Однажды к нам обратился инженер по поводу литого под давлением алюминиевого корпуса для регулятора давления газа. У него была подробная CAD-модель, четкий годовой объем работ и требования к качеству поверхности, которые на бумаге казались разумными. Единственное, на что он не мог ответить, это какой процесс литья алюминия следует использовать в его детали. Литье в песок звучало слишком грубо. Прежде чем цитировать, литье под давлением казалось дорогим. Постоянное литье в формы казалось компромиссом, который он не мог оценить без данных. Подобные колебания характерны для инженеров-конструкторов, отделов закупок и менеджеров по продукции, которым нужны компоненты из литого алюминия, но которые не специализируются на литейных технологиях. Вопрос, который они продолжают задавать, прост: каковы различные типы алюминиевого литья и как они на самом деле сравниваются в реальном производстве?
Что такое литье алюминия и почему важен выбор процесса?
Литье алюминия — это производственный процесс, при котором расплавленный алюминиевый сплав разливается, впрыскивается или иным образом вводится в полость формы, которая определяет форму готовой детали. Как только металл остывает и затвердевает, форму открывают или удаляют, а полученный компонент очищают, осматривают и часто обрабатывают до окончательных размеров. Алюминиевые сплавы являются популярными литейными материалами, поскольку они предлагают благоприятный баланс низкой плотности, хорошей тепло- и электропроводности, естественной коррозионной стойкости и превосходных литейных качеств в широком диапазоне технологических условий.
Выбор процесса имеет большее значение, чем думают многие покупатели. Это влияет не только на цену детали, но и на механическую прочность, внутреннюю прочность, размерную стабильность, текстуру поверхности, достижимую толщину стенок и объем необходимой вторичной обработки. Две детали с одинаковой геометрией могут работать совершенно по-разному в зависимости от того, были ли они изготовлены методом литья в песчаные формы или литьем под высоким давлением.
Прежде чем сравнивать отдельные процессы, полезно построить мысленную основу. Каждый метод литья алюминия представляет собой вариант одной и той же последовательности: создать полость, заполнить ее расплавленным металлом, контролировать затвердевание и извлечь деталь. Различия заключаются в том, как изготовлена полость, как вводится металл и как быстро он остывает. Эти три переменные определяют почти все практические различия между литьем в песчаные формы, литьем в постоянные формы, литьем под давлением, литьем по выплавляемым моделям и литьем по выплавляемым моделям.
Если вам нужно еще более общее представление, наш Полное руководство по литью алюминия охватывает основной процесс от сырого сплава до готового контроля. В этой статье основное внимание уделяется типам процессов и инженерным компромиссам, которые их разделяют.
Основные виды алюминиевого литья
Промышленная практика группирует алюминиевое литье в несколько устоявшихся семейств. Некоторые определяются материалом формы, другие — давлением, используемым для заполнения полости, а третьи — технологией изготовления модели. Описанные ниже шесть типов охватывают подавляющее большинство коммерческих алюминиевых отливок, производимых во всем мире. У каждого из них есть своя позиция в отношении стоимости, объема, точности и механических характеристик.
Литье в песок
При литье в песок используется форма, изготовленная из уплотненного песка, смешанного с глиной или химическими связующими. Деревянный, смоляной или металлический узор создает полость в песке. После того, как расплавленный алюминий заливается самотеком и ему дают остыть, песчаную форму разбивают на части, чтобы освободить отливку.
Поскольку форма разрушается после каждого цикла, литье в песчаные формы имеет самую низкую стоимость инструментов среди основных процессов. Количество прототипов и небольшие производственные партии экономически выгодны. Большие и геометрически сложные детали также практичны, и ни один алюминиевый сплав не является запретным. Компромиссами являются более грубая обработка поверхности, меньшие допуски на размеры и более медленное время цикла по сравнению с литьем в постоянную форму или литьем под давлением.
Литье в песчаные формы является разумной отправной точкой, когда годовой объем невелик и когда механическая обработка удаляет большое количество поверхностного материала.
