Pri výbere hliníkovej zliatiny by prvý rozdiel nemal byť medzi „tepaným“ a „kovaným“. Kovanie je len jeden výrobný proces v rámci širšej rodiny tvárnených{1}}zliatin. Správny rámec je rozlišovať medzitvárnené hliníkové zliatinyaodlievanie hliníkových zliatin. Tieto dve skupiny sú navrhnuté pre rôzne metódy spracovania, formy produktov, mechanické požiadavky a aplikácie.
| Rodina | Typické označenia | Hlavné metódy spracovania | Spoločné formuláre produktov |
|---|---|---|---|
| Spracované | séria 1xxx–8xxx, ako napríklad 1050, 3003, 5052, 6061, 7075 | Valcovanie, pretláčanie, ťahanie, kovanie | Plech, zvitok, doska, rúrka, profily, výkovky, drôt |
| Obsadenie | A356, A380, A206, staršie liate zliatiny 2xx/3xx/4xx/5xx, čínska séria ZL | Odlievanie do piesku, tlakové liatie, investičné liatie, liatie do stálej formy- | Komplexné{0}}tvarové odliatky |
Tvárnené zliatiny sú po stuhnutí mechanicky opracované. Valcovanie, vytláčanie, ťahanie a kovanie sú všetky metódy spracovania tvárnením. Ich konečné vlastnosti sú riadené nielen zložením zliatiny, ale aj spôsobom spracovania a temperovaním.
Výrobky z tepaného hliníka sa bežne dodávajú vO, H a T tempery. O označuje žíhaný stav, H označuje deformačne-vytvrdený materiál a T označuje tepelne-spracovaný materiál. Napríklad 5052-H32 a 6061-T6 majú odlišné mechanické vlastnosti, pretože ich zliatinové zloženie a teploty sú odlišné.
Naproti tomu odlievacie zliatiny sú špeciálne formulované pre zlievarenské spracovanie. Hliníkové-zliatiny kremíka, ako sú A356 a A380, poskytujú dobrú tekutosť a odlievacie vlastnosti. Prídavky medi a horčíka môžu poskytnúť vyššiu pevnosť a umožniť tepelné spracovanie, ako sú podmienky T5 alebo T6.
2. Štruktúra a mechanické vlastnosti
Výrobný proces vytvára dôležité rozdiely v štruktúre materiálu.
Tvárnené výrobky podliehajú značnej mechanickej deformácii, ktorá môže zjemniť a orientovať štruktúru zŕn a znížiť alebo odstrániť vnútornú pórovitosť bežne spojenú s konvenčnými odlievanými výrobkami. Výsledkom je, že kovaný hliník vo všeobecnosti poskytuje konzistentnejšie mechanické vlastnosti, dobrú ťažnosť, vysokú odolnosť proti únave a prísnejšiu kontrolu rozmerov.
Liaty hliník tuhne priamo z tekutého stavu. V závislosti od zliatiny a metódy odlievania môžu odliatky obsahovať pórovitosť plynu, zmršťovacie dutiny, inklúzie a iné chyby súvisiace-s odlievaním. Ich mikroštruktúra je vo všeobecnosti heterogénnejšia ako mikroštruktúra tvárnených produktov a mechanické vlastnosti môžu byť nižšie ako u tvárnených zliatin s podobnou chémiou.
Technológia odlievania však značne pokročila. Procesy ako naprnízkotlakové liatie, liatie stláčaním a izostatické lisovanie za tepla (HIP)môže podstatne znížiť pórovitosť a zlepšiť mechanický výkon. Preto je nesprávne predpokladať, že každý odliatok má automaticky slabú pevnosť alebo spoľahlivosť.
3. Typické aplikácie
Tváraný hliník je široko používaný tam, kde sú dôležité konzistentné vlastnosti, tenké časti, dlhé výrobky, zvárateľnosť alebo integrita tlaku. Plechy a cievky sa používajú na balenie, opláštenie budov, automobilové panely a všeobecnú výrobu. Doska sa bežne používa v námorných, dopravných a konštrukčných aplikáciách. Extrudované rúry a profily sa používajú vo výmenníkoch tepla, rámoch, HVAC systémoch a priemyselných zariadeniach. Výkovky sa vyberajú pre konštrukčné komponenty s vysokou-integritou, kde je rozhodujúca pevnosť a spoľahlivosť.
Liaty hliník je obzvlášť cenný, keď má komponent komplikovanú trojrozmernú geometriu-, ktorá by si vyžadovala rozsiahle opracovanie alebo montáž, ak by bola vyrobená z tvárneného materiálu. Typické aplikácie zahŕňajú bloky motorov, hlavy valcov, telesá ventilov, telesá čerpadiel, skrine prevodoviek, kolesá a architektonický hardvér.
4. Náklady a úvahy o dizajne
Najväčšou výhodou odlievania je jeho schopnosť vyrábaťzložité tvary ekonomicky, najmä vo-veľkoobjemovej produkcii. Hoci počiatočné náklady na nástroje a formy môžu byť značné, tieto náklady sú rozdelené do mnohých častí. Takmer-netto{4}}tvarové odlievanie môže tiež znížiť požiadavky na obrábanie, plytvanie materiálom a montáž.
Tvárnené výrobky sú vo všeobecnosti preferované, keď dizajn vyžaduje tenké steny, dlhé alebo súvislé časti, tesné rozmerové tolerancie, konzistentné mechanické vlastnosti, vynikajúcu zvárateľnosť alebo vysokú odolnosť voči tlaku a netesnosti.
Ani jedna rodina nie je univerzálne nadradená. V mnohých inžinierskych produktoch sa navzájom dopĺňajú. Hotová zostava môže používať liate puzdro spolu s kovanými hliníkovými rúrkami, doskami, spojovacími prvkami, vložkami alebo armatúrami.
5. Usmernenie pri výbere
Vyberte sikovaný hliníkkeď aplikácia vyžaduje stálu pevnosť, tenké alebo dlhé geometrie, tesné tolerancie, zváranie, odolnosť proti únave alebo integritu tlaku/úniku.
Vyberte siodlievanie hliníkakeď má komponent zložitú geometriu, objem výroby je vysoký, potreby obrábania by sa mali minimalizovať a prijateľné sú mierne mechanické vlastnosti.
Pre kritické liate komponenty by mala špecifikácia ísť nad rámec označenia zliatiny. Kupujúci môže potrebovať definovať proces odlievania, požiadavky na kvalitu, tepelné spracovanie, limity pórovitosti a nedeštruktívne testovanie (NDT). Prémiové procesy, ako je HIP, môžu byť tiež zvažované, keď sú obzvlášť dôležité vnútorné zdravie a únavový výkon.
Kľúčový bod je jednoduchý:tvárnený a odlievaný hliník sú dve doplnkové rodiny zliatin, zatiaľ čo kovanie je len jednou metódou spracovania v rámci rodiny tvárnených zliatin.Správna identifikácia skupiny materiálov pomáha inžinierom vybrať vhodnú zliatinu, výrobný proces, mechanické vlastnosti, štruktúru nákladov a požiadavky na kvalitu pre konečnú aplikáciu.
