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Durante questi anni di lavoro a bassa pressione presso JS, mi sono reso conto profondamente che è tutt'altro che sufficiente per concentrarsi solo sulla lega di alluminio usata per fare un casting leggero, forte, liscio e bello. Dietro questo c'è il risultato del lavoro collaborativo dei materiali chiave.

La lega di alluminio fuso è il nucleo chiave. Ma per riempire accuratamente ogni angolo dello stampo con alluminio fuso, è inseparabile dallo speciale montante in ceramica sotto. Deve resistere alle alte temperature e mantenere un'eccellente compatibilità chimica con alluminio fuso per garantire che non si verifichino reazioni dannose.

E l'acciaio da stampo resistente all'alta temperatura ed estremamente forte nel nostro stampo è ciò che conferisce un'enorme pressione e migliaia di gradi di alta temperatura, ed è ripetutamente utilizzato per garantire la forma e le dimensioni precise della fusione.

Quando molte persone menzionano il casting, inconsciamente pensano solo al materiale metallico stesso. MaNel processo di fusione a bassa pressione, se discutiamo solo leghe di alluminio, vediamo davvero solo lo strato più superficiale. Ciò che supporta davvero i getti di alta qualità è questo insieme di speciali sale in acciaio a stampo, riser in ceramica speciale e sistema di materiale in lega di alluminio. Ognuno di essi gioca un ruolo insostituibile. Senza alcun collegamento, questo casting perfetto è impossibile da raggiungere.

Riepilogo della risposta principale:

Questo articolo risponderà alle tue domande:

• In questa guida, mi concentrerò sulle leghe di alluminio per la fusione a bassa pressione.
• E spiegare la criticità dei materiali di muffa e riser.
• Infine, userò un vero caso per mostrarti come questo set di materiali funziona da vicino per creare una parte ad alte prestazioni e affidabili.
• Dopo averlo letto, capirai che i buoni getti sono il risultato del lavoro di squadra materiale.

Perché fidarsi di questa guida? Una prospettiva completa dal team di casting e scienze dei materiali JS

I progetti di casting che la nostra azienda deve fare sono molto più che semplicicitazioni di fusione a bassa pressione in alluminio. La chiave è che ogni volta che citiamo, veniamo con un rapporto di fattibilità materiale, che è la parte più preziosa.

Anni di esperienza mi hanno dato una profonda comprensione della complessità della selezione dei materiali. Ad esempio, per le ruote per auto, usiamo spesso il grado A356 di grado A356, più il trattamento termico T6, può essere leggero e resistente. Ma se si crea un cilindro del motore, il processo di grado di materiale e il trattamento deve essere ri-selezionato, perché le forze, le temperature e persino le modalità di fallimento cheLa ruota e la testata cilindridevono resistere sono completamente diversi.

Per lo stampo, utilizziamo l'acciaio da stampo H13 per il processo di trattamento termico, controllando accuratamente la temperatura di tempra e i tempi di tempera. Presta grande attenzione a questi aspetti, perché la durata di servizio dello stampo verrà infine calcolata nel costo del prodotto del cliente.

La nostra vera esperienza:

• Il prodotto di un cliente aveva impurità su scala nel casting e il tasso di passaggio si aggirava all'85%, che era un mal di testa per il cliente.
• Dopo un'attenta analisi, abbiamo scoperto che il problema era con il tradizionale riser in ghisa e l'alluminio fuso ha reagito con esso. Più tardi, abbiamo suggerito di sostituirlo con ariser in ceramica a nitruro di silicio, che è resistente alle alte temperature e non facile da reagire chimicamente con l'alluminio.
• Alla fine, il problema dell'impurità è stato risolto e il tasso di passaggio è salito al 99%! Questo caso mostra che non è sufficiente avere una buona lega di alluminio. Il modo in cui i materiali interagiscono tra loro sono i più importanti.

"Come ha sottolineato il professor Harry Bhadeshia, un famoso ingegnere dei materiali: in ingegneria, il fallimento dei materiali raramente proviene da un singolo fattore. Di solito è il risultato di una mancata corrispondenza tra materiali, processi e design."

Questa guida è ciò che il nostro team JS ha accumulato a poco a poco in base a queste esperienze pratiche e alla conoscenza della scienza dei materiali. È autentico e affidabile. Voglio solo dirti chiaramente i pozzi che ho calpestato e le strade che ho verificato, in modo daaiutarti a produrre getti di alta qualitàcon prestazioni più affidabili e costi più competitivi.

Appare il protagonista: il partner ideale della lega di alluminio a bassa pressione

Nei progetti quotidiani di casting che intraprendo, mi trovo spesso a vedere come il processo di fusione a bassa pressione e la lega di alluminio siano una coppia perfetta.Tecnologia di fusione a bassa pressione in lega di alluminioTrova un'ampia applicazione perché le caratteristiche della lega di alluminio sono in perfetta armonia con casting a bassa pressione.

Semplicemente parlando, cos'è il casting a bassa pressione?

È un processo di fusione della pressione in cui il metallo fuso viene forzato nella cavità dello stampo da una bassa pressione (di solito tra 0,5-1,5 bar), riducendo quindi difetti come pori e restringimento, per ottenere getti più densi e precisi. Di seguito è riportata una discussione sul perchéLa lega di alluminio è un compagno idealee i voti più usati impiegati.

Perché usare la lega di alluminio come scelta superiore per il casting a bassa pressione?

• Le leghe di alluminio, in particolare le leghe di alluminio-silicio come A356, hanno proprietà di fusione superiori, offrono una buona fluidità e riempiono facilmente contorni complessi di muffe, essendo significativi nella modellatura precisa nel casting a bassa pressione.
• È forte ma ha un peso basso con una densità di solo circa un terzo di quella dell'acciaio, ma può formare una buona resistenza alla trazione, il che è un grande vantaggio per la costruzione leggera nel veicolo a motore eIndustrie aeronautiche.
• Infine, le leghe di alluminio sono un buon conduttore di corrosione e calore: è resistente all'ossidazione e all'attacco chimico, ma è un buon conduttore di calore, il che lo rende un materiale ideale per la testata di un motore, radiatore o involucro di un dispositivo elettronico. Tutti questi ruoli servono a rendere efficace e affidabile il processo di fusione a bassa pressione.

I gradi in lega di alluminio più comunemente usati:

• A356.0 o ZL101A: nella nostra pratica presso JS, sono i giocatori di stelle nel casting a bassa pressione. Questo è unlega di alluminio-silicio-magnesiocon una buona castabilità e un'alta tenuta dell'aria. Dopo il trattamento termico T6, la sua resistenza e tenacità possono essere migliorate, il che è particolarmente adatto per la produzione di ruote ad alte prestazioni, armi di sospensione o componenti del motore.
• ALSI7MG o ZL101: sono ampiamente utilizzati negli standard europei e hanno prestazioni simili a A356. A seconda dei requisiti specifici del progetto, come una maggiore resistenza alla trazione, allungamento o resistenza al calore, utilizziamo anche altri gradi in lega di alluminio, ma A356 e ALSI7MG rappresentano oltre l'80% del nostro lavoro quotidiano.

"La fusione a bassa pressione in lega di alluminio combina l'efficienza del processo e i vantaggi del materiale per produrre parti ad alta precisione e leggera. Se fossi responsabile di questo progetto, inizierei con le esigenze dei clienti, analizzare lo scenario dell'applicazione, selezionare il grado in lega di alluminio (preferiamo a 356) Parte di fusione a bassa pressione in lega di alluminio. "

Eroi dietro le quinte: stampi e materiali per le attrezzature che rendono la perfezione

Continuiamo a parlarefusione a bassa pressione in alluminio. Questa volta parleremo di quegli "eroi dietro le quinte" che sono facilmente trascurati ma assolutamente critici, stampi e materiali per attrezzature. Immagina che la lega di alluminio sia il protagonista sul palco e lo stampo e l'equipaggiamento sono il palcoscenico e l'illuminazione. Senza di loro, non importa quanto sia bravo il protagonista, non può eseguire un buon spettacolo!

Materiale della muffa: la durata è la dura verità!

• Sfida del nucleo: lo stampo deve resistere ripetutamente all'acqua di alluminio bollente di 600-700 ° C e alla pressione del restringimento del raffreddamento. Non può essere deformato o rotto nel tempo. Questo requisito di forza è molto alto!
• La nostra prima scelta: Hot Work Die Steel, come il familiare H13 (American Standard) o SKD61 (standard giapponese).

Perché questo tipo di acciaio è così potente?

Contiene materiali come il cromo, il molibdeno e il vanadio, che lo rendono forte e duro alle alte temperature, e può in particolare resistere alla fatica causata da ripetute cambiamenti caldi e freddi.Nel nostro laboratorio JS, H13/SKD61 è la forza principale assoluta nella produzione di stampi in metallo a bassa pressione.

Tubo di sollevamento: il canale centrale della fusione a bassa pressione con la contropiede

Questa pipa è molto critica! Il liquido in alluminio viene versato nello stampo "a monte" da esso. Generalmente abbiamo requisiti estremamente elevati per questo:

• Proprietà chimiche stabili: non deve reagire con acqua di alluminio, inquinare il metallo fuso e le impurità nella fusione saranno demolite.
• Temperatura di controllo: l'acqua di alluminio non può raffreddare troppo rapidamente quando si alza nel tubo, altrimenti si congela prima di riempire lo stampo.
• Forte durata: deve resistere all'erosione di acqua in alluminio ad alta temperatura e shock caldi e freddi e non può essere facilmente rotto.

La nostra prima scelta è il tubo ceramico di nitruro di silicio(Cioè, Si₃n₄). Cosa c'è di così bello in questa cosa? È particolarmente resistente alla corrosione, ad alta forza, non ha paura dell'espansione e della contrazione termica e ha una lunga vita. I getti realizzati con esso sono della migliore qualità. Naturalmente, ci sono anche soluzioni per risparmiare costi, come l'aggiunta di uno strato di rivestimento all'interno di tubi in ghisa o tubi di acciaio, ma ad essere onesti, l'effetto della durata e dell'anti-inquinamento è inferiore ai tubi ceramici.

Altri "ruoli di supporto chiave" che non possono essere ignorati:

• Crogiolo: una "pentola" usata per sciogliere l'acqua di alluminio. Generalmente usiamo i crogioli di grafite perché sono resistenti alle alte temperature e l'acqua di alluminio non reagiranno quando immersi in essi.
• Agente di rilascio: dovrebbe esserespruzzato nello stampo prima di ogni versamento. Le funzioni principali sono: in primo luogo, per consentire alla fusione solidificata da demicare senza intoppi; In secondo luogo, per formare un film protettivo sulla parete interna dello stampo per ridurre il danno diretto di acqua in alluminio ad alta temperatura allo stampo ed estendere la vita dello stampo.

Per realizzare prodotti di alta qualità e stabili in coda a bassa pressione di lega di alluminio, è tutt'altro che abbastanza per avere una buona lega di alluminio da solo. La selezione del materiale di ogni collegamento di "piccoli aiutanti" comeStampi, tubi di riser e agenti di rilascio influenzano direttamente il successo o il fallimento finale.

"Nella nostra compagnia JS, siamo ben consapevoli del valore di questi" eroi dietro le quinte ". Dalla selezione di acciaio di stampo, l'applicazione di tubi di riser in ceramica, al controllo raffinato dei parametri di processo, abbiamo accumulato una ricca esperienza pratica. Se hai la necessità di percorso a bassa pressione di alluminio in allee, ti preghiamo di parlare gratuitamente.

Analisi dei casi pratici: sviluppo di una piastra di raffreddamento a batteria integrata per veicoli elettrici di punta

Nel campo dei veicoli elettrici, la batteria è il nucleo e la suaIl sistema di raffreddamento è la garanzia della vita chiave. Abbiamo intrapreso un progetto impegnativo: sviluppare una piastra di raffreddamento a batteria con dimensioni extra-grandi (lunghe 1,5 metri) e canali di flusso interno estremamente complessi (design a forma di S) per un produttore di veicoli elettrici principali. I requisiti fondamentali sono: affidabilità assoluta e perdita zero.

Sfida del cliente: crea una piastra di raffreddamento grande e complessa che non deve perdere

La soluzione precedente del cliente ha affrontato due principali punti deboli:

• Soluzione di saldatura tradizionale:Saldatura più piccoli componentiin tutto. Ciò porta centinaia di potenziali punti di perdita, elevato rischio di guasto a vibrazioni a lungo termine e più parti portano ad un aumento del peso.
• Tentativo di stampo ad alta pressione: limitato dalla dimensione extra-larga e dai complessi canali di flusso interno, i pori piccoli si formano facilmente durante il riempimento ad alta velocità, che non possono anche soddisfare i rigorosi requisiti di perdita zero.

Soluzione di JS: un sistema di materiale di fusione a bassa pressione completa

Dopo l'analisi,Abbiamo scoperto che la chiave del successo risiede nei materiali e nei processi: Dobbiamo scegliere una combinazione di materiale e processo che può formare una struttura complessa in una sola andata e non lasciare cuciture. Quindi, abbiamo bloccato la tecnologia di fusione a bassa pressione:

• Lega di casting preferita:Abbiamo usato la lega di alluminio A356. Ha una buona fluidità, alta densità dopo la solidificazione e può riempire completamente i canali di flusso complessi. Ancora più importante, dopo il trattamento termico T6 standard, può ottenere elevata resistenza e tenacità e ha una tenuta aria estremamente elevata, che è la base per la prevenzione delle perdite.
• Processo di precisione e design dello stampo: la fusione a bassa pressione consente all'acqua di alluminio di riempire lentamente lo stampo, che può effettivamente evitare l'intrappolamento dell'aria e replicare completamente quei piccoli canali di flusso. Allo stesso tempo, abbiamo realizzato lo stampo con acciaio H13, aggiunto i tubi di raffreddamento all'interno, controllato accuratamente il processo di solidificazione e prevenuto efficacemente il restringimento.
• Attrezzatura chiave: considerando i requisiti elevati per la purezza del canale di flusso del refrigerante, insistiamo sull'uso di tubi di riser in ceramica a nitruro di silicio su macchine a bassa pressione. Questo materiale inerte garantisce la purezza del casting dalla fonte. La consegna finale è una prestazione così elevataParte di fusione a bassa pressione in alluminio.

Vantaggi comparativi del processo di fusione a bassa pressione:

Fonte: SAE International, Casting avanzato per i sistemi di raffreddamento EV, 2024.

Risultato finale: core di sicurezza leggera e ad alta affidabilità

La nostra soluzione ha apportato miglioramenti significativi:

• Struttura complessiva: trasformato con successo il componente complesso originariamente composto da più di 20 parti saldate in un singolo fusione integrale, eliminando il rischio di perdite di saldatura e migliorando l'affidabilità strutturale.
• Verifica di perdite zero: ha superato il test di perdita di elio più rigoroso per ottenere un giudizio di perdita zero. Allo stesso tempo, ha superato il ciclo di pressione del 100% e i test di vibrazione,soddisfare completamente gli standard di sicurezza.
• Riduzione significativa del peso: rispetto alla soluzione di saldatura originale del cliente, la nostra piastra di raffreddamento è più leggera del 20%, contribuendo a migliorare l'efficienza energetica dell'intero veicolo.
• Migliore efficienza di produzione: il processo di stampaggio monopezzo semplifica il processo di produzione e migliora l'efficienza della produzione rispetto alla saldatura manuale.

Ispirazione principale: l'ottimizzazione del sistema è il re

Dopo aver completato con successo questo progetto, ho realizzato una verità: ilSuccesso del casting a bassa pressionedi leghe di alluminio non è indovinato alla cieca, maSi basa sull'ottimizzazione sistematica delle tre principali aree di leghe, stampi e attrezzature di fusione.Ogni dettaglio deve corrispondere per produrre un prodotto di qualità.

"Se dovessi guidare questo progetto, prima avrei scavato in profondità le esigenze dei clienti, quindi userei la nostra competenza di fusione a bassa pressione JS per selezionare la giusta lega di alluminio A356 e personalizzare lo stampo H13 per garantire un processo puro. Durante la fase di test, stringerei il ciclo di pressione e le perdite di pressione in anticipo. JS è impegnato a risolvere le sfide complesse con la fusione della tecnologia di cast e non vedo l'ora di fare affidamento sul tuo veicolo di forza successiva.

FAQ - Rispondere a più delle tue domande sui materiali di fusione

Domanda 1: qual è la differenza fondamentale tra materiali di fusione a bassa pressione e materiali di colata di sabbia?

La differenza principale traI due processi si trovano nel materiale dello stampo:

• La fusione a bassa pressione utilizza uno stampo metallico riutilizzabile, come l'acciaio H13 che usiamo comunemente. Questo stampo duro garantisce dimensioni accurate della fusione, superficie liscia e alta efficienza.
• Lo stampo per la fusione di sabbia è usa e getta, principalmente uno stampo di sabbia in sabbia di quarzo e un legante. Gli stampi di sabbia sono economici da realizzare e sono particolarmente adatti per parti grandi e relativamente semplici. Ma rispetto agli stampi metallici, la precisione e la finitura delle parti prodotte da stampi di sabbia sono molto peggiori.

Quindi, quale processo scegliere, il materiale dello stampo (metallo o sabbia) è il punto di partenza chiave.

Domanda 2: Perché la cottura a bassa pressione non è spesso utilizzata nei materiali in acciaio?

• Il nucleo chiave è la temperatura! La fusione in acciaio richiede circa 1500 ℃, che è molto più alto della lega di alluminio che facciamo spesso (circa 660 ℃). Una temperatura così alta è un grande test per l'attrezzatura.
• I forni di isolamento, i riser, in particolare le stampi metallici che utilizziamo ripetutamente (come l'acciaio H13), sono soggetti a problemi a temperature così elevate e le loro durate di vita saranno notevolmente abbreviate. Dovranno essere presto sostituiti e il costo è troppo alto.

Quindi, il casting a bassa pressione è come fatto su misura per leghe leggere come alluminio e magnesio. Usarlo è il più adatto ed economico.

Domanda 3: Qual è la differenza tra la fusione a bassa pressione e la fusione della matrice ad alta pressione nella selezione del materiale?

I metodi di lavoro di questi due processi sono molto diversi, il che influisce direttamente sulla scelta dei materiali:

Casting da dado ad alta pressione:

• È veloce e il metallo fuso viene immediatamente portato di corsa nello stampo per alta pressione. Usiamo spesso materiali con buona fluidità, come lega di alluminio e lega di zinco, che possono riempire rapidamente ogni angolo dello stampo.
• Ma anche il problema è qui. Se viene affrettato troppo duramente, è facile intrappolare l'aria all'interno e formare piccoli pori.
• Ciò rende difficile eseguire processi di rafforzamento come il trattamento termico T6 su di esso in futuro. Una volta che i pori si espandono quando riscaldati, le parti possono gonfiare e scaricare.

Casting a bassa pressione:

• Si nutre lentamente e costantemente e si basa sulla pressione dell'aria per spingere costantemente il metallo fuso nello stampo. In questo modo, il gas non è facilmente disegnato e l'interno del casting è molto denso, quasi senza pori.
• Pertanto, le parti realizzate da esso sono particolarmente adatte per il trattamento termico T6. Dopo il trattamento termico, la resistenza e la durezza del materiale possono essere notevolmente migliorate.

Riepilogo

Per fare davvero buon uso del casting a bassa pressione, non è sufficiente guardare le parti in lega di alluminio realizzate alla fine.La chiave risiede nei materiali principali e nei sistemi di processo che supportano l'intero processo, come durevole acciaio a stampo H13, riser in ceramica resistente alla corrosione e altri componenti chiave. Come uno dei tantifabbriche di fusione a bassa pressione in alluminio, sappiamo che solo selezionando i materiali giusti e garantendo che l'intero sistema di processo sia in atto può essere prodotto parti ad alte prestazioni e ad alta affidabilità.

Il tuo progetto ha bisogno di una soluzione del genere?

• Stai cercando un metodo per produrre parti in lega di alluminio che possano creare forme complesse e garantire la massima qualità?
• Pensi che la scelta dei materiali non possa solo guardare il grado, ma anche il modo in cui l'intero processo di produzione collabora?

JS ti fornisce supporto professionale:

• Non ci concentriamo solo sulla selezione dei voti in lega di alluminio, ma ti forniamo anchesoluzioni di ottimizzazione del processo end-to-end:
• Abbinamento del materiale: analizza i requisiti di progettazione e consiglia il grado in lega di alluminio più adatto.
• Ottimizzazione del sistema: il core sta nell'ottimizzazione della progettazione di stampi, dei parametri di processo e dei sistemi di materiali di supporto per garantire le massime prestazioni delle parti.
• Citazione trasparente: otterrai una citazione chiara e dettagliata del progetto.

Agisci ora: carica i tuoi disegni di design!

Combiniamo la conoscenza professionale dei materiali e la tecnologia di fusione a bassa pressione matura per offrirti un piano di produzione affidabile e una citazione realistica per aiutarti a fare buone parti.

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