A413 aluminiumlegering: superieure drukvastheid bereiken bij spuitgieten

A413 aluminiumlegering, een uitblinker in de 4xx.x-serie, is een uitstekende keuze voor hogedrukspuitgiettoepassingen (HPDC) waar drukdichtheid een absolute vereiste is. Productietechnici en productontwerpers specificeren deze eutectische aluminium-siliciumlegering vanwege zijn uitzonderlijke vloeibaarheid, waardoor hij complexe, dunwandige holtes nauwkeurig kan vullen. Deze gids biedt een technische analyse van de samenstelling, eigenschappen en toepassingen van A413 en laat zien hoe de unieke eigenschappen betrouwbare, hoogwaardige componenten opleveren, van ontwerp tot levering.

Wat is A413 aluminiumlegering?

A413 (ook wel aangeduid als A14130 door UNS en LM6 in British Standards) is een gietlegering die behoort tot de 4xx.x-serie aluminiumlegeringen, waarbij silicium (Si) het belangrijkste legeringselement is. Het hoge siliciumgehalte, doorgaans tussen 11.0% en 13.0%, bepaalt het eutectische karakter ervan, wat betekent dat het stolt bij een constante temperatuur in plaats van over een bepaald temperatuurbereik. Deze eigenschap is de belangrijkste reden voor de uitstekende gieteigenschappen.

Een overzicht van de 4xx.x-serie

De Aluminum Association gebruikt de 4xx.x-serie voor legeringen waarbij silicium de belangrijkste legeringscomponent is. Deze serie staat bekend om zijn uitstekende gieteigenschappen, waaronder een hoge vloeibaarheid en lage krimp, waardoor deze legeringen ideaal zijn voor het produceren van complexe vormen via spuitgieten. A413 is misschien wel een van de belangrijkste legeringen in deze serie voor hogedruktoepassingen.

Chemische samenstelling van A413 aluminiumlegering

De prestaties van A413 zijn direct gekoppeld aan de elementaire samenstelling, zoals gespecificeerd in normen zoals ASTM B85. Hoewel het er eenvoudig uitziet, is de balans tussen de componenten nauwkeurig geregeld om de kenmerkende eigenschappen te bereiken.

De cruciale rol van een hoog siliciumgehalte

De bepalende eigenschap van A413 is het hoge siliciumgehalte (11.0-13.0%). Dit plaatst het op het eutectische punt in het Al-Si-systeem, wat het verschillende belangrijke voordelen oplevert:

1. Verbeterde vloeibaarheid: Het hoge siliciumgehalte verlaagt het smeltpunt en de viscositeit van de legering aanzienlijk, waardoor het gemakkelijk in de meest complexe en dunwandige delen van een matrijs kan vloeien zonder voortijdig te stollen.
2. Verminderde krimp door stolling: Als eutectische legering stolt A413 met minimale volumeverandering, wat de neiging tot krimpporositeit drastisch vermindert. Dit is de hoeksteen van de uitstekende drukdichtheid.
3. Verbeterde slijtvastheid: De harde siliciumdeeltjes die verspreid zijn over de aluminiummatrix zorgen voor een goede slijtvastheid van de afgewerkte onderdelen.

Samenstellingstabel (ASTM B85-norm)

Element	Inhoud (gew.%)
Silicium (Si)	11.0 - 13.0
IJzer (Fe)	≤ 1.3
Koper (Cu)	≤ 1.0
Mangaan (Mn)	≤ 0.35
Magnesium (Mg)	≤ 0.10
Nikkel (Ni)	≤ 0.50
Zink (Zn)	≤ 0.50
Blik (Sn)	≤ 0.15
Overig, Totaal	≤ 0.25
Aluminium (Al)	Balans

Mechanische en fysieke eigenschappen van A413 aluminium

A413 biedt een robuuste set mechanische en fysieke eigenschappen in de gegoten (F) toestand, waardoor het geschikt is voor een breed scala aan veeleisende toepassingen zonder dat er warmtebehandeling nodig is.

Tabel met mechanische eigenschappen (zoals gegoten)

Appartementen	Typische waarde
Ultieme treksterkte	240-290 MPa
Treksterkte	130-150 MPa
Verlenging bij Break	1.5 - 3.5%
Brinell-hardheid	80 HB
Vermoeidheidssterkte	130 MPa
Schuifsterkte	170 MPa

Waarden kunnen variëren afhankelijk van de gietparameters.

