Az casting az egyik leggyakoribb gyártási módszer, amelyet összetett alkatrészek előállításához használnak, mint például az autóipar, a repülőgép, a gépek, a gépek és az építés. A széles körben használt anyagok közül az alumínium és az acél két népszerű választás. Noha mindkettőt pontos formákba lehet dobni, jelentős különbségek vannak a tulajdonságokban, az alkalmazásokban, a költségek és a gyártási folyamatokban. Ezeknek a különbségeknek a megértése elengedhetetlen a mérnökök és a gyártók számára, amikor egy adott alkalmazáshoz megfelelő anyagot választanak.
1. Anyagösszetétel és tulajdonságok
Alumíniumöntvény alkatrészek
Az alumínium öntés magában foglalja az alumínium vagy alumíniumötvözetek olvadását, és öntőformákba öntve őket alkatrészek kialakításához. A legfontosabb tulajdonságok a következők:
Könnyű: Az alumínium sűrűsége körülbelül 2,7 g/cm3, ami jelentősen könnyebb, mint az acél.
Korróziós rezisztencia: Az alumínium természetesen védő oxidréteget képez, fokozva a rozsda és a korrózió ellenállását.
Jó hővezetőképesség: Az alumínium hatékonyan eloszlatja a hőt, így alkalmassá teszi a melegítőkre.
Elektromos vezetőképesség: Az alumínium jobban vezet az acélnál, ami hasznos lehet az elektromos és elektronikus alkatrészekben.
Mérsékelt szilárdság: Noha az alumíniumötvözetek ésszerű szilárdságot érhetnek el, általában kevésbé erősek, mint az acél, különösen a főbb alkalmazások alatt.
Acélöntvények
Az acélöntés magában foglalja az acél vagy acélötvözetek olvadását és öntőformákba öntését. A legfontosabb tulajdonságok a következők:
Nagy szilárdság és keménység: Az acél magasabb szakítószilárdsággal és keménységgel rendelkezik, mint az alumínium, így alkalmas nehézkes és nagy terhelésű alkalmazásokra.
Tartósság: Az acél öntvények ellenállóbbak a kopás, a deformáció és a nehéz terhelések alatt.
Mérsékelt korrózióállóság: A szénacél bevonatot vagy felületkezelést igényel a rozsda elleni küzdelemhez; A rozsdamentes acél jobb korrózióállóságot kínál.
Nagyobb sűrűség: Az acél sűrűsége körülbelül 7,85 g/cm3, ami sokkal nehezebb, mint az alumínium, ami a súlyérzékeny tervek szempontjából figyelembe vehető.
2. A gyártási folyamat különbségei
Alumínium öntési folyamat
Az alumíniumot viszonylag könnyű leadni az alacsonyabb olvadáspontja miatt (\ ~ 660 ° C) az acélhoz képest. A gyakori alumínium öntési módszerek a következők:
Die casting: Az olvadt alumínium nagynyomású injekciója a penészgombokba, alkalmas nagyvolum -termelésre, kiváló felületi kivitelben.
Homoköntés: Az olvadt alumíniumot homokformákba öntik, ideális nagy, összetett alkatrészekhez kisebb gyártási futások során.
Állandó penészöntés: Az újrahasznosítható fémformákat használja a közepes négyzetmenet -előállításhoz, jobb dimenziós pontosságot kínálva, mint a homoköntés.
Acél öntési folyamat
Az acél sokkal magasabb olvadáspontja van (\ ~ 1370–1510 ° C), ami az acélöntést energiát nyújtja. A tipikus acélöntési módszerek a következők:
Homoköntés: A leggyakoribb az acél számára, mivel rugalmassága a nagy és összetett alkatrészek számára.
Befektetési casting: Nagyon részletes acél alkatrészeket állít elő, de drágább.
Acélból származó casting: A magas olvadási hőmérséklet miatt ritkán használnak, de vannak néhány speciális, nagynyomású módszer.
A magasabb olvadáspont miatt az acél öntés robusztusabb berendezéseket, hosszabb ciklusidőket és magasabb energiafogyasztást igényel.
3. Súly megfontolások
Az alumínium és az acél öntvények egyik fő különbsége a súly:
Alumínium: Könnyű és ideális olyan alkalmazásokhoz, ahol a súlycsökkentés kritikus, például a repülőgépipar, az autóalkatrészek és a hordozható eszközök.
Acél: Nehéz, de erős, alkalmas szerkezeti alkatrészekhez, gépekhez és alkalmazásokhoz, amelyek nagy terhelést igényelnek.
A súlykülönbség befolyásolhatja a tervezési választásokat, a szállítási költségeket és az energiahatékonyságot az EndUSE alkalmazásokban.
4. Erő és tartósság
Alumíniumöntvény alkatrészek: Mérsékelt szilárdság, gyakran elegendő a közepes terheléshez. Inkább hajlamosak a deformációra szélsőséges stressz mellett. A felületkezelések és az ötvözés javíthatja az erőt.
Acél öntvények: Kiváló szilárdság és kopásállóság, képesek ellenállni a nagy terheléseknek, az ütközéseknek és a durva környezeteknek. Ideális ipari gépekhez, nehéz járművekhez és szerkezeti alkatrészekhez.
5. Korrózióállóság
Az alumínium természetesen ellenáll a korróziónak az oxidréteg miatt, így alkalmas kültéri vagy párás környezetre, további bevonat nélkül. Az acél kezelést igényel - például horganyzás, festés vagy rozsdamentes acél használatához -, hogy hatékonyan ellenálljon a korróziónak. A nedvességnek vagy vegyi anyagoknak kitett alkalmazásokban az alumíniumnak egyértelmű előnye lehet, kivéve, ha rozsdamentes acélt használnak.
6. Költség megfontolások
Alumínium öntvények: Általában alacsonyabb anyagköltségek, mint a könnyű alkatrészeknél az acél, de a speciális ötvözetek vagy a nagyméretű szerszámöntvények növelik az árat. Az energiafogyasztás alacsonyabb az alacsonyabb olvadáspont miatt.
Acél öntvények: Nagyobb energiafogyasztás az olvadáshoz és robusztusabb berendezésekre. A nyersanyagköltség az acél minőségétől függően változik, a rozsdamentes acél drágább.
Végül a választás az erősségtől, a súlytól, a korrózióállóságtól és a termelési költségektől függ.
7. Tipikus alkalmazások
Alumíniumöntvény alkatrészek
Autóipari motor alkatrészei, sebességváltó és testrészek
Repülőgép alkatrészek repülőgépek és drónok számára
Hőcsökkentés, ház és elektronikai alkatrészek
Könnyű gép alkatrészek
Acélöntvények
Nehéz gépek alkatrészei (sebességváltók, keretek, tengelyek)
Szerkezeti alkatrészek építésben
Ipari szelepek, szivattyúk és nyomó alkatrészek
Hatalmas autóipari és vasúti alkatrészek
Alumíniumöntvény alkatrészek és az acél öntvények különböző igényeket szolgálnak a gyártásban. Az alumínium könnyű, korrózionikus és hővezető alkatrészeket kínál, amelyek alkalmas repülőgépek, autóipari és elektronikai alkalmazásokhoz. Az acél öntvények nagyobb szilárdságot, kopásállóságot és terheléskapacitást biztosítanak, így ideálisak nehéz gépekhez, szerkezeti alkalmazásokhoz és magas stresszi környezethez.
Az alumínium és az acél öntvények közötti kiválasztáshoz a súly, az erő, a korrózióállóság, a termelési módszer és a költségek alapos megfontolása szükséges. Számos modern alkalmazásban a tervezők gyakran mindkét anyagot stratégiailag egyesítik a teljesítmény, a tartósság és a hatékonyság optimalizálása érdekében.
