Produkte aus Aluminiumlegierungen werden unterteilt inProdukte aus AluminiumgussUndAluminiumprofile. Der Hauptunterschied zwischen ihnen liegt darin, dass eines davon hergestellt wirdGussformen, während der andere unter Verwendung hergestellt wirdExtrusionsdüsen. In beiden Fällen werden Aluminiumlegierungen (meist Aluminium-Magnesium-Silizium-Legierungen) als Rohstoffe verwendet.
Aluminiumprofile:Häufige Beispiele für Aluminiumprofile sind Fliegengitter und Aluminiumfenster. Sie werden im Strangpressverfahren hergestellt, bei dem Rohmaterialien wie Aluminiumbarren in einem Ofen geschmolzen und dann durch einen Extruder gepresst werden, um die gewünschte Form zu erhalten. Es können auch verschiedene Profile mit unterschiedlichen Querschnittsformen extrudiert werden. Die Haupteigenschaften, nämlich Festigkeit, Härte und Verschleißfestigkeit, entsprechen der nationalen NormGB6063. Zu den Vorteilen gehören: geringes Gewicht (nur 2,8 kg), Korrosionsbeständigkeit, schnelle Designänderungen, niedrige Kosten für den Formenbau und Längslängen von bis zu 10 Metern und mehr. Aluminiumprofile sind mit glänzenden und matten Oberflächen erhältlich. Der Oberflächenbehandlungsprozess umfasst das Eloxieren, wodurch eine Oxidschichtdicke von erreicht werden kann0,12 mm. Die Wandstärke von Aluminiumprofilen wird auf der Grundlage der Produktstrukturoptimierung ausgewählt; Auf dem Markt bedeutet eine größere Dicke nicht immer eine bessere Qualität. Bei der Konstruktion sollten Querschnittsanforderungen berücksichtigt werden, und die Dicke kann variieren0,5 mm bis 5 mm.
Vorteile
Weniger Bearbeitung:Da Aluminiumlegierungen in jede komplexe Form stranggepresst werden können, lassen sich stranggepresste Aluminiumprofile einfach zusammenbauen, wodurch bei geeignetem Design die Notwendigkeit einer maschinellen Bearbeitung reduziert wird. Einige Formen können nur durch Extrusion und nicht durch andere Verfahren erreicht werden.
Niedrige Kosten für Aluminium-Extrusionswerkzeuge:Aluminium-Strangpressmatrizen sind im Vergleich zu Matrizen für andere konkurrierende Materialien und Prozesse wie Walzen, Gießen und Schmieden kostengünstiger.
Hohe strukturelle Effizienz:Stranggepresste Aluminiumprofile sorgen für maximale strukturelle Effizienz. Material kann dort eingesetzt werden, wo Festigkeit erforderlich ist, und dort weggelassen werden, wo es nicht benötigt wird.
Geringes Gewicht:Profile aus extrudierter Aluminiumlegierung sind leicht und dennoch robust und langlebig. Aufgrund unterschiedlicher Materialeigenschaften wiegen Aluminiumstrukturen bei gleicher Leistung etwa halb so viel wie andere Metallstrukturen, die zudem schwieriger zu verarbeiten sind.
Verschiedene Oberflächenbehandlungsmöglichkeiten / Hohe Korrosionsbeständigkeit:Durch den Einsatz von Pulverbeschichtung oder Elektrotauchlackierung können Designer jede gewünschte Farbe erzielen. Auch natürliche Silberoberflächen oder farbige Eloxalbeschichtungen sind erhältlich.
Geringe Wartungskosten:Aluminium ist ein langlebiges Metall und die oben genannten Oberflächenbehandlungsverfahren verlängern seine Lebensdauer zusätzlich.
Nachteile
Uneinheitliche Struktur und Eigenschaften:Aufgrund des ungleichmäßigen Metallflusses beim Strangpressen (insbesondere beim direkten Strangpressen ohne Schmierung) ist die Mikrostruktur extrudierter Produkte zwischen der Oberfläche und der Mitte sowie zwischen Kopf- und Schwanzteil ungleichmäßig.
Harte Arbeitsbedingungen für Extrusionswerkzeuge:Während des Strangpressens befindet sich der Barren in einem nahezu geschlossenen Zustand, wobei ein hoher Druck auf die Matrize ausgeübt wird, sodass die Matrize extrem hohen Belastungen standhalten muss. Gleichzeitig ist die Matrize beim Heißfließpressen hohen Temperaturen und Reibung ausgesetzt, die ihre Festigkeit und Lebensdauer erheblich beeinträchtigen.
Geringe Produktionseffizienz:Mit Ausnahme der kontinuierlichen Extrusion, die in den letzten Jahren entwickelt wurde, können herkömmliche Extrusionsmethoden keine kontinuierliche Produktion erreichen. Im Allgemeinen ist die Extrusionsgeschwindigkeit viel niedriger als die Walzgeschwindigkeit, was zu erheblichen geometrischen Verlusten und niedrigen Ausbeuteraten führt.
Druckguss:Druckguss ist ein Herstellungsverfahren, bei dem geschmolzenes Metall unter Druck in eine Form gepresst wird und nach dem Abkühlen ein Metallprodukt entsteht. Dieser Prozess ähnelt dem Druckguss. Die für den Druckguss verwendeten Materialien sind geschmolzene Metalle, daher bestehen die Formen aus hochfestem legiertem Stahl. Druckgussmaterialien sind im Allgemeinen Nichteisenmetalle wie Zink, Kupfer, Aluminium, Blei und deren Legierungen, da diese Materialien relativ niedrige Schmelzpunkte haben.
Druckguss wird in zwei Arten unterteilt:Kaltkammer-DruckgussUndWarmkammer-Druckguss. Beim Kaltkammer-Druckguss wird geschmolzenes Metall manuell oder automatisch in die Druckkammer gegossen und dann durch Druck in die Form gedrückt. Beim Warmkammer-Druckguss wird die Metallschmelze kontinuierlich erhitzt und im flüssigen Zustand gehalten. Unter Druck wird die Metallschmelze in den Formhohlraum eingespritzt. Nach dem Erstarren öffnet sich die Form, das Gussstück wird ausgeworfen und das Druckgussteil ist fertig.
Hoher Druck und hohe Geschwindigkeit sind die beiden Hauptmerkmale des Druckgussverfahrens und die grundlegendsten Unterschiede zwischen Druckguss und anderen Gießverfahren. Da die Metallschmelze mit hohem Druck und hoher Geschwindigkeit in sehr kurzer Zeit in den Formhohlraum gedrückt wird, sind eine hohe Fließgeschwindigkeit und eine kurze Füllzeit erforderlich. Druckguss eignet sich zur Herstellung komplexer und hochpräziser-Teile und Produkte wie Konsumgüter (z. B. Wasserhähne und Heizkörper). Es wird auch häufig in der Automobil-, Elektro-, Luft- und Raumfahrt- und Medizinindustrie eingesetzt.
Im Vergleich zu Profilformverfahren kommen beim Druckguss andere Technologien zum Einsatz. Als Rohstoffe werden Aluminiumbarren (ca. 92 % Reinheit) und Legierungen verwendet, die in einem Ofen geschmolzen und anschließend in einer Druckgussmaschine geformt werden. Aluminiumgussprodukte können verschiedene Formen haben, beispielsweise Spielzeuge, was eine multidirektionale Montage erleichtert. Darüber hinaus weisen sie eine hohe Härte und Festigkeit auf und können mit Zink zu Zink-Aluminium-Legierungen legiert werden. Der Aluminium-Druckguss-Umformprozess umfasst:
① Druckguss
② Grobes Polieren, um Rückstände aus der Form zu entfernen
③ Feinpolieren
Vorteile
Da beim Aluminiumdruckguss ein Druckgussverfahren zum Einsatz kommt, weisen die Aluminiumdruckgussteile genaue Abmessungen und glatte Oberflächen auf. Sie werden im Allgemeinen ohne zusätzliche Bearbeitung oder mit minimaler Bearbeitung direkt verwendet. Dies verbessert nicht nur die Effizienz der Metallausnutzung, sondern reduziert auch den Umfang der Prozessausrüstung und des Arbeitsaufwands erheblich.
Produkte aus Aluminiumdruckguss-sind kostengünstig; Sie können mit anderen Metallen oder Nicht-metallen kombiniert werden, wodurch Montagezeit und Material gespart werden.
Aluminiumdruckguss zeichnet sich durch eine hohe Produktionseffizienz aus. Beispielsweise kann eine horizontale JIII3-Kaltkammer-Aluminium-Druckgussmaschine für den Haushalt durchschnittlich produzieren600–700 Aluminiumgussteile alle 8 Stunden, während eine kleine Heißkammer-Aluminium-Druckgussmaschine durchschnittlich produzieren kann3.000–7.000 Abgüsse alle 8 Stunden. Aluminium-Druckgussformen haben eine lange Lebensdauer. Ein Formenpaar für Gussteile aus Aluminium und glockenförmigen Aluminiumlegierungen kann Hunderttausende oder sogar Millionen Zyklen überdauern. Sie sind leicht zu mechanisieren und zu automatisieren.
Produkte aus Aluminiumdruckguss sind von hoher Qualität und hoher Maßhaltigkeit, im Allgemeinen gleichwertig mitKlasse 6–7, und manchmal erreichenKlasse 4. Die Oberflächenqualität von Aluminiumdruckguss ist gut und im Allgemeinen gleichwertigKlasse 5–8. Stärke und Härte sind in der Regel25–30 % höherals bei Sandgussteilen, die Dehnung ist jedoch um ca. 10 % geringer70%. Die Abmessungen sind stabil, die Austauschbarkeit ist gut und es können dünnwandige und komplexe Aluminiumgussteile hergestellt werden.
Nachteile
Geringe Zähigkeit und schlechte Verschleißfestigkeit; ca. erhebliche Volumenschrumpfung während der Erstarrung6.6%; hoher linearer Ausdehnungskoeffizient; Neigung zum Anhaften an Schimmelpilzen, was eine strenge Kontrolle des Eisengehalts im Inneren erfordert0.8%–0.9%; niedriger Schmelzpunkt, was seine Verwendung in Hochtemperaturanwendungen einschränkt.
