2022년 최신 알루미늄 다이캐스팅 기술

최근 몇 년 동안 자동차, 항공 우주 및 컴퓨터 산업의 급속한 발전으로 경량, 고인성 및 내식성을 갖춘 주물에 대한 요구 사항이 높아졌습니다. 알루미늄 합금 부품의 경우 고강도, 고인성, 내식성 합금, 변형 합금의 가공 및 성형, 크고 복잡한 합금 부품의 성형 공정은 경량 합금의 연구 핫스팟이 되었습니다. 그러나 주조 알루미늄 합금의 기계적 성질은 대부분 다이캐스팅 상태에서 인장강도가 낮고 연신율이 낮습니다.

새로운 알루미늄 다이캐스팅에 대해 논의해야 하는 이유는 무엇입니까?

기술의 발전으로 고강도 경량 주물에 대한 수요가 점차 증가하고 있으며 다이캐스팅 공정을 사용하여 알루미늄 합금 부품을 제조할 수 있는 이점이 주목받고 있습니다. 다이캐스팅 공정(die-casting)은 가공 산업에서 일반적으로 사용되는 특수 주조 공정입니다. 유체금속 또는 반유체금속을 다이캐스팅 금형에 고압하에서 고속으로 충진하여 성형 및 고화시켜 최종적으로 주물을 얻는다.

다이캐스팅 공정에 의해 형성된 주물은 높은 치수 정확도, 고강도 및 높은 재료 활용도의 장점을 갖기 때문에 다이캐스팅 및 고강도 다이캐스팅은 복잡한 형상과 적당한 하중을 갖는 부품 제조에 널리 사용됩니다.

알루미늄의 밀도는 철, 구리, 아연 및 기타 합금의 약 1/3에 불과합니다. 경량 요구 사항을 충족하는 다이캐스팅 합금 소재 중 하나입니다. 또한, 알루미늄은 높은 비강도 및 비강성을 가지며 우수한 소성체 유변학적 특성을 갖는다. 결정화 온도 범위가 좁고 선형 수축률이 작고 기타 장점이 있으며 성형 및 절단이 쉽고 기계적 특성과 내식성이 높습니다. 위의 장점을 바탕으로 알루미늄 합금은 고강도 및 견고한 다이캐스팅 합금 소재 중 하나가 되었습니다.

알루미늄 합금 다이 캐스팅 자동차, 항공 우주 및 기타 산업 분야에서 우수한 중량 감소 효과가 있습니다. 1980년대 이후 자동차 산업의 급속한 발전은 관련 산업의 발전을 주도했으며 자동차 산업의 발전은 주로 지능, 경량화, 모듈화 등에 관한 것입니다. 주철 주물을 알루미늄 합금 주물로 대체하는 기술, 엔지니어링 플라스틱, 탄소 섬유가 빠르게 개발되었습니다. 그 중 자동차의 열교환기, 엔진실린더, 워터펌프, 휠허브 등 40여종의 부품이 알루미늄 합금으로 만들어지고 있다.

새 주사위 캐스트 잉 알루미늄 합금

자동차 산업은 에너지, 안전, 편안함 및 기타 요소의 요구에 따라 계속 발전하고 있습니다. 재료에 대한 자동차 산업의 발전 요구는 강철, 주철 및 기타 에너지 소비, 고품질 및 중량 재료를 대체하기 위해 알루미늄-마그네슘 합금을 적용하는 시대에 있습니다.

전통적인 차체 부품은 주로 강판 스탬핑 또는 유압식 팽창 또는 맞춤형 플레이트 용접을 기반으로 합니다. 알루미늄 합금을 사용하는 경우 고강도 및 고인성이 요구된다. 알루미늄 합금의 적용은 부품의 고집적화의 장점이 있습니다. 다른 부품의 성능 요구 사항은 다릅니다. 일부는 연신율을 개선해야 하고 일부는 내식성을 개선해야 합니다. 고진공 다이캐스팅 공정의 발달로 다이캐스팅 부품 가공의 성능은 더욱 다양한 물성을 지닌 우수한 알루미늄 합금을 필요로 합니다.

