivalent, spesifisert i EN 1706.
• ASTM A383.0: Nordamerikansk analog, ofte kalt A383.0 eller A383.1.

3. Komposisjon og legeringsfilosofi

Nominell kjemisk sammensetning

Legeringsfilosofi

1. Maksimer støpeevnen:
   ADC12-mål 9–12 % Og, plassere den i den høye enden for støpelegeringer.
   Det eutektiske silisiuminnholdet gir deg en flytende smelte som fylles pålitelig sub-millimeter vegger i 5–10 s injeksjonssykluser.
2. Balanse styrke og duktilitet:
   Kobbernivåer (1.5–3,5 %) gi styrke gjennom fine Al₂Cu-partikler, men forbli lav nok til å unngå varme tårer.
   Magnesium tilsetninger (< 0.6 %) Tillat deretter kunstig aldring uten å redusere støpbarhet.
3. Kontroller urenheter:
   Tette luer på Fe, I, og PB forhindrer sprø intermetalliske og giftige inneslutninger.
   Konsistent råmateriell-sertifisering og OES -spektrometri Sjekker sørger for at hver smelte starter innen spesifikasjonen.
4. Støtt behandling etter støpte:
   ADC12s MG og CU aktiverer begge deler T5 (direkte aldring) og T6 (løsning + aldring) frister.
   Støperier velger T5 når du trenger minimal forvrengning; T6 når maksimal hardhet og krypmotstand betyr noe.

Resulterende mikrostruktur

• Fin eutektisk Al - Si -nettverk: Plate-lignende silisium forvandles til en semifibisk morfologi under spor SR eller NA-modifikatorer, øke duktiliteten med 15–20 %.
• Spredte intermetallics: Al₂cu og mg₂si utfeller fordel, gir styrke uten store sprø soner.
• Raffinert kornstørrelse: Mangan-induserte AL₆MN-partikler fungerer som kjernefysningssteder, gir en like stor aluminiumsmatrise som motstår sprekker.

4. Mekaniske og fysiske egenskaper ved ADC12 aluminiumslegering

Som støpte mekaniske egenskaper

Påvirkning av temperatur på mekanisk ytelse

Fysiske egenskaper

5. Die Casting Process betraktninger for ADC12

Grunnleggende om høytrykksdie casting (HPDC):

• Kaldkammer vs. Varmt kammer:
  ADC12, som de fleste aluminiumslegeringer, die casting Bruke kaldt kammer HPDC -prosess.
  I denne metoden, smeltet metall er skylt fra en ekstern holderovn i en "kald" skuddhylse før den blir injisert i matrisen ved høyt trykk og hastighet.
  Hot kammermaskiner brukes vanligvis til lavere smeltepunktlegeringer som sink og magnesium.
• Prosesssyklus: HPDC -syklusen for ADC12 aluminiumslegering involverer:
  1. Die smøring: Bruke et utgivelsesmiddel på dyseoverflatene.
  2. Dør lukking: De to dø -halvdelene er klemt sammen med høy kraft.
  3. Injeksjon: Smeltet ADC12 injiseres i dysehulen med høy hastighet (F.eks., 30-60 m/s) og press.
  4. Intensivering: Etter at hulrommet er fylt, Et forsterkerstempel bruker enda høyere trykk for å hjelpe til med å krympe og forbedre støpt tetthet.
  5. Størkning: Støpingen stivner raskt under press på grunn av kontakt med den relativt kule ståldyen.
  6. Dør åpning: Diehalvdelene skiller seg.
  7. Utkast: Ejektorpinner skyver støpet ut av matrisen.

ADC12-spesifikke prosessparametere

Dø og gating design

• Portplassering: Plasser porter i de tykkeste seksjonene for å fremme retningsbestemt størkning mot stigerør.
• Riser -konfigurasjon: Bruk side-og-topp stigerørstørrelse for å mate krymping uten overpakking av hulrommet.
• Ventilasjon: Inkluder mikroventiler (0.05–0,1 mm) Langs avskjedslinjer for å tillate fanget luft og damp fra smeltet-skum-interaksjoner for å unnslippe.

Kontrollerende feil

• Porøsitetsreduksjon: Kombiner optimalisert intensiveringstiming med vakuumassistert fylling eller høytrykks-avgassing for å kutte gassporøsitet med opp til 60 %.
• Forebygging av hot-tear: Oppretthold et presist frysepunkt ved å holde CU nedenfor 3.5% og MG under 0.6%. Hvis du observerer mindre tårelinjer i laboratorieforsøk, Vurder å legge til 0.01% SR -modifiserer for å avgrense eutektikken.
• Oksydfold unngåelse: Sikre et laminært fyll ved å utjevne løperoverganger og kontrollere stempelakselerasjon til under 5 g.

6. Varmebehandling og aldersherding

ADC12s legeringsdesign lar deg skreddersy styrke og hardhet gjennom kontrollerte varmebehandlinger. Ved å velge riktig aldringssyklus, Du balanserer mekaniske gevinster mot dimensjonsstabilitet-Kritisk for presisjonsdøskede komponenter.

Vanlige frister: T5 og T6

Skreddersyr syklusen din

1. Løsningsbehandling (Bare t6):
   • Varme til 535 ± 5 ° C., suge for 3–5 h å oppløse Cu og Mg til en solid løsning.
   • Rask vannslukning låses i en overmettet matrise som "aldre" under påfølgende oppvarming.
2. Aldring:
   • T5: Hopp over løsning og alder på 160–170 ° C. til 4–6 h umiddelbart etter utkast.
   • T6: Alder på 160 ° C. til 8–10 h Etter å ha slukket.
3. Kjøling & Rette:
   • Planlegg en ekstra 2–4 h Ved romtemperatur for stressavslapping.
   • Bruk lysmekanisk løsning under aldring for å korrigere kjente forvrengningsmønstre.

For tipset: Kjør en liten gruppe måleblokker for å kvantifisere dimensjonale skift før fullskala produksjon.

Effekter på mikrostruktur

• T5 aldring: Utfeller fine Mg₂si og Al₂cu -partikler langs korngrenser, øke avkastningsstyrken med minimal groving.
• T6 aldring: Oppfordrer både intragranulær og grenseutfeller - leverer toppstyrke, men grovt noen eutektiske nettverk, Noe som reduserer seigheten litt.

Dimensjonell stabilitet og forvrengning

7. Overflatebehandlinger og etterbehandling

Trimming, Avbør, og maskineringskvoter

• Trimming & Flashfjerning:
  • Bruk die-monterte trimpresser eller CNC fresing For å fjerne porter og blits.
  • Sikt på en gjenværende blithøyde ≤ 0.2 mm for å minimere nedstrøms arbeid.
• Avbør:
  • Bruk pneumatiske avbyggende verktøy eller tumblebehov med keramiske medier.
  • Mål Burr Heights ≤ 0.1 mm på parringsflater for jevn montering.
• Maskineringskvoter:
  • Oppgi 0.5–1,0 mm Tillatelse til kritiske dimensjoner (bolt hull, tetningsansikter).
  • For ultrapresisjonsfunksjoner (± 0.05 mm), øke godtgjørelsen til 1.5 mm for å unngå å jobbe på nytt.

Anodisering og kromatkonverteringsbelegg

Pulverbelegg, Flytende maleri, og plettering

• Pulverbelegg:
  • Elektrostatisk påføring av polyester- eller epoksypulver ved 60–100 um Dft.
  • kur på 180–200 ° C. i 10–15 minutter-skrapesikre riper, UV-stabil finish.
• Flytende maleri:
  • To-komponent polyuretansystemer sprayet til 40–80 um.
  • tilbyr høyglans eller matt estetikk; Touch-up vennlig for reparasjoner.
• Elektroplatering:
  • Sink (10–20 um) for ofre for å ofre korrosjon.
  • Nikkel (5–15 um) for slitasje motstand og dekorativ glans.

Impregnering for lekkasjetetthet

• Vakuumimpregnering:
  • Etter maskinering, senke deler i epoksy eller harpiks under < 5 KPA vakuum.
  • Harpiks trenger inn mikroporøsitet; kur på 80–100 ° C. i 10–20 minutter.
• Ytelse:
  • oppnår lekkasjehastigheter < 10⁻⁴ ml/min under 15 MPA -trykk.
  • Ideell for hydrauliske hus, Kjølemediummanifolder, og enhver fluidhåndteringskomponent.

8. Korrosjonsmotstand og holdbarhet

Naturlig oksidfilmatferd

Som alle aluminiumslegeringer, ADC12 danner naturlig en tynn, tilhenger, og beskyttende aluminiumoksyd (Al₂o₃) lag når det blir utsatt for oksygen.

Denne passive filmen gir god innledende korrosjonsmotstand under milde atmosfæriske forhold.

Pitting og stress-korrosjonssprekker i kloridmiljøer

• Pitting korrosjon: Kobberinnholdet i ADC12 aluminiumslegering kan redusere motstanden mot pittingkorrosjon i kloridholdige miljøer (F.eks., Marine atmosfærer, veisalteksponering) Sammenlignet med aluminiumslegeringer med lite kobber.
• Stress-korrosjonssprekker (SCC): Mens Al-Si-Cu die støpelegeringer som ADC12 generelt ikke er svært utsatt for SCC under typiske atmosfæriske forhold, Langvarig eksponering for aggressive etsende miljøer under strekkstress kan potensielt føre til problemer, Spesielt hvis magnesiumnivåer ikke er godt kontrollerte eller spesifikke etsende midler er til stede.