Постоянное литье в форму
При литье в постоянную форму, иногда называемом гравитационным литьем под давлением, используется многоразовая стальная или чугунная форма, в которую расплавленный алюминий заливается под действием силы тяжести или наклоняется для улучшения текучести. Металлическая форма быстро отводит тепло, что улучшает зернистую структуру и механические свойства по сравнению с литьем в песчаные формы.
Этот процесс занимает промежуточное положение между литьем в песчаные формы и литьем под высоким давлением. Затраты на оснастку умеренные, производительность приличная, а качество поверхности заметно лучше, чем у песка. Он подходит для производства от нескольких тысяч до десятков тысяч деталей в год, особенно для корпусов, кронштейнов и конструктивных компонентов, которым требуется более высокая целостность, чем может обеспечить литье в песчаные формы.
Литье под высоким давлением
Литье под высоким давлением, часто сокращенно называемое HPDC, представляет собой процесс, наиболее тесно связанный с производством крупногабаритных алюминиевых компонентов. Расплавленный алюминий впрыскивается в прецизионную стальную матрицу с высокой скоростью и под высоким давлением, часто превышающим 10 000 фунтов на квадратный дюйм, приложенным к металлу.
HPDC обеспечивает чрезвычайно короткое время цикла, обычно от 30 секунд до нескольких минут на выстрел. Тонкие стенки, сложная внутренняя геометрия и мелкие детали поверхности могут быть изготовлены повторно. Допуски на размеры более жесткие, чем при любом другом распространенном методе литья, поэтому таким способом изготавливаются автомобильные блоки двигателей, корпуса трансмиссий, корпуса двигателей и бесчисленное количество электронных корпусов.
Основное ограничение – пористость. Высокоскоростная инжекция может задерживать воздух и газ внутри металла, создавая микропустоты, которые снижают герметичность и ограничивают возможность сварки или термообработки детали. Высококачественные машины для литья под давлением сводят это к минимуму благодаря контролируемым профилям впрыска, вакуумному усилителю и тщательной конструкции литников.
Литье под низким давлением
Литье под низким давлением заполняет форму снизу, используя давление инертного газа, обычно несколько фунтов на квадратный дюйм, чтобы вытолкнуть расплавленный алюминий вверх в стальную матрицу. Течение намного спокойнее, чем у HPDC, поэтому задерживается меньше воздуха, а полученная отливка имеет меньшую пористость и более высокую механическую целостность.
Более медленная скорость заполнения означает более длительное время цикла, но улучшенная надежность делает LPDC привлекательным для конструктивных деталей, важных для безопасности, алюминиевых колес, головок цилиндров и компонентов, которые должны выдерживать давление или усталостную нагрузку. Затраты на оснастку аналогичны стоимости оснастки для постоянных форм, а объемы производства находятся в диапазоне от среднего до высокого.
Кастинг по выплавляемым моделям
Литье по выплавляемым моделям, также называемое литьем по выплавляемым моделям, начинается с восковой модели, которая покрывается несколькими слоями керамической суспензии для создания оболочки. Затем воск расплавляется, оставляя точную керамическую форму. В нагретую оболочку заливают расплавленный алюминий, а после затвердевания керамика отрывается.
Этот метод обеспечивает превосходную точность размеров, мелкую детализацию поверхности и сложные внутренние каналы, которые потребовали бы механической обработки в других процессах. Недостатком является стоимость: изготовление моделей трудоемко, а стоимость каждой детали высока. Литье по выплавляемым моделям подходит для сложных деталей, которые требуют точности и где объем не оправдывает использование инструментов для литья под давлением. Типичными примерами являются кронштейны для аэрокосмической отрасли, детали приборов и компоненты медицинского оборудования.
Литье по выплавляемым моделям
При литье по выплавляемым моделям используется модель из пенополистирола, имеющая точно такую же форму, как и конечная деталь. Модель покрывают проницаемым огнеупорным слоем, заделанным в несвязавшийся песок, а затем непосредственно на пенопласт выливают расплавленный алюминий. Под воздействием тепла пена испаряется, и металл заполняет образовавшуюся полость.
