A380, ADC12 и A360: практическое сравнение алюминиевых сплавов для литья под давлением

Два покупателя отправляют один и тот же чертеж корпуса коробки передач двум поставщикам литья под давлением и получают обратно ценовые предложения с указанием разных сплавов: один А380, другой АЦП12. Обе детали проходят все механические испытания и испытания на герметичность. Эта общая ситуация прямо указывает на ответ, который нужен большинству групп поставщиков: А380 и АЦП12 — это почти эквивалентные сплавы общего назначения для литья под высоким давлением, причем АЦП12 предпочтителен для тонкой и сложной геометрии, а А360 — это выбор специалиста, когда коррозионная стойкость, герметичность или анодированная отделка важнее максимальной текучести. В приведенном ниже сравнении рассматриваются состав, свойства, поведение при литье, обработка и соответствие применения, поэтому сплав, указанный на следующем чертеже, можно обосновать построчно, а не копировать из последнего проекта.

Что на самом деле означают обозначения А380, АЦП12 и А360

Все три представляют собой литейные сплавы с высоким содержанием кремния, разработанные для литья под высоким давлением, при котором расплавленный металл впрыскивается в стальную матрицу за миллисекунды. Они различаются прежде всего стандартами, которые их определяют.

А380 это марка алюминия, используемая по умолчанию для литья под давлением в соответствии с системой ASTM, и наиболее широко используемый сплав на литейных заводах Северной Америки, с содержанием кремния 7,5–9,5% и меди 3,0–4,0%.
АЦП12 — это марка JIS H5302, которая доминирует в цепочках поставок в Японии, Китае и Юго-Восточной Азии. Он содержит больше кремния (9,6–12,0%) и меньше меди (1,5–3,5%), чем A380, поэтому его часто называют азиатским аналогом A380 или A383 — схожим по роли, но не химически идентичным.
А360 — это марка ASTM с содержанием кремния 9,0–10,0 % и меди с ограничением всего 0,6 %, что делает его лучшим борцом с коррозией из трех.

Прежде чем сравнивать цифры, имейте в виду один момент: эти составы предназначены для впрыска в стальные штампы под высоким давлением, а не для гравитационного или песчаного литья, где применяются разные семейства сплавов и разные риски появления дефектов.

Композиция: где начинаются различия

Вся дискуссия между A380, ADC12 и А360 сводится к двум элементам: кремнию и меди. Вся остальная химия вытекает из них.

Стандартные диапазоны составов для трех марок литья под давлением; значения, отмеченные знаком ≤, являются максимальными значениями спецификации.
Элемент	А380 (АСТМ)	АЦП12 (JIS)	А360 (АСТМ)
Кремний	7,5–9,5%	9,6–12,0%	9,0–10,0%
Медь	3,0–4,0%	1,5–3,5%	≤0,6%
Железо	≤1,3%	≤1,3%	≤1,3%
Цинк	≤3,0%	≤1,0%	≤0,5%
Магний	≤0,10%	≤0,3%	≤0,05%
Марганец	≤0,50%	≤0,5%	≤0,35%

Кремний снижает температуру плавления и повышает текучесть, поэтому каждый сплав для литья под давлением построен на его основе. Медь повышает прочность и твердость, улучшает обрабатываемость, но также ускоряет коррозию и портит декоративное анодирование. Почти нулевой уровень меди в A360 является единственным наиболее существенным отличием среди трех классов, в то время как кремний в ADC12, содержание которого может достигать 12%, объясняет его репутацию благодаря заполнению тонких ребер и мелкой детализации.

Кремний (типичный средний диапазон) Медь (максимум спецификации)

Кремний показан в середине диапазона своих характеристик; медь в соответствии с максимальной спецификацией.

Кремний 9,6–12%
Медь 1,5–3,5%
Другие элементы менее 2%
Алюминий (баланс)

Типичный состав ADC12 среднего класса (JIS H5302); подтвержденный химический состав всегда соответствует сертификату завода.

Недвижимость рядом

В технических характеристиках эти три сплава выглядят как близкие родственники. В производстве и обслуживании небольшие различия усугубляются.

Типичные свойства литья, взятые из опубликованных справочников по литью под давлением; Фактические значения зависят от толщины стенки, настроек процесса и сертификата поставщика.
Недвижимость	А380	АЦП12	А360
Предел прочности	≈330 МПа	≈310 МПа	≈320 МПа
Предел текучести	≈165 МПа	≈150 МПа	≈170 МПа
Удлинение	≈3,5%	≈3,5%	3,5–5%
Твердость (по Бринеллю)	≈80	≈85	75–85
Плотность	2,74 г/см³	≈2,70 г/см³	2,63 г/см³
Диапазон солидус – ликвидус	538–593°С	520–580°С	557–596°С
Теплопроводность	≈96 Вт/м·К	≈96 Вт/м·К	≈113 Вт/м·К

Две фигуры заслуживают внимания. A360 примерно на 4% легче, чем A380, и проводит тепло заметно лучше, что является настоящим преимуществом для светодиодных радиаторов и корпусов двигателей. Его диапазон затвердевания также является самым узким из трех, что позволяет получать герметичные отливки, а более низкое начало плавления ADC12 облегчает заполнение сложных секций.