Beskyttelse og vedlikehold av belegg og vedlikehold

For service i etsende miljøer, Beskyttende belegg (maling, pulverbelegg, Konverteringsbelegg) er avgjørende for ADC12 for å forhindre nedbrytning og opprettholde estetisk appell.

Regelmessig inspeksjon og vedlikehold av disse beleggene kan forlenge levetiden ytterligere.

9. Nøkkelapplikasjoner og bransjens brukssaker

Bilkomponenter

• Overføringshus & Bell Housings:
  • Kompleks, tynnveggede geometrier (≤ 1.5 mm) med integrerte sjefer og ribbeina.
  • Må tåle momentreaksjoner opp til 5 kn · m og kontinuerlige temperaturer på 120 ° C..
  • Sak: En stor OEM rapporterer 20% Vektbesparelser og 30% Syklustidsreduksjon ved å bytte fra A380 til ADC12 aluminiumslegering i lette overføringssaker.
• Motorbraketter & Monteringer:
  • Høy belastningsbærende grensesnitt (strekk 240 MPA; Tretthetsliv > 10⁶ sykluser).
  • Krev stramme hulltoleranser (± 0.05 mm) for boltjustering.
  • Fordel: ADC12s T5-temperament leverer stabile dimensjoner med minimal forvrengning etter støpt (< 0.2 mm).
• Bremseklavehus:
  • Må motstå hydrauliske trykk opp til 25 MPA og termisk sykling mellom –40 ° C til 150 ° C..
  • Overflateimpregnering sikrer null lekkasje i sikkerhetskritiske samlinger.

Forbrukerelektronikk & Termisk styring

• LED varmesinkhus:
  • Tynne finner (0.8–1,2 mm) Maksimer overflatearealet, utnytte ADC12s varmeledningsevne (100 W/m · k).
  • ADC12 aluminiumslegerings støping oppnår ra ≈ 3 µm, Forbedring av termisk grensesnittadhesjon.
• Connector Shells & EMI skjold:
  • Tette dielektriske hus med intrikate snap-lock-funksjoner.
  • Krev dypt trekk overflatebehandling for korrosjonsbeskyttelse-ofte anodisert til 10 µm tykkelse.

Industrialventiler, Pumper & Væskekraft

• Hydrauliske pumpekropper & Ventilmanifolder:
  • Lekkasjefrie forsamlinger med høyt trykk (testet til 20 MPA) med interne oljegallerier.
  • Vakuumimpregnering forsegler mikroporøsitet, levere < 1 × 10⁻⁴ ml/min lekkasjehastighet.
• Kompressorhus:
  • Må tåle sykliske trykk og rotasjonsubalanser; ADC12s utmattelsesutholdenhet (~ 70 MPa ved 10⁶ sykluser) sikrer levetid > 10 år.

Luftfart & Forsvarsinnredning

• Kontrollaktuatorhus:
  • Krev ± 0.1 mm toleranser og ra ≤ 2 µm for hydrauliske grensesnitt i høyder ned til - 60 ° C..
  • ADC12s T6 -temperament gir strekk opp til 300 MPA med forlengelse ~ 2 %, møte strenge luftdyktighetsstandarder.
• Strukturelle parenteser & Monteringer:
  • Lette, men likevel stive støtter for avionikk; gjentatte termiske sykluser (- 55 ° C til + 85 ° C.) Krev stabil CTE (21 µm/m · k).

Dukker opp & Rapid-Tooling Applications

• 3D-trykt mønsterinnlegg:
  • Bruk av additive-trykte voks- eller polymermønstre i HPDC dør akselererer design iterasjon-kostnad $500 per innsats vs. $5 000 For stål dør.
  • Aktiverer rask prototyping av komplekse støping i r&D Aerospace og Motorsport.
• Elektrisk kjøretøy (EV) Drivlinjekomponenter:
  • Batteriets boligbraketter og EV-motoriske sluttdeksler utnytter ADC12s lette styrke og høye volum-støpt evne.
  • Produsenter rapporterer 15 % Reduksjon i monteringsvekt og forbedret termisk styring sammenlignet med stålalternativer.