Поскольку в пресс-форме нет линий разъема, отливки из пенопласта имеют превосходную размерную стабильность и позволяют создавать сложные сборки, ранее изготовленные из нескольких частей. Этот процесс используется производителями автомобилей для изготовления головок цилиндров, выпускных коллекторов и блоков двигателей. Инструменты для изготовления моделей из пенопласта относительно экономичны, но оборудование для формования пенопласта и расходные модели требуют тщательного контроля процесса.
Краткое сравнение методов литья
В следующей таблице приведены практические диапазоны, связанные с каждым процессом литья алюминия. Фактические цифры зависят от конкретного сплава, геометрии детали и возможностей литейного производства, поэтому используйте эти значения в качестве руководства для принятия решений, а не как абсолютные характеристики.
| Процесс | Типичный годовой объем | Относительная стоимость инструмента | Размерный допуск (мм) | Типичная шероховатость поверхности (Ra, мкм) | Относительная стоимость за деталь |
|---|---|---|---|---|---|
| Литье в песок | 1 – 10 000 | Низкий | ±0,5 – ±2,5 | 6,3 – 12,5 | Низкий at small volumes |
| Постоянная форма | 5 000 – 100 000 | Средний | ±0,2 – ±0,8 | 1,6 – 6,3 | Умеренный |
| Литье под высоким давлением | 10 000 – 1 000 000 | Высокий | ±0,1 – ±0,3 | 0,8 – 3,2 | Очень низкий при больших объемах |
| Литье под низким давлением | 10 000 – 300 000 | Средний-high | ±0,2 – ±0,5 | 1,6 – 6,3 | Низкий to moderate |
| Кастинг по выплавляемым моделям | 100 – 20 000 | Средний-high | ±0,1 – ±0,5 | 0,8 – 3,2 | Высокий |
| Литье по выплавляемым моделям | 1 000 – 100 000 | Средний | ±0,5 – ±1,5 | 3,2 – 12,5 | Низкий to moderate at scale |
Из этого сравнения можно сделать три вывода. Во-первых, литье в песок выигрывает, когда объем резервуара небольшой, а бюджет на оснастку ограничен. Во-вторых, литье под высоким давлением становится доминирующим, поскольку ежегодные объемы достигают десятков тысяч, поскольку стоимость детали резко падает. В-третьих, постоянная пресс-форма и литье под низким давлением занимают промежуточное положение, когда приоритетом является механическая прочность или герметичность.
Относительная стоимость готовой детали
На гистограмме ниже показано сравнение взвешенных затрат на готовую деталь при типичных объемах производства. Литье по выплавляемым моделям представляет собой самую высокую стоимость детали, в то время как литье под высоким давлением становится наиболее экономичным в масштабе.
Алюминиевые сплавы, обычно используемые при литье
Понимание типов процессов — это только половина решения. Сам алюминиевый сплав влияет на то, как деталь ведет себя в эксплуатации и насколько хорошо она подходит для данного метода литья. Большинство литейных сплавов содержат кремний и медь для улучшения текучести и прочности. В таблице ниже перечислены наиболее распространенные коммерческие сплавы, используемые в описанных выше процессах литья.
| Сплав | Типичный процесс | Предел прочности (МПа) | Предел текучести (МПа) | Удлинение (%) | Ключевые характеристики |
|---|---|---|---|---|---|
| А356 | Песок, Permanent Mold, LPDC | 230 – 280 | 160 – 210 | 3 – 10 | Термически обрабатываемый, хорошая пластичность и сопротивление усталости. |
| А380 | Литье под высоким давлением | 320 – 340 | 150 – 170 | 2 – 4 | Отличная литейность и теплопроводность |
| АЦП12 | Литье под высоким давлением | 310 – 330 | 150 – 160 | 2 – 4 | Стандартная японская спецификация, аналогичная A380. |
| А360 | Литье под высоким давлением | 280 – 300 | 140 – 160 | 3 – 6 | Лучшая коррозионная стойкость, чем у A380. |
| А413 | Литье под высоким давлением | 280 – 300 | 130 – 150 | 3 – 5 | Высокий silicon, excellent pressure tightness |
A356 является предпочтительным сплавом, когда конструкция требует высокой пластичности или когда деталь будет подвергаться термообработке до состояния Т6. Его часто комбинируют с постоянной формой, литьем под низким давлением или литьем в песчаные формы, поскольку эти процессы обеспечивают более медленное затвердевание, необходимое для развития хороших механических свойств.
A380 и ADC12 доминируют в мире литья под давлением. Благодаря высокому содержанию кремния они хорошо растекаются в тонкостенные полости, а короткий интервал затвердевания снижает вероятность возникновения горячих разрывов. Обратной стороной является то, что их невозможно легко отремонтировать сваркой, и их не рекомендуется для последующего анодирования, если требуется яркий или постоянный цвет.
A360 предлагает средний путь, с лучшей коррозионной стойкостью и немного лучшим удлинением, чем A380, сохраняя при этом литейные качества, необходимые для литья под давлением. A413 выбирается, когда отливки должны выдерживать давление, например корпуса насосов, корпуса компрессоров или блоки гидравлических клапанов.
Как выбрать правильный метод литья алюминия
Выбор между типами процессов становится намного проще, если ключевые факторы принятия решения сопоставляются с фактическими требованиями проекта. Следующие карточки описывают шесть факторов, которые чаще всего определяют окончательный выбор при ежедневном планировании производства.
1. Годовой объем
Объем является самым сильным предиктором выбора процесса. При выпуске менее 5000 деталей литье в песчаные формы или по выплавляемым моделям позволяет снизить амортизацию оснастки. От 5 000 до 50 000 постоянная пресс-форма и процессы низкого давления уравновешивают затраты и производительность. При количестве более 50 000 обычно выигрывает литье под высоким давлением, поскольку высокая стоимость оснастки распределяется на большую партию.
2. Размерный допуск
Если конструкция требует припуска всего 0,3 мм или элементов защелкивания, которые невозможно обработать, отправной точкой должно быть литье под высоким давлением или литье по выплавляемым моделям. Литье в песчаные формы не может обеспечить жесткие допуски на тонкие детали, и даже литье в постоянные формы требует больших припусков на обработку для сложных контуров.
3. Отделка поверхности
Видимые поверхности, на которые будет нанесено декоративное порошковое покрытие или анодирование, требуют гладкой отделки после литья. Литье под высоким давлением обеспечивает наилучшую поверхность прямо из формы. Литье в постоянную форму приемлемо для многих промышленных деталей. Отливки из песка и пенопласта обычно требуют шлифовки, полировки или наполнителя перед нанесением косметических покрытий.
4. Механическая целостность
Детали, подвергающиеся структурным нагрузкам, давлению или циклам усталости, следует избегать литья под высоким давлением, если группа разработчиков не учла пористость. Литье под низким давлением и литье в постоянные формы позволяют получить более плотные внутренние структуры. A356 в состоянии T6 предлагает лучшее сочетание прочности и пластичности среди обычных литейных сплавов.
5. Размер детали и толщина стенки.
Литье в песчаные формы легко обрабатывает очень большие детали и толстые секции. Литье под высоким давлением ограничено размером дроби машины, а практическая толщина стенок обычно составляет от 1,5 мм до 6 мм. Если деталь имеет толстостенную бобышку рядом с большой плоской областью, одному процессу может быть сложно заполнить тонкую секцию, одновременно затвердевая толстую секцию без усадки.
6. Вторичные операции
Резьбовые отверстия, уплотнительные поверхности и сопрягаемые поверхности почти всегда требуют точной обработки. Процесс литья с лучшей размерной стабильностью сокращает время обработки и количество отходов. Литье под высоким давлением и литье по выплавляемым моделям позволяют использовать минимальный припуск на обработку, в то время как при литье в песчаные формы может потребоваться удаление нескольких миллиметров припуска на каждой критической поверхности.
Практический подход состоит в том, чтобы оценить проект по двум наиболее важным вопросам. Во-первых, каков общий годовой объем, который будет произведен в течение срока службы инструмента? Во-вторых, какие поверхности и механические свойства не могут быть ухудшены пористостью? Ответ на эти два вопроса укажет на один или два процесса-кандидата. После этого короткого разговора с опытным производителем отливок обычно достаточно, чтобы сузить круг вопросов.
Ключевые аспекты качества деталей из литого алюминия
Независимо от того, какой метод литья выбран, покупатели должны понимать факторы качества, которые отличают приемлемую отливку от дорогостоящего отказа в эксплуатации. Наиболее важными факторами являются контроль пористости, припуски на механическую обработку, целостность поверхности и поведение при термообработке.
Пористость и герметичность
Пористость является наиболее распространенной проблемой качества при литье алюминия. Газовая пористость образуется при растворении водорода в жидком металле и выходе из раствора при затвердевании. Усадочная пористость образуется, когда последний жидкий металл в тяжелой секции затвердевает без достаточного количества исходного металла для заполнения пустот. Герметичные компоненты, такие как корпуса клапанов и корпуса насосов, могут протекать через взаимосвязанные поры. Выбор процесса существенно влияет на пористость. Литье под высоким давлением по своей сути приводит к образованию мелкой газовой пористости из-за турбулентного заполнения. Литье под низким давлением и постоянное литье в формы уменьшают турбулентность и, следовательно, уменьшают захват газа. Литейные предприятия контролируют пористость путем дегазации расплава, оптимизации литников, охлаждающих каналов и использования вакуумных систем в машинах для литья под давлением.
Припуск на обработку и размерная стратегия
На чертежах деталей часто указываются окончательные размеры механической обработки, но сама отливка должна обеспечивать достаточный припуск для режущего инструмента. Слишком большой запас увеличивает время и стоимость обработки; слишком маленький запас может привести к тому, что материал закончится, если отливка сместится в матрице. Хорошо спроектированная отливка уделяет пристальное внимание исходным характеристикам, поэтому приспособления для обработки располагаются на тех же поверхностях, что и инструмент. Литье под высоким давлением может сохранять одинаковые размеры, что позволяет использовать минимальный запас, в то время как литье в песчаные формы требует больших припусков из-за смещения формы и эрозии песка.
Целостность поверхности и покрытия
Алюминиевые отливки часто покрываются порошковым покрытием, анодированием или гальванопокрытием. Дефекты поверхности, такие как холодные затворы, линии потока и заусенцы, необходимо удалить перед нанесением покрытия. При литье под высоким давлением поверхностная пористость может открыться во время механической обработки и испортить косметическое качество анодированной детали. По этой причине декоративные применения иногда требуют альтернативного процесса или дополнительного этапа обработки поверхности. Отливки, предназначенные для использования на открытом воздухе, перед нанесением порошкового покрытия получают слой конверсионного покрытия, который улучшает адгезию краски и устойчивость к коррозии.
Термическая обработка и старение
Не все алюминиевые литейные сплавы подлежат термической обработке. Сплавы, такие как A356, хорошо поддаются обработке на раствор и искусственному старению, обеспечивая значительное увеличение прочности на разрыв и твердости. Сплавы для литья под давлением, такие как A380 и ADC12, содержат газовую пористость, которая расширяется во время обработки на раствор, вызывая вздутие и деформацию поверхности. Если прочность при термообработке является жестким требованием, в проекте должна быть указана комбинация процесса и сплава, обеспечивающая это, например, литье в постоянную форму под низким давлением с использованием A356-T6.
Почему партнер по кастингу с полным спектром услуг улучшает результаты проекта
Разрыв между хорошим чертежом и надежным производственным литьем восполняется инженерным опытом, дисциплинированным контролем процесса и интегрированными производственными возможностями. Многие покупатели начинают с обращения к нескольким литейным заводам с двухмерным чертежом и целевой ценой, но обнаруживают, что настоящая работа начинается после того, как предложение будет принято. Проектирование оснастки, первая проверка изделия, разработка параметров процесса и припуски на обработку — все это влияет на то, соответствует ли конечная деталь печати.
Производитель алюминиевого литья с полным спектром услуг объединяет проектирование пресс-форм, литье под давлением, обработку на станках с ЧПУ и чистовую обработку поверхности под одной крышей. Такая структура сокращает циклы коммуникации и снижает риск того, что один поставщик будет обвинять другого при возникновении размерной проблемы. Это также позволяет литейной команде оптимизировать геометрию отливки для обеспечения технологичности еще до изготовления инструмента. В нашем собственном производственном процессе моделирование течения пресс-формы используется в каждом новом проекте для выявления потенциальных проблем с заполнением, зон усадки и линий сварки перед резкой стали. Такое предварительное проектирование сокращает количество доработок инструментов и циклов проверки.
Сертификация системы качества также имеет значение. ISO 9001 и IATF 16949 являются общими требованиями для цепочек поставок в промышленности и автомобилестроении. IATF 16949, в частности, требует тщательного анализа режимов сбоев процессов, статистического контроля процессов и систем отслеживания, которые приносят пользу каждому клиенту, а не только автомобильным брендам. Наше собственное предприятие в Нинбо прошло аудиты ISO 9001:2015 и IATF 16949:2016, и мы поддерживаем одобрение экологической экспертизы для наших операций литья и механической обработки.
Чтобы поближе познакомиться с тем, как типичный проект литья переходит от расплавленного металла к готовой обработанной детали, наш Подробная статья о производственном процессе последовательно проходит каждый этап производства.
Прецизионные литые детали из алюминиевого сплава для промышленного применения на заказ В этом примере продукта демонстрируется прецизионное литье по индивидуальному заказу с монтажными поверхностями, обработанными на станке с ЧПУ, и различной отделкой поверхности, что делает его актуальным для проектов, требующих сложной геометрии и жестких допусков при сборке. Посмотреть продукт → 
Износостойкие отливки из алюминиевых сплавов для компонентов, подверженных трению Этот пример литья демонстрирует выбор износостойкого сплава и обработку поверхности, подходящую для деталей, подвергающихся частому контакту и трению, что дает представление о индивидуальном производстве, ориентированном на долговечность. Посмотреть продукт → 
Высокий-Temperature Resistant Aluminum Alloy Castings for Thermal Stability Этот пример, предназначенный для деталей, подвергающихся воздействию высоких или нестабильных температур, иллюстрирует контроль материалов и процессов для снижения риска деформации с использованием нескольких вариантов обработки поверхности для обеспечения коррозионной стойкости. Посмотреть продукт → Представленные выше продукты являются репрезентативными примерами из нашей производственной истории. Они демонстрируют диапазон геометрических форм, отделки и требований к производительности, которые может удовлетворить индивидуальный проект литья алюминия. Если ваша деталь попадает в аналогичную категорию, технический анализ чертежа и применения быстро покажет, следует ли использовать литье в песчаные формы, литье в постоянную форму или литье под высоким давлением.
Часто задаваемые вопросы о типах алюминиевого литья
Какой метод литья алюминия лучше всего подходит для крупносерийного производства?
Литье под высоким давлением — самый быстрый и экономичный процесс производства алюминиевых деталей в больших объемах. Время цикла короткое, инструмент производит сотни тысяч выстрелов, а постоянство размеров сокращает необходимость вторичной обработки. Годовые объемы производства более 50 000 деталей являются нормой для HPDC. Для объемов от 10 000 до 50 000 литье под низким давлением или литье в постоянные формы могут быть конкурентоспособными, когда механические свойства необходимо улучшить по сравнению с HPDC.
В чем разница между литьем под давлением и литьем в постоянную форму?
При литье под давлением расплавленный алюминий впрыскивается в стальную матрицу под высоким давлением и скоростью, тогда как при постоянном литье в форму для заполнения стальной или железной формы используется сила тяжести или низкое давление. Высокая скорость впрыска при литье под давлением позволяет сделать стенки тоньше и ускорить циклы, но увеличивает риск захвата воздуха. Литье в постоянную форму позволяет получить более плотные и прочные детали с лучшей герметичностью, но с более медленным временем цикла и с немного более толстыми минимальными стенками.
