Rollen verschiedener Legierungselemente im Aluminium des Stanzes

Rollen verschiedener Legierungselemente im Aluminium des Stanzes

Die Leistung von Aluminiumlegierungen des Kasters hängt nicht nur von Aluminium selbst, sondern auch von der Art und dem Inhalt von Legierungselementen ab. Die häufigsten Elemente sind Silizium (SI), Magnesium (Mg), Kupfer (Cu), Mangan (Mn), Eisen (Fe) und Zink (Zn). Jedes spielt eine deutliche Rolle bei der Bestimmung der Fließfähigkeit, Stärke, Zähigkeit und Korrosionsresistenz der Legierung.

1. Silizium (SI)

Silizium ist das am häufigsten vorkommende Element in Stanz-Aluminiumlegierungen, die normalerweise zwischen 5% und 12% liegen. Es verbessert die Schmelzfluidität erheblich, reduziert die Schrumpfung und ermöglicht die Produktion von dünnwandigen und komplexen Formen. Silizium bildet auch eutektische Strukturen mit Aluminium und verbessert die Verschleißfestigkeit. Übermäßiges SI kann jedoch die Legierung spröde machen und die Vervollständigbarkeit verringern.

2. Magnesium (mg)

Magnesium ist ein Stärkungselement. Durch das Hinzufügen von 0,2% –0,6% mg zu al-Si-Legierungen ermöglicht die Ausfällung von MG₂SI während der Wärmebehandlung, was die Festigkeit und Härte erheblich erhöht. Es verbessert auch den Korrosionswiderstand und macht es für Legierungen wie A356 und A357, die in Automobil- und Luft- und Raumfahrtanwendungen verwendet werden, von entscheidender Bedeutung. Übermäßiges Mg kann jedoch die Gussfähigkeit verringern und heißes Riss verursachen.

3. Kupfer (Cu)

Kupfer erhöht die Stärke und Härte signifikant (in Al-Si-Cu-Legierungen üblicherweise 2% –4%) und verbessert die Leistung der Hochtemperatur. Es reduziert jedoch die Korrosionsbeständigkeit stark und macht die Legierung anfälliger für die Verschlechterung feuchter oder salzsprayer Umgebungen. Infolgedessen werden häufig CU-haltige Legierungen in Anwendungen verwendet, die eine Stärke über Korrosionsbeständigkeit wie Motorkomponenten erfordern.

4. Mangan (MN)

Mangan neutralisiert die schädlichen Auswirkungen von Eisen. Eisen bildet oft spröde β-Al₅fesi-Phasen in Aluminiumlegierungen, die die Zähigkeit beeinträchtigen. Durch Hinzufügen von 0,3% –0,6% mn verändert die Morphologie von Eisenphasen von nadelähnlich bis 'skelettähnlich, wodurch die Rissempfindlichkeit und die Verbesserung der Duktilität und Korrosionsresistenz reduziert werden.

5. Eisen (Fe)

Eisen ist eine unvermeidliche Verunreinigung bei Aluminiumlegierungen, hat aber sowohl vorteilhafte als auch nachteilige Auswirkungen. Kleine Beträge (0,6%–1,2%) verbessern die Demoldbarkeit und reduzieren das Festhalten am Würfel, was beim Gießen nützlich ist. Überschüssiger Fe führt jedoch zur Bildung von spröden β-FE-Phasen und reduziert die mechanischen Eigenschaften. Industriepraktiken bilden häufig Fe mit MN aus, um dieses Problem zu mildern.

6. Zink (Zn)

Zink verbessert in erster Linie die Stärke. In Kombination mit MG bildet es MGZN₂ -Niederschläge, die zusätzliche Stärkung bieten. Zn reduziert jedoch die Korrosionsbeständigkeit und erhöht die Anfälligkeit für Stresskorrosionsrisse. Daher wird der Zn-Gehalt normalerweise bei der Aluminium des Cast-Casts niedrig gehalten, mit Ausnahme von Anwendungen, die eine hohe Stärke, wie z. B. bestimmte Verteidigungskomponenten, fordern.

Zusammenfassung

Die Auswirkungen von Legierungselementen im Aluminium des Stanzes erfordern ein sorgfältiges Gleichgewicht: Si und Mg bieten Gussbarkeit und Stärkung; Cu erhöht die Festigkeit, beeinträchtigt jedoch die Korrosionsbeständigkeit; MN setzt die negativen Auswirkungen von Fe aus; während Fe und Zn dicht kontrolliert werden müssen. Durch präzises Zusammensetzungsdesign können die Aluminiumlegierungen des Casts das optimale Gleichgewicht zwischen Stärke, Duktilität und Korrosionsbeständigkeit erreichen.