Tabel met fysieke en thermische eigenschappen van A413 aluminium

Appartementen	Typische waarde
Dichtheid	2.60 - 2.68 g/cc
Smeltbereik (Solidus-Liquidus)	560 - 580 ° C
Warmtegeleiding	120 – 121 W/mK
Uitzettingscoëfficiënt	21 µm/mK

Belangrijkste voordelen van A413 in Hogedruk spuitgieten (HPDC)

A413 is niet zomaar een gietlegering; zijn eigenschappen maken het bij uitstek geschikt voor de strenge eisen van HPDC en de eisen van hoogwaardige componenten.

• Ongeëvenaarde drukdichtheid: Dit is het kenmerk van A413. De eutectische samenstelling zorgt voor een gelijkmatige stolling met minimale krimp, wat resulteert in een dichte microstructuur met lage porositeit. Dit maakt A413 het materiaal bij uitstek voor componenten die gassen of vloeistoffen onder druk moeten bevatten, zoals pneumatische klephuizen, hydraulische cilinders en vloeistofreservoirs.
• Superieure gietbaarheid en vloeibaarheid voor complexe geometrieën: De uitstekende vloeibaarheid van de legering maakt de productie van onderdelen met uitzonderlijk dunne wanden (tot 1.5 mm) en complexe details mogelijk die met veel andere legeringen onmogelijk zouden zijn. Deze eigenschap biedt ontwerpers meer vrijheid en kan de noodzaak voor verdere bewerkingen verminderen, wat de totale productiekosten verlaagt.
• Uitstekende corrosieweerstand: A413 vormt een stabiele, passieve oppervlaktelaag van aluminiumoxide (Al₂O₃) die uitstekende bescherming biedt tegen atmosferische en chemische corrosie. Het lage kopergehalte verhoogt de weerstand ten opzichte van andere hoogwaardige gietlegeringen zoals A380, waardoor het geschikt is voor componenten die aan de elementen worden blootgesteld.
• Hoge sterkte-gewichtsverhouding: Hoewel A413 niet zo sterk is als sommige warmtebehandelde legeringen, biedt het een zeer gunstige balans tussen sterkte en lage dichtheid. Dit maakt het een waardevol materiaal voor lichtgewichtinitiatieven in de auto- en lucht- en ruimtevaartindustrie, waar het verminderen van de componentmassa zonder de structurele integriteit in gevaar te brengen cruciaal is.

A413 versus A380: Een technische vergelijking

A380 wordt vaak beschouwd als het werkpaard van de aluminiumspuitgietindustrie. Voor specifieke toepassingen biedt A413 echter een beter alternatief. Het belangrijkste verschil zit in de belangrijkste legeringselementen. A413 is een eutectische Al-Si-legering (11-13% Si), terwijl A380 een Al-Si-Cu-legering is met minder silicium (7.5-9.5%) maar aanzienlijk meer koper (3.0-4.0%).

Dit fundamentele verschil bepaalt hun prestaties:

• Kies A413 voor drukdichtheid: Als uw component lekvrij moet zijn, is A413 de duidelijke winnaar.
• Kies A413 voor complexe, dunwandige onderdelen: De superieure vloeibaarheid zorgt ervoor dat de matrijs volledig wordt gevuld.
• Kies A413 voor betere corrosiebestendigheid: Door het lagere kopergehalte heeft het een voordeel in corrosieve omgevingen.
• Overweeg de A380 voor meer sterkte: Het hogere kopergehalte van A380 zorgt voor een hogere treksterkte.

Vergelijkingstabel eigendommen: A413 versus A380

Appartementen	A413 (AlSi12)	A380 (AlSi8Cu3)	Voordeel
Drukdichtheid	Uitstekend	Goed	A413
Gietbaarheid (vloeibaarheid)	Uitstekend	Very Good	A413
Corrosiebestendigheid	Very Good	Goed	A413
Ultieme treksterkte	~ 290 MPa	~ 324 MPa	A380

Design for Manufacturing (DFM) met A413-legering

Om de voordelen van A413 optimaal te benutten, dient u tijdens de ontwerpfase rekening te houden met de volgende DFM-principes:

• Wanddikte: Zorg waar mogelijk voor een gelijkmatige wanddikte. A413 maakt dunnere wanden mogelijk dan de meeste legeringen.
• Diepgangshoeken: Zorg voor voldoende lossingshoeken (meestal 1-2 graden) op alle oppervlakken die parallel lopen aan de openingsrichting van de matrijs.
• Filets en Radii: Gebruik royale afrondingen en radiussen op alle binnen- en buitenhoeken om de metaalstroom te verbeteren en spanningsconcentraties te verminderen.
• Scheidingslijn: Plaats de scheidingslijn strategisch om de constructie van de matrijs te vereenvoudigen en de impact op het uiterlijk en de functie van het onderdeel tot een minimum te beperken.