Является ли литье в песок дешевле, чем литье под давлением?
Для небольших объемов да. Инструменты для литья в песчаные формы стоят дешевле инструментов для литья под давлением, поскольку песчаная форма разрушается после каждого использования и не требует закаленной инструментальной стали. По мере роста годового объема стоимость детали литья в песчаные формы остается высокой из-за замедления производства и обширных отделочных работ. Литье под давлением становится дешевле в расчете на деталь, когда стоимость оснастки амортизируется на достаточное количество единиц, обычно на несколько тысяч деталей или более.
Можно ли сваривать или паять алюминиевые отливки?
Да, но вероятность успеха зависит от процесса и сплава. Песок, постоянные формы и отливки под низким давлением с низкой газовой пористостью можно сваривать с использованием подходящего присадочного материала. Отливки под высоким давлением трудно сваривать, поскольку газовая пористость расширяется под воздействием тепла сварки и образует пузырьки. Если необходимо сваривать отливку под давлением, вакуумная технология HPDC может уменьшить пористость настолько, чтобы сделать сварку возможной. A356 и подобные сплавы хорошо свариваются в состоянии T6, если наполнитель соответствует химическому составу сплава.
Какой алюминиевый литейный сплав самый прочный?
A356, отлитый в состоянии термообработки T6, обычно считается самым прочным из распространенных алюминиевых литейных сплавов: предел прочности на разрыв достигает 280–300 МПа, а удлинение составляет от 3 до 10 процентов в зависимости от метода литья. Некоторые специальные сплавы, такие как A201, превосходят эту прочность, но они дороги и их трудно отливать. Для литья под высоким давлением A380 обеспечивает наилучшее сочетание прочности, литейных качеств и экономичности.
Какая обработка требуется после литья?
Отливки под высоким давлением часто подвергаются легкой механической обработке на уплотнительных поверхностях и резьбовых отверстиях, при этом остальные поверхности остаются литыми. Постоянные формы и отливки под низким давлением обычно требуют механической обработки сопрягаемых поверхностей. Отливки из песка могут потребовать тяжелой механической обработки из-за ненадежных допусков и смещения формы. Хорошо спроектированный процесс литья сокращает время обработки за счет размещения базовых мишеней в одном кадре с критически важными деталями и обеспечения точной повторяемости размеров от кадра к кадру.
Заключительные мысли о выборе процесса литья алюминия
Различные типы алюминиевого литья не являются конкурирующими технологиями в том смысле, что одна из них лучше всех. Литье в песчаные формы, литье в постоянные формы, литье под высоким давлением, литье под низким давлением, литье по выплавляемым моделям и литье по выплавляемым моделям - каждое из них занимает логическое положение в треугольнике стоимость-объем-точность. Правильный выбор становится возможным, когда годовой объем производства, требования к допускам, механическая нагрузка и характеристики отделки записаны и проранжированы.
Инженеры, которые уделяют немного больше времени на ранней стадии поиска, избегают самых дорогостоящих ошибок в проекте. Деталь, которая хорошо течет в одном процессе, может иметь скрытую пористость в другом. Допуск на размеры, достижимый в HPDC, может потребовать дорогостоящей доработки при литье в песчаные формы. Всегда разумнее всего попросить техническую команду литейного завода просмотреть чертеж перед началом оснастки. Производители отливок, располагающие собственными инструментами, системами механической обработки и качества, могут быстро дать практический ответ, поскольку они сталкивались с одними и теми же проблемами во многих проектах.
Если у вас есть чертеж детали и вы хотите узнать, какой метод литья алюминия подходит для вашего проекта, самый быстрый способ — отправить геометрию и требуемый годовой объем производителю отливки для технической проверки. В ходе разговора о компромиссах будет сказано заранее, пока изменения в дизайне еще доступны.