Диапазон затвердевания в °C: ADC12 плавится и течет при самых низких температурах; А360 зависает на самом узком интервале.

Как каждый сплав ведет себя на литейном полу

Состав имеет значение только после того, как он достигнет кубика. В повседневном кастинге три класса ведут себя следующим образом:

АЦП12 fills the finest geometry. При содержании кремния до 12% он дольше остается жидким в матрице, что подходит для тонких стенок менее 2 мм, глубоких ребер и сложных внутренних каналов.
А380 is the forgiving middle ground. Сбалансированный кремний и медь обеспечивают широкий технологический диапазон, поэтому многие корпуса и кронштейны используют его по умолчанию.
А360 trades some fillability for integrity. Низкое содержание меди и узкий диапазон замерзания способствуют пластичности и герметичности, а не максимальной текучести.

Все три абразивны для инструментов. Высокое содержание кремния ускоряет износ штампов и обрабатывающих пластин, а медь в A380 повышает риск пайки штампов. Тщательная конструкция формы для литья под давлением и строгий график технического обслуживания штампов — вот что обеспечивает стабильность инструмента с длительным сроком службы при сотнях тысяч выстрелов.

Пористость присуща литью под высоким давлением для всех трех сплавов. Для деталей, которые должны пройти проверку на герметичность (масляные поддоны, корпуса клапанов, корпуса аккумуляторов), согласуйте критерии пропитки и испытаний с вашим поставщиком до начала оснастки, а не после первой бракованной партии.

Обработка поверхности: анодирование, порошковое покрытие и герметизация.

Вот где A360 выделяется. Декоративное анодирование зависит от низкого содержания меди: A380 с содержанием меди 3,0–4,0% и ADC12 с содержанием меди до 3,5% имеют тенденцию анодироваться в серые, пестрые, неоднородные пленки, тогда как потолок A360 с содержанием меди 0,6% дает гораздо более однородную и светлую отделку. Поэтому анодированные компоненты, такие как поршни, обычно отливаются с использованием химикатов с низким содержанием меди.

Поршни для литья под давлением из анодированного алюминия Изготовленные из алюминиевого сплава с низким содержанием меди, такого как A360, эти литые поршни имеют равномерную анодированную поверхность и обеспечивают хорошую теплопроводность и рассеивание тепла для двигателей и промышленных компрессоров, причем анодирование является подходящим способом окончательной обработки для химических веществ с низким содержанием меди. Посмотреть продукт →

Для деталей с порошковым покрытием выбор значительно расширяется. Все три марки надежно допускают хроматную конверсию и порошковое покрытие, поэтому большинство промышленных корпусов, торцевых крышек и деталей машин обрабатываются таким образом, независимо от того, какая плавка была: A380, ADC12 или A360.

Соответствие сплава детали

Реальная последовательность выбора новой детали выглядит следующим образом:

Сначала определите среду обслуживания. Контакт с охлаждающей жидкостью, дорожная соль, пребывание на открытом воздухе или влажный климат подталкивают к принятию решения в пользу A360.
Проверьте герметичность под давлением. Отливки, проверенные на герметичность, такие как масляные поддоны, регулирующие клапаны и корпуса аккумуляторов электромобилей, выигрывают от узкого диапазона затвердевания A360 и низкого содержания меди.
Проверьте геометрию. Толщина стенок менее 2 мм, глубокие ребра и мелкая детализация в пользу ADC12; более тяжелые и простые секции успешно работают на A380.
Заранее исправьте финишный маршрут. Анодированные видимые поверхности означают низкий уровень содержания меди; Поверхности с порошковым покрытием оставляют выбор сплава открытым.
Уважайте цепочку поставок. ADC12 является стандартной плавкой для литейных заводов Азии, а A380 — для Северной Америки, поэтому написание на чертеже «или утвержденного эквивалента» позволяет использовать два источника.
Оцените расплав, а не только металл. За A360 иногда взимается небольшая надбавка за более строгие химические характеристики, но бракованный металлолом из неправильного сплава стоит гораздо дороже за поставленную деталь.

Два примера из нашего собственного производства: регулирующие клапаны, работающие с текучими средами, отлиты из химикатов с низким содержанием меди и покрыты порошковым покрытием для защиты от коррозии, а масляные поддоны с механически обработанными уплотнительными поверхностями отличаются прежде всего герметичностью.

Machined Aluminum Die Casting Control Valve with Powder Coating

Регулирующий клапан из литого под давлением алюминия с порошковым покрытием Эти регулирующие клапаны, отлитые из сплава с низким содержанием меди и имеющие порошковое покрытие для защиты от коррозии, регулируют поток, давление и направление в жидкостных системах, демонстрируя, насколько надежно работают корпуса с порошковым покрытием независимо от конкретной марки используемого литья. Посмотреть продукт →

Sealed Die Cast Aluminum Oil Pan for Vehicles

Герметичный масляный поддон из литого под давлением алюминия для автомобилей Обладая механически обработанными уплотнительными поверхностями и строго контