La última tecnología de fundición a presión de aluminio en 2022

En los últimos años, con el rápido desarrollo de las industrias automotriz, aeroespacial e informática, se han impuesto mayores requisitos a las piezas fundidas de peso ligero, alta tenacidad y resistencia a la corrosión. Para las piezas de aleación de aluminio, el procesamiento y la formación de aleaciones de alta resistencia, alta tenacidad y resistentes a la corrosión, aleaciones deformadas y el proceso de formación de piezas de aleación grandes y complejas se han convertido en los puntos críticos de investigación de las aleaciones ligeras. Sin embargo, la mayoría de las propiedades mecánicas de las aleaciones de aluminio fundido son principalmente una baja resistencia a la tracción y una baja elongación en el estado de fundición a presión.

¿Por qué necesitamos discutir la nueva fundición a presión de aluminio?

Con el desarrollo de la tecnología, la demanda de piezas fundidas de alta resistencia y peso ligero ha aumentado gradualmente, y las ventajas de usar el proceso de fundición a presión para preparar piezas de aleación de aluminio han llamado la atención. El proceso de fundición a presión (die-casting) es un proceso de fundición especial comúnmente utilizado en la industria de procesamiento. Mediante el llenado de metal fluido o metal semifluido en un molde de fundición a presión a alta velocidad y alta presión, se forma y solidifica bajo presión para obtener finalmente una fundición.

Debido a que las piezas fundidas formadas por el proceso de fundición a presión tienen las ventajas de una alta precisión dimensional, alta resistencia y alta utilización de materiales, la fundición a presión y la fundición a presión de alta resistencia se utilizan ampliamente en la fabricación de componentes con formas complejas y cargas moderadas.

La densidad del aluminio es solo alrededor de 1/3 de la del hierro, cobre, zinc y otras aleaciones. Es uno de los materiales de aleación de fundición a presión que cumple con los requisitos de peso ligero. Además, el aluminio tiene una alta resistencia específica y rigidez específica y tiene buenas propiedades reológicas de cuerpo plástico. El rango de temperatura de cristalización es estrecho, la tasa de contracción lineal es pequeña y otras ventajas, es fácil de formar y cortar, y tiene altas propiedades mecánicas y resistencia a la corrosión. En base a las ventajas anteriores, la aleación de aluminio se ha convertido en uno de los materiales de aleación de fundición a presión de alta resistencia y dureza.

Fundiciones a presión de aleación de aluminio tienen excelentes efectos de reducción de peso en las industrias automotriz, aeroespacial y otras. Desde la década de 1980, el rápido desarrollo de la industria automotriz ha impulsado el desarrollo de industrias relacionadas, y el desarrollo de la industria automotriz se trata principalmente de inteligencia, peso ligero, modularización, etc. La tecnología de reemplazo de piezas fundidas de hierro fundido con piezas fundidas de aleación de aluminio, ingeniería plásticos y fibra de carbono se ha desarrollado rápidamente. Entre ellos, más de 40 tipos de piezas, como intercambiadores de calor, cilindros de motores, bombas de agua y cubos de ruedas de automóviles, están hechos de aleaciones de aluminio.

Nuevo dado reparto ing aleación de aluminio

La industria automotriz continúa desarrollándose en base a las necesidades de energía, seguridad, comodidad y otros factores. Las necesidades de desarrollo de materiales de la industria automotriz se encuentran en la era de la aplicación de aleaciones de aluminio y magnesio para reemplazar el acero, el hierro fundido y otros materiales pesados, de alta calidad y que consumen energía.

Las piezas de carrocería tradicionales se basan principalmente en el estampado de placas de acero o el abultamiento hidráulico o la soldadura de placas a medida. Si se usa la aleación de aluminio, existe la necesidad de alta resistencia y alta tenacidad. La aplicación de aleación de aluminio tiene la ventaja de una alta integración de las piezas. Los requisitos de rendimiento de las diferentes partes son diferentes. Algunos necesitan mejorar su elongación y otros necesitan mejorar su resistencia a la corrosión. Con el desarrollo del proceso de fundición a presión de alto vacío, el rendimiento del procesamiento de piezas de fundición a presión requiere aleaciones de aluminio más excelentes con diversas propiedades.

Para satisfacer la demanda de aleaciones de aluminio de alta plasticidad, académicos de Alemania y Japón han investigado aleaciones de Al-Si-Mg de alta plasticidad basadas en tecnología de alto vacío desde la década de 1990. En las nuevas aleaciones de aluminio fundido a presión desarrolladas por Germany Rheinland Aluminium Company:Maximal-59, Sila-font-36 y Castasil-37, el contenido del elemento Fe en la aleación se controla para que sea inferior al 0,2 % para garantizar la tenacidad. y la fuerza de la fundición. Ocurre el fenómeno de adherencia, y al mismo tiempo se agrega 0.5%~0.8% del elemento Mn a la aleación. Después de la prueba, el alargamiento de la muestra de barra redonda estándar de aleación Maximal-59 en estado bruto puede alcanzar el 17 % y se ha utilizado en la fabricación de puertas de automóviles.

Kondo Kaili utilizó Silafont-36 como aleación base para obtener diferentes propiedades mecánicas controlando el contenido de Mg en la aleación. El estudio encontró que cuando la fracción de masa de Mg es 0,33 %~0,40 %, la aleación de aluminio muestra una mejor tasa de elongación y resistencia a la compresión.

Los académicos alemanes han desarrollado las aleaciones Aural-2 y Aural-3. La aleación Au-ral-3 tiene buena fluidez y buen rendimiento de llenado, y la aleación Aural-3 se puede tratar térmicamente agregando el elemento Mg, y se puede obtener un nuevo tipo de aleación mediante el tratamiento de solución. El alargamiento de la aleación resistente y de alta resistencia es del 5 % al 12 %, y el límite elástico σ0,2 es de 250 MPa.

En la actualidad, muchas empresas e institutos de investigación en China están desarrollando aleaciones de aluminio resistentes y de alta resistencia adecuadas para piezas estructurales de carrocerías de automóviles. Durante la cooperación, se desarrollaron una aleación de aluminio fundido resistente al calor de alta elongación y su método de preparación de fundición a presión.

La aleación pertenece a la aleación Al-Si-Mg, que describe el contenido de Si, Cu y Mg, y especifica los elementos traza Sc y M (al menos uno de Ti, Zr y V). El límite elástico puede alcanzar los 169 MPa, el alargamiento puede alcanzar el 10,0 %, la resistencia a la tracción a alta temperatura a 200 °C puede alcanzar los 190 MPa y el alargamiento a alta temperatura puede alcanzar el 14,0 %. Tiene una excelente resistencia a la temperatura ambiente y al calor y se puede utilizar en piezas de automóviles sin tratamiento térmico de solución. Cuantificar las necesidades de desarrollo.

En resumen, la investigación actual sobre nuevas aleaciones de aluminio de fundición a presión de alta resistencia y tenacidad se centra principalmente en el sistema Al-Si-Mg. Debido a la adición de Mg en la aleación del sistema Al-Si, se puede formar Mg2Si y se puede formar una solución sólida durante el tratamiento de la solución. Los elementos de aleación y Mg también pueden formar una película de espinela altamente resistente a la corrosión en la superficie del líquido de aleación para mejorar la resistencia a la corrosión de las piezas fundidas.

En teoría, el efecto de fortalecimiento integral del elemento Cu en las aleaciones Al-Si es más significativo. En comparación con el elemento Mg, el elemento Cu es más fácil de formar núcleos en aleación de aluminio y el rendimiento mejora después del tratamiento térmico, pero la tasa de disolución del elemento Cu en la aleación de aluminio es mayor que la del elemento Mg. baja, la aplicación en aleaciones Al-Si es limitada. La investigación sobre las nuevas propiedades de alta resistencia y tenacidad de las aleaciones de Al-Si-Cu debe seguir debatiéndose, lo cual es de gran importancia para la investigación y el desarrollo de nuevas aleaciones de aluminio tenaces y de alta resistencia.