A380 aluminiumlegering: eigenschappen, samenstelling en wanneer te gebruiken

Bij het selecteren van een materiaal voor hogedrukspuitgieten (HPDC), A380 aluminiumlegering is vaak de standaardkeuze voor ingenieurs wereldwijd. De brede acceptatie is niet toevallig; A380 biedt een uitzonderlijke combinatie van mechanische eigenschappen, gietbaarheid en kosteneffectiviteit, waardoor het geschikt is voor een breed scala aan toepassingen.

"Standaard" betekent echter niet "universeel". Inzicht in de precieze kenmerken van de A380 – en de beperkingen ervan – is cruciaal voor het optimaliseren van de prestaties, kosten en maakbaarheid van uw onderdeel. Deze gids gaat dieper in op de eigenschappen van de A380, de relatie met andere legeringen en belangrijke ontwerpoverwegingen.

A380 is een aluminiumlegering die behoort tot de Al-Si-Cu-familie. De aanduiding duidt op een samenstelling die voornamelijk uit aluminium bestaat, met aanzienlijke toevoegingen van silicium (Si) en koper (Cu). Zoals opgemerkt door de Noord-Amerikaanse Die Casting Association (NADCA)A380 is de meest gespecificeerde spuitgietlegering vanwege de uitstekende synergie van eigenschappen:

• Uitstekende gietbaarheid: Het vloeit goed in complexe malgeometrieën.
• Goede mechanische eigenschappen: Het biedt een solide balans tussen sterkte en hardheid voor veel structurele en mechanische componenten.
• Goede thermische geleidbaarheid: Het voert warmte efficiënt af, ideaal voor behuizingen en kasten.
• Kostenefficiënt: Door het brede gebruik en de gerecyclede inhoud is het zuinig in gebruik.

Waar de A380 past in de Al-Si-Cu (3xx.x) families

De 3xx.x-serie aluminiumlegeringen wordt gekenmerkt door silicium en koper als belangrijkste legeringselementen. Silicium verbetert de vloeibaarheid en vermindert krimp bij stolling, wat essentieel is voor het snelle HPDC-proces. Koper verhoogt de sterkte en hardheid, maar kan de ductiliteit en corrosiebestendigheid enigszins verminderen. A380 bevindt zich op een ideale positie binnen deze familie en biedt een robuust, allround prestatieprofiel dat als maatstaf dient voor andere legeringen.

De prestaties van A380 zijn direct gekoppeld aan de elementaire samenstelling. De volgende tabel geeft de standaardbereiken volgens ASTM B85 weer.

Element	Specificatie (typisch %)
Si	7.5 - 9.5
Cu	3.0 - 4.0
Fe	≤ 1.3
Mg	≤ 0.10
Mn	≤ 0.50
Ni	≤ 0.50
Zn	≤ 3.0
Sn	≤ 0.35
Overige (elk / totaal)	≤ 0.10 / ≤ 0.50

Mechanische eigenschappen

Deze eigenschappen bepalen hoe A380 zich gedraagt ​​onder belasting en zijn essentieel voor structurele toepassingen.

Appartementen	Waarde	Ontwerpbetekenis
Ultieme treksterkte (UTS)	324 MPa (47 ksi)	De maximale spanning die het materiaal kan weerstaan ​​voordat er breuk optreedt. Een belangrijke indicator voor het draagvermogen.
Vloeisterkte (YS)	159 MPa (23 ksi)	De spanning waarbij het materiaal permanent begint te vervormen. Essentieel voor het ontwerpen van onderdelen die bij normaal gebruik niet mogen buigen.
Hardheid (Brinell)	80 HB (500 kg belasting, 10 mm kogel)	Meet de weerstand tegen indrukking en slijtage. Een hogere waarde betekent een betere kras- en slijtvastheid.
Verlenging bij Break	3.5%	Geeft ductiliteit aan. Een waarde van ~3.5% betekent dat A380 relatief broos is; onderdelen zoals drukknopen of dunne clips zijn gevoelig voor breuk en vereisen een zorgvuldig ontwerp.

Dunwandige versus standaardprofielen

Het is belangrijk om te weten dat mechanische eigenschappen gevoelig zijn voor wanddikte. Dunnere secties koelen sneller af, wat resulteert in een fijnere korrelstructuur en een iets hogere sterkte en hardheid. Ze zijn echter ook gevoeliger voor gietfouten zoals misruns of cold shuts als de procesparameters niet perfect worden gecontroleerd.

Fysieke eigenschappen

Fysieke eigenschappen bepalen hoe A380 met zijn omgeving samenwerkt, met name wat betreft warmte en elektriciteit.

Appartementen	Waarde	Ontwerpbetekenis
Dichtheid	2.71 g/cm³ (0.098 lb/in³)	Relatief lichtgewicht, wat bijdraagt ​​aan gewichtsbesparing bij toepassingen in de automobielindustrie en draagbare apparaten.
Warmtegeleiding	~96 W/m·K	Goed voor warmteafvoer. Voor koellichamen of elektronische behuizingen zorgt deze eigenschap voor effectief thermisch beheer. Wanddikte en koelribben moeten zo worden ontworpen dat ze hier optimaal gebruik van maken.
Elektrische weerstand	~7.5 µΩ·cm	Een matige geleider. Niet ideaal voor toepassingen met zuivere elektrische geleiding, maar voldoende voor aarding en afscherming.
Modulus of Elasticity	~71 GPa (10.3 x 10⁶ psi)	Meet de stijfheid van het materiaal. Een consistente waarde is cruciaal voor het voorspellen van de doorbuiging onder belasting.

A380 versus andere spuitgietlegeringen

Het kiezen van de juiste legering brengt vaak compromissen met zich mee. Hier leest u hoe de A380 zich verhoudt tot andere veelvoorkomende keuzes.

Scenario / Vereiste	De voorkeur geven aan…	Waarom
Universele onderdelen; goede balans tussen gietbaarheid en sterkte	A380	Standaard voor brede toepassingen; eenvoudig te gieten met robuuste eigenschappen.
Betere corrosiebestendigheid en hogere sterkte bij verhoogde temperaturen	A360	Verbetert corrosie- en hogetemperatuurgedrag ten opzichte van A380; iets moeilijker te gieten.
Zeer complexe/dunwandige onderdelen, betere matrijsvulling; gangbare JIS-pick	A383 / ADC12	Verbeterde matrijsvulling en weerstand tegen warmscheuren; laat zich vaak goed bewerken.Gabrisch)
Lekdichte hydraulische/pneumatische behuizingen	A413	Uitstekende drukvastheid bij een correct ontwerp/gegoten ontwerp.
Hoge slijtvastheid vereist (bijvoorbeeld bij glijvlakken)	B390	Zeer hoge slijtvastheid/hardheid, maar lage ductiliteit: ontwerp hiernaar.

Oppervlakteafwerkingsopties voor A380

Een ruw A380-gietstuk heeft een goede oppervlakteafwerking, maar bij veel toepassingen is nabewerking nodig om cosmetische, beschermende of functionele redenen.

• Poedercoaten en schilderen: Dit zijn de meest voorkomende en effectieve afwerkingsmethoden voor A380. Ze bieden uitstekende corrosiebescherming en een breed scala aan decoratieve kleuren en texturen. Een goede voorbehandeling (reiniging en chroomconversie) is essentieel voor de hechting.
• anodiseren: Het anodiseren van A380 is mogelijk, maar een uitdaging. Het hoge siliciumgehalte zorgt ervoor dat de resulterende anodiseerfilm een ​​donkergrijze, niet-uniforme kleur heeft. Het biedt enige corrosie- en slijtvastheid, maar is niet geschikt voor decoratieve toepassingen waar een heldere of felgekleurde afwerking gewenst is. Voor cosmetisch anodiseren is een legering met een laag siliciumgehalte, zoals 518 is een veel betere keuze.
• plating: A380 kan worden geplateerd met nikkel, chroom of andere metalen, maar hiervoor is een gespecialiseerd voorbehandelingsproces in meerdere stappen nodig (inclusief een zinklaag) om de hechting te garanderen.

Ontwerp voor maakbaarheid (DFM) met A380

Een goed onderdeelontwerp is de sleutel tot het voorkomen van gietfouten.

