Von den Präzisionskomponenten unter der Haube Ihres Autos über die robusten Gehäuse von Haushaltsgeräten bis hin zu Ihrem Smartphone haben viele moderne Produkte einen gemeinsamen Herstellungsprozess:Aluminium-DruckgussDiese vielseitige Technik ist aufgrund ihrer einzigartigen Kombination aus Effizienz und Präzision in allen Branchen unverzichtbar geworden.

Das Druckgussverfahren ist ein hocheffizientes Fertigungsprozess, bei dem geschmolzenes Aluminium mit hoher Geschwindigkeit in Präzisionsformen unter hohem Druck injiziert wird.Produktion von Komponenten mit ausgezeichneter Maßgenauigkeit und glatter Oberfläche.

Im Vergleich zu alternativen Gießverfahren wie Sandguss oder Schwerkraftguss bietet das Aluminiumgussverfahren deutliche Vorteile:

• Überlegene Größengenauigkeit:Verringert den Bedarf an Sekundärbearbeitung
• Außergewöhnliche Oberflächenqualität:Produktion von Komponenten mit glatten Oberflächen, die oft nur wenig Nachbearbeitung erfordern
• Designflexibilität:mit einer Breite von mehr als 20 mm, jedoch nicht mehr als 30 mm

Um den Anforderungen des Hochgeschwindigkeitsgusses gerecht zu werden, wurden spezielle Aluminiumlegierungen mit erhöhter Flüssigkeit entwickelt.Häufig mit Elementen wie Eisen (Fe)Während Eisen typischerweise als Verunreinigung in herkömmlichen Legierungen angesehen wird, dient es beim Druckguss einem entscheidenden Zweck, indem es die Haftung von Metall an Form verhindert, ein Phänomen, das als "Lötung" bekannt ist.

Während die Gießverfahren traditionell mit Präzision zu kämpfen haben, erreicht das Gießen mit Aluminiumdruck eine bemerkenswerte Maßgenauigkeit und erreicht in der Regel Toleranzen von IT13-IT15 oder besser.Diese Präzision macht das Verfahren ideal für die Massenproduktion.

Etwa 90% der Druckgussprodukte aus Aluminium verwenden eine Legierung ADC12, die für ihre ausgewogene Kombination aus Gussmerkmalen, mechanischen Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit geschätzt wird.Diese Legierung ist zum Industriestandard für die meisten Anwendungen geworden.

Während Aluminium eine gute Eigenschaftsfestigkeit bietet, werden Druckgusskomponenten häufig Oberflächenbehandlungen unterzogen, um die mechanischen Eigenschaften weiter zu verbessern.Diese Verfahren erhöhen nicht nur die Festigkeit, sondern verbessern auch die Korrosionsbeständigkeit und die Verschleißmerkmale.

Die Druckguss-Aluminium-Komponenten weisen deutliche Mikrostrukturunterschiede zwischen Oberfläche und Innenfläche auf.eine harte Struktur (HV110-Härte) durch schnelle AbkühlungDie Dicke dieser Schicht variiert je nach Komponentengeometrie und Formtemperatur, wobei dünnere Abschnitte und kühlere Formen dickere Kühlschichten erzeugen.

Die inneren Regionen, die langsamer abkühlen, entwickeln grobere Mikrostrukturen mit größerer Porosität und geringerer Härte (Hv85-90).mit dickeren Schichten, die im Allgemeinen die Zugfestigkeit und Dehnbarkeit verbessernBei der Bearbeitung ist darauf zu achten, daß diese kritische Oberflächenzone erhalten bleibt.

Die Stärke von Druckguss-Aluminium wird typischerweise anhand von ASTM-Standardproben gemessen, die in ihren parallelen Abschnitten minimale Defekte aufweisen.Die tatsächliche Komponentenfestigkeit fällt häufig unter diese idealen Werte, wie in diesem Vergleich für die Legierung ADC12 gezeigt:

Verschiedene Oberflächenbehandlungen können die Eigenschaften von Druckguss-Aluminium verbessern:

• Kupfer + Siliziumbeschichtungen:Verbesserung der Festigkeit für Luft- und Raumfahrtanwendungen
• mit einer Breite von nicht mehr als 20 mm,Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit und der Bearbeitbarkeit
• Magnesiumbeschichtungen:Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit für Anwendungen auf See
• Zinkverzinkung:Steigert die Festigkeit bei anspruchsvollen Anwendungen erheblich

Druckguss-Aluminium weist aufgrund schnellerer Kühlgeschwindigkeiten und feinerer Mikrostrukturen typischerweise eine höhere Festigkeit auf als Sandguss- oder permanente Formgussäquivalente.

Das Druckgusswerk aus Aluminium bietet sechs Hauptvorteile:

1. Massenproduktionskapazität
2. Hochdimensionale Genauigkeit
3. Oberflächenveredelungen
4. Fähigkeit zur Herstellung von dünnwandigen Bauteilen
5. Materialvielseitigkeit
6. Mehrere Oberflächenbehandlungsmöglichkeiten

Die Technik stellt einige Herausforderungen dar:

1. Porosität aus eingeschlossener Luft und Gasen
2. Hohe Werkzeugkosten
3. Relativ geringere Festigkeit und Zähigkeit
4. Anforderungen an Zugwinkel
5. Schwierigkeiten bei der Herstellung von Unterschnittsmerkmalen
6. Wirtschaftliche Unmöglichkeit für kleine Produktionsläufe

Für die Druckgussformen für Aluminium werden typischerweise Materialien wie:

• Werkzeugstahl mit hoher Heißhärte
• Materialien, die gegen thermische Müdigkeit beständig sind
• Legierungen mit guter Wärmeleitfähigkeit

Ideale Formmaterialien müssen dem extremen Wärmezyklus des Prozesses standhalten (600-700 °C geschmolzenes Metall, das mit 450-550 °C Schimmeloberflächen in Berührung kommt) und gleichzeitig dem Löten widerstehen.

Das Druckgussverfahren beinhaltet:

1. Bewertung der Machbarkeit des Entwurfs
2. Verfestigungsanalyse
3. Herstellung von Präzisionsformen
4. Schmelzen und Herstellen von Legierungen
5. Hochdruck-Injektion
6. Veredelungsarbeiten

Während Aluminium natürlich Korrosionsbeständigkeit aufweist, umfassen Schutzmethoden:

• Anodisierung (ohne Gusslegierungen)
• Elektroplattierung
• Chemische Umwandlungsbeschichtungen

Zu den wichtigsten Aluminium-Druckgusslegierungen gehören:

• Die Anlage ist in der Lage, die Anlage zu übernehmen.Industriestandard (90% der Produktion) mit ausgezeichnetem Eigenschaftsverhältnis
• ADC10:Höherer Kupfergehalt für eine höhere Festigkeit
• AlSi9Cu3:Silizium-Kupfer-System mit guten mechanischen Eigenschaften
• AlMg9:Magnesiumreiche Legierung mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit

Druckguss-Aluminiumkomponenten spielen eine entscheidende Rolle bei:

• Automobilindustrie:Motorblöcke, Getriebegehäuse
• Verbraucherelektronik:Smartphone-Rahmen, Computerkomponenten
• Industriegeräte:Gehäuse für Maschinen, Bauteile
• Haushaltsgeräte:Teile von Waschmaschinen, Kühlschranken