고가소성 알루미늄 합금에 대한 수요를 충족시키기 위해 독일과 일본의 학자들은 1990년대부터 고진공 기술을 기반으로 한 고가소성 Al-Si-Mg 합금을 연구해왔다. 독일 Rheinland Aluminium Company에서 개발한 새로운 다이캐스팅 알루미늄 합금:Maximal-59, Sila-font-36 및 Castasil-37은 인성을 보장하기 위해 합금 내 Fe 원소 함량을 0.2% 미만으로 제어합니다. 그리고 캐스팅의 힘. 달라붙는 현상이 발생하며 동시에 0.5%~0.8% Mn 원소가 합금에 첨가된다. 테스트 후 주조 상태에서 Maximal-59 합금 표준 환봉 샘플의 연신율은 17%에 달할 수 있으며 자동차 도어 제조에 사용되었습니다.

Kondo Kaili는 Silafont-36을 기본 합금으로 사용하여 합금의 Mg 함량을 제어하여 다양한 기계적 특성을 얻었습니다. 연구에 따르면 Mg의 질량 분율이 0.33%~0.40%일 때 알루미늄 합금이 더 나은 연신율과 압축 ​​강도를 나타냅니다.

독일 학자들은 Aural-2 및 Aural-3 합금을 개발했습니다. Au-ral-3 합금은 유동성이 좋고 충진 성능이 좋으며 Aural-3 합금은 Mg 원소를 첨가하여 열처리할 수 있으며 용체화 처리를 통해 새로운 형태의 합금을 얻을 수 있습니다. 고강도 및 인성 합금의 연신율은 5% ~ 12%이며 항복 강도 σ0.2는 250MPa입니다.

현재 중국의 많은 기업과 연구 기관은 자동차 차체 구조 부품에 적합한 고강도 및 인성 알루미늄 합금을 개발하고 있습니다. 협력 중에 고신율 내열 주조 알루미늄 합금 및 그 압력 주조 제조 방법이 개발되었습니다.

합금은 Al-Si-Mg 합금에 속하며 Si, Cu 및 Mg의 함량을 설명하고 미량 원소 Sc 및 M(Ti, Zr 및 V 중 하나 이상)을 지정합니다. 항복 강도는 169MPa에 도달할 수 있고, 연신율은 10.0%에 도달할 수 있고, 200°C에서 고온 인장 강도는 190MPa에 도달할 수 있고, 고온 연신율은 14.0%에 도달할 수 있습니다. 상온 및 내열성이 우수하여 용체화 열처리 없이 자동차 부품에 사용이 가능합니다. 개발 요구 사항을 수량화합니다.

요약하면, 새로운 고강도 및 인성 다이캐스팅 알루미늄 합금에 대한 현재 연구는 주로 Al-Si-Mg 시스템에 중점을 둡니다. Al-Si계 합금에 Mg를 첨가함으로써 Mg2Si를 형성할 수 있고, 용체화 처리시 고용체를 형성할 수 있다. 합금 및 Mg 원소는 또한 합금 액체 표면에 내식성이 높은 스피넬 막을 형성하여 주조물의 내식성을 향상시킬 수 있습니다.

이론상으로는 Cu 원소가 Al-Si 합금에 미치는 종합적인 강화 효과가 더 중요합니다. Mg 원소에 비해 Cu 원소는 알루미늄 합금에서 핵을 형성하기 쉽고 열처리 후 성능이 향상되지만 알루미늄 합금에서 Cu 원소의 용해 속도는 Mg 원소보다 높습니다. 낮으면 Al-Si 합금의 적용이 제한됩니다. Al-Si-Cu 합금의 새로운 고강도 및 인성 특성에 대한 연구는 추가 논의가 필요하며 이는 새로운 고강도 및 인성 알루미늄 합금의 연구 및 개발에 큰 의미가 있습니다.