10. ADC12 aluminiumslegering sammenlignet med andre legeringer

Legeringssammenligningssammendrag

Her er en utvidet sammenligning som inkluderer flere vanlige støpende legeringer for bredere referanse:

ADC12 vs.. A380 (AA 3003-serie)

• Fluiditet & Tynnvegg fylling:
  ADC12s 9–12 % Si gir den overlegen strømning i delmillimeter seksjoner, mens A380 (8–12 % Og, Høyere Cu) fyller litt tykkere vegger mer pålitelig.
• Styrke:
  A380s høyere kobber (3.5–5 %) og magnesiuminnhold gir strekkstyrker opp til 300 MPA (T5), om 15 % over ADC12 -er 260 MPA Peak.
• Korrosjon & Varmemotstand:
  Begge legeringene danner en beskyttende al₂o₃ -film, Men A380 tåler temperaturer under hette opp til 200 ° C med mindre styrketap.
• Koste & Maskinbarhet:
  ADC12 går 5–10 % Billigere i høyt volumjobber og maskiner enklere-noe som gir 20–30 % Lengre levetid-takk for å senke hardheten i støpt tilstand.

ADC12 vs.. 6061 (Varmebehandlbar smiddegering)

• Castability vs.. Smidd forming:
  ADC12 strømmer lett inn i HPDC dør; 6061 krever ekstrudering eller smiing og kan ikke kaste tynne vegger.
• Mekanisk ytelse:
  6061-T6 leverer strekkstyrker på 310–350 MPa med 10–12 % Forlengelse - Far som overskrider ADC12 -er 260 MPA og 6 % forlengelse.
• Varmebehandlingsfleksibilitet:
  6061 støtter flere frister (T4, T6, T651) for skreddersydde styrkestyrkebalanser, Mens ADC12 bare godtar T5/T6 med begrenset respons.
• Koste & Tetthet:
  ADC12 koster omtrent 30 % Mindre per kg i støpedeler. Begge deler samme tetthet (2.70 g/cm³), Men ADC12 reduserer sekundære maskineringsbehov.

ADC12 vs.. A356 (Presisjon die-casting legering)

• Legeringskjemi:
  A356 bærer ~ 7 % Si med 0.3 % Mg, understreker varmebehandlingsevne, Mens ADC12 bruker 9–12 % Si og opp til 0.6 % MG for overlegen fluiditet.
• Varmebehandling:
  I T6 temperament, A356 når 230–270 MPa strekk - sammenlignbar til ADC12s T6 - men krever langsommere størkning og tykkere seksjoner for å unngå varme sprekker.
• Overflatebehandling & Detalj:
  A356s finere størkning gir jevnere as-støpte overflater (RA 1-2 um) VS ADC12s RA 3–6 um, Å favorisere deler der kosmetisk finish er kritisk.
• Koste & Syklustid:
  ADC12s raskere HPDC -sykluser (5–10 s) og tynnere vegger kuttet delesyklus tid med 20–30 % sammenlignet med A356 Casting Aluminium, som ofte trenger et tregere fyll for å håndtere termiske gradienter.

11. Konklusjon

ADC12 aluminiumslegering leverer en robust kombinasjon av støptbarhet, Mekanisk ytelse, og Kostnadseffektivitet.

Dens JIS -standardisering, omfattende global forsyning, og kompatibilitet med HPDC gjør det til en hjørnestein i moderne støpt produksjon.

Ved å forstå dens legeringsfilosofi, prosessparametere, og etterbehandlingsalternativer, Ingeniører optimaliserer ADC12 for applikasjoner som spenner fra bilstyringer til presisjonselektronikk.

12. ADC12 2023 RMB prisdiagram

Ofte stilte spørsmål

Hva er ADC12 aluminiumslegering?

En høy-silisium, Kobberbærende die-casting-legering standardisert under JIS H5302, Tilsvarende en AC-ALSI12CU og ASTM A383.0.

Kan ADC12 anodiseres?

Ja - ADC12 aksepterer anodisering av type II og type III, oppnå dekorative og beskyttende oksidlag opp til 12 µm tykk.

Hvordan skiller ADC12 seg fra A380 i mekaniske egenskaper?

ADC12 tilbyr litt bedre fluiditet og fylling av tynnvegg, Mens A380 leverer høyere strekk (opp til 300 MPA) og avkastningsstyrker.

Hvilke varmebehandlingsalternativer eksisterer utover T6 for ADC12?

Bortsett fra T5 og T6, Støperier gjelder noen ganger T4 (Naturlig aldring) for minimal forvrengning eller spesialiserte dobbeltaldersykluser for skreddersydde egenskaper.

Hvilken overflatebehandling beskytter ADC12 i marine miljøer best?

En kombinasjon av kromatkonvertering og Epoxy eller PVDF-belegg med høy build eller PVDF utvider korrosjonsbeskyttelse utover 2,000 H saltsprayeksponering.

Hvilke retningslinjer for design optimaliserer ADC12s die-casting-ytelse?

Oppretthold veggtykkelse ≥ 1.5 mm, Bruk ensartet seksjonstykkelse, Gi sjenerøse trekkvinkler (≥ 1 °), og plassere porter for å sikre retningsbestemt størkning uten hot spots.