Wanddikte, ribben, filets en trek

• Wanddikte: Streef naar een gelijkmatige wanddikte, meestal tussen 1.5 mm en 3.0 mm. Vermijd abrupte veranderingen.
• ribs: Gebruik ribben om de stijfheid te vergroten in plaats van hele muren dikker te maken. De ribdikte moet ongeveer 50-80% van de aangrenzende wanddikte bedragen.
• Filets: Ruime binnen- en buitenradii (fillets) zijn cruciaal. Ze verbeteren de metaalstroom, verminderen de spanningsconcentratie en voorkomen scheurvorming. Een minimale radius van 1.0 mm is een goed uitgangspunt.
• Diepgangshoeken: Voor een gemakkelijke uitwerping van het onderdeel is een lossingshoek van 1-2 graden op alle oppervlakken parallel aan de matrijsopening noodzakelijk.

Veelvoorkomende defecten en preventie

Defect	Ontwerp/proces oorzaak	Preventie Strategie
Porositeit (Gas/Krimp)	Ingesloten lucht; niet-uniforme stolling.	Voeg overlopen en ontluchtingen toe; gebruik vacuümondersteunde HPDC; zorg voor een gelijkmatige wanddikte; optimaliseer de locatie van de afsluiters.
Heet kraken	Spanning tijdens het stollen in beperkte ruimtes.	Voeg royale filets toe; vermijd scherpe binnenhoeken; schakel over op een legering met een smaller vriesbereik, zoals A383/ADC12.
Misrun / Koude Uitschakeling	Onvolledige vulling van de matrijsholte.	Vergroot de wanddikte; verkort de doorstroomlengte; optimaliseer de aftakking en ontluchting; verhoog de injectiesnelheid/-druk.

Strategieën voor lekvrije componenten

Voor toepassingen waarbij drukdichtheid vereist is (bijvoorbeeld klephuizen) kan A380 een uitdaging vormen vanwege de potentiële microporositeit.

1. Ontwerp optimalisatie: Geef prioriteit aan uniforme wanden en vloeiende stromingspaden.
2. Procescontrole: Vacuümgeassisteerd spuitgieten wordt sterk aanbevolen om de gasporositeit te minimaliseren.
3. testen: Elk onderdeel moet worden getest op druk (bijvoorbeeld met een lucht-onder-water-test of een heliumlektest).
4. Impregnatie: Als laatste stap kan het onderdeel worden afgedicht met hars (impregneren). Zo kunnen onderdelen met kleine lekkages worden gered. Het beste is echter om het probleem al tijdens het gietproces op te lossen.

Wanneer u de A380 NIET moet gebruiken aluminiumlegering

Als we de bovenstaande punten samenvatten, moet u actief op zoek gaan naar een alternatief voor de A380 wanneer uw ontwerp de hoogste prioriteit heeft:

• Hoge corrosieweerstand: Kies A360.
• Hoge sterkte bij hoge temperaturen: Kies A360.
• Hoge slijtvastheid: Kies B390.
• Decoratieve geanodiseerde afwerking: Kies een 5xx-serie legering.
• Extreme matrijsvulcomplexiteit: Kies ADC12 / A383.
• Maximale drukdichtheid: Kies A413.

Toepassingen en casusnotities

De veelzijdigheid van de A380 zorgt ervoor dat hij in veel sectoren wordt ingezet:

• Automobielsector: Motorsteunen, transmissiebehuizingen, oliecarters.
• Elektronica en communicatie: Koellichamen, telecombehuizingen, LED-verlichtingsarmaturen.
• Elektrisch gereedschap: Motorbehuizingen, tandwielkasten, handgrepen.
• Algemene machines: Beugels, behuizingen, structurele componenten.

Het selecteren en ontwerpen van legeringen voor maakbaarheid kan complex zijn. Ons engineeringteam staat klaar om u te helpen uw doelen te bereiken. precisie van ontwerp tot leveringUpload uw CAD-bestand voor een gratis beoordeling van het onderdeel. Wij geven u dan feedback over de materiaalkeuze, DFM-optimalisatie en mogelijkheden om kosten te besparen.