Při výběru hliníkové slitiny by první rozdíl neměl být mezi „tepaným“ a „kovaným“. Kování je pouze jedním výrobním procesem v rámci širší rodiny tvářených-slitin. Správným rámcem je rozlišovat mezitvářené hliníkové slitinyaodlévání hliníkových slitin. Tyto dvě rodiny jsou navrženy pro různé způsoby zpracování, formy produktů, mechanické požadavky a aplikace.
| Rodina | Typická označení | Hlavní metody zpracování | Společné formuláře produktů |
|---|---|---|---|
| Tvářené | 1xxx–8xxx série, například 1050, 3003, 5052, 6061, 7075 | Válcování, protlačování, tažení, kování | Plechy, svitky, desky, trubky, profily, výkovky, drát |
| Obsazení | A356, A380, A206, starší lité slitiny 2xx/3xx/4xx/5xx, čínská řada ZL | Lití do písku, tlakové lití, investiční lití, lití do trvalých forem- | Složité{0}}tvarové odlitky |
Tvářené slitiny jsou po ztuhnutí mechanicky opracovány. Válcování, vytlačování, tažení a kování jsou všechny způsoby zpracování tvářením. Jejich konečné vlastnosti jsou řízeny nejen složením slitiny, ale také způsobem zpracování a temperováním.
Výrobky z tepaného hliníku se běžně dodávají vO, H a T tempery. O označuje žíhaný stav, H označuje deformačně -zpevněný materiál a T označuje tepelně -zpracovaný materiál. Například 5052-H32 a 6061-T6 mají odlišné mechanické vlastnosti, protože jejich slitinové složení a teploty jsou různé.
Slévárenské slitiny jsou naproti tomu speciálně formulovány pro slévárenské zpracování. Hliníkové-slitiny křemíku, jako jsou A356 a A380, poskytují dobrou tekutost a odlévací vlastnosti. Přídavky mědi a hořčíku mohou poskytnout vyšší pevnost a umožnit tepelné zpracování, jako jsou podmínky T5 nebo T6.
2. Struktura a mechanické vlastnosti
Výrobní proces vytváří důležité rozdíly ve struktuře materiálu.
Tvářené výrobky procházejí podstatnou mechanickou deformací, která může zjemnit a orientovat strukturu zrna a snížit nebo odstranit vnitřní pórovitost běžně spojovanou s konvenčními litými výrobky. Výsledkem je, že tvářený hliník obecně poskytuje konzistentnější mechanické vlastnosti, dobrou tažnost, vysokou odolnost proti únavě a těsnější kontrolu rozměrů.
Hliník litý tuhne přímo z kapalného stavu. V závislosti na slitině a metodě odlévání mohou odlitky obsahovat poréznost plynu, smršťovací dutiny, vměstky a další vady související s odléváním. Jejich mikrostruktura je obecně heterogennější než u tvářených výrobků a mechanické vlastnosti mohou být nižší než u tvářených slitin s podobnou chemií.
Technologie odlévání však značně pokročila. Procesy jako napřnízkotlaké lití, squeeze casting a horké izostatické lisování (HIP)může podstatně snížit poréznost a zlepšit mechanický výkon. Proto je nesprávné předpokládat, že každý odlitek má automaticky nízkou pevnost nebo spolehlivost.
3. Typické aplikace
Tvářený hliník je široce používán tam, kde jsou důležité konzistentní vlastnosti, tenké profily, dlouhé výrobky, svařitelnost nebo integrita tlaku. Plechy a cívky se používají pro balení, opláštění budov, automobilové panely a všeobecnou výrobu. Deska se běžně používá v námořních, dopravních a konstrukčních aplikacích. Extrudované trubky a profily se používají ve výměnících tepla, rámech, HVAC systémech a průmyslových zařízeních. Výkovky jsou vybírány pro vysoce-integrální konstrukční součásti, kde je rozhodující pevnost a spolehlivost.
Hliníkový odlitek je zvláště cenný, když má součást komplikovanou trojrozměrnou{0}}geometrii, která by vyžadovala rozsáhlé obrábění nebo montáž, pokud by byla vyrobena z tvářeného materiálu. Typické aplikace zahrnují bloky motorů, hlavy válců, tělesa ventilů, skříně čerpadel, skříně převodovek, kola a architektonický hardware.
4. Náklady a úvahy o designu
Největší výhodou odlévání je jeho schopnost vyrábětsložité tvary ekonomicky, zejména ve-velkoobjemové produkci. Přestože počáteční náklady na nástroje a formy mohou být značné, jsou tyto náklady rozděleny mezi mnoho dílů. Near-net-tvarové lití může také snížit požadavky na obrábění, plýtvání materiálem a montáž.
Tvářené výrobky jsou obecně preferovány, když konstrukce vyžaduje tenké stěny, dlouhé nebo spojité sekce, těsné rozměrové tolerance, konzistentní mechanické vlastnosti, vynikající svařitelnost nebo vysokou odolnost vůči tlaku a netěsnosti.
Ani jedna rodina není univerzálně nadřazená. V mnoha technických produktech se doplňují. Hotová sestava může používat lité pouzdro spolu s kovanými hliníkovými trubkami, deskami, spojovacími prvky, vložkami nebo tvarovkami.
5. Pokyny pro výběr
Vybratkovaného hliníkukdyž aplikace vyžaduje stálou pevnost, tenké nebo dlouhé geometrie, těsné tolerance, svařování, odolnost proti únavě nebo integritu tlaku/úniku.
Vybratlití hliníkupokud má součást složitou geometrii, objem výroby je vysoký, potřeby obrábění by měly být minimalizovány a přijatelné jsou střední mechanické vlastnosti.
U kritických litých součástí by specifikace měla jít nad rámec označení slitiny. Kupující může potřebovat definovat proces odlévání, požadavky na kvalitu, tepelné zpracování, limity pórovitosti a nedestruktivní testování (NDT). Prémiové procesy, jako je HIP, mohou být také zvažovány, když jsou zvláště důležité vnitřní spolehlivost a výkonnost při únavě.
Klíčový bod je jednoduchý:tvářený a litý hliník jsou dvě vzájemně se doplňující rodiny slitin, zatímco kování je pouze jednou metodou zpracování v rámci rodiny tvářených slitin.Správná identifikace rodiny materiálů pomáhá inženýrům vybrat vhodnou slitinu, výrobní proces, mechanické vlastnosti, nákladovou strukturu a požadavky na kvalitu pro konečnou aplikaci.