Oppervlakteafwerking voor A413-legering

Hoewel A413 aluminium uitstekende corrosiebestendigheid biedt, vereisen veel toepassingen aanvullende oppervlaktebehandelingen voor verbeterde bescherming, slijtvastheid of specifieke esthetische eigenschappen. Het hoge siliciumgehalte van A413 beïnvloedt de geschiktheid voor bepaalde afwerkingsprocessen.

Dit zijn de meest voorkomende oppervlaktebehandelingen voor A413-spuitgietstukken:

• Poedercoating en vloeibare verf: Dit zijn de meest voorkomende en effectieve methoden voor het aanbrengen van een duurzame decoratieve of beschermende laag. Een goede voorbehandeling, zoals een chroom- of chroomvrije conversiecoating, is cruciaal om een ​​uitstekende hechting te garanderen en blaasvorming of afbladderen te voorkomen.
• Conversiecoating (bijv. Alodine/Chromaat): Deze chemische behandeling creëert een dunne, inerte oppervlaktelaag die de corrosiebestendigheid aanzienlijk verbetert en dient als een uitstekende primer voor verf en poedercoating. Het wordt vaak voorgeschreven voor onderdelen die geverfd worden of gebruikt worden in zware omstandigheden.
• anodiseren: Decoratief anodiseren op A413 is een uitdaging. Het hoge siliciumgehalte resulteert in een niet-uniforme, vaak donkergrijze afwerking, omdat siliciumdeeltjes niet anodiseren. hard anodiseren (Type III) is haalbaar en kan worden toegepast om de oppervlaktehardheid en slijtvastheid te verbeteren, hoewel het uiterlijk eerder donker en functioneel dan decoratief zal zijn.
• Stroomloos vernikkelen: Voor toepassingen die superieure slijtvastheid, smering of corrosiebescherming vereisen, is chemisch nikkelen een haalbare optie. Het vereist een gespecialiseerd voorbehandelingsproces (meestal een zinkbad) om een ​​sterke hechting op het aluminium substraat te bereiken.
• Kogelstralen en parelstralen: Deze mechanische processen worden gebruikt om het gietoppervlak te reinigen, kleine oneffenheden te verwijderen en een uniforme matte textuur te creëren. Ze worden meestal gebruikt als voorbereidende stap vóór het verven, poedercoaten of plateren.

Veelvoorkomende toepassingen van A413 aluminium gietstukken

• Automobielsector: Transmissiebehuizingen, motoronderdelen en hydraulische systemen.
• Aerospace: Behuizingen en structurele componenten.
• Elektronica: Koellichamen en behuizingen, waarbij gebruik wordt gemaakt van de goede thermische geleidbaarheid.
• Marine: Componenten die aan zout water worden blootgesteld, vanwege de verbeterde corrosiebestendigheid.
• Algemene techniek: Pneumatische en hydraulische klephuizen, pomphuizen en drukvaten.

Veelgestelde vragen

Precisie A413 spuitgieten van ontwerp tot levering

De keuze voor A413 aluminiumlegering is een cruciale eerste stap voor veeleisende toepassingen. Om het volledige potentieel ervan te benutten, is echter een productiepartner nodig die zich toelegt op precisie. Door geavanceerde DFM-principes, processimulatie en strenge kwaliteitscontrole te integreren, zorgen wij ervoor dat uw A413-componenten voldoen aan de hoogste normen voor drukdichtheid, structurele integriteit en maatnauwkeurigheid.

Voor componenten die superieure drukdichtheid en complexe ontwerpen vereisen, levert A413 aluminiumlegering ongeëvenaarde prestaties. Klaar om uw volgende hogedrukspuitgietproject te bespreken? Neem contact met ons op voor een technische beoordeling en een concurrerende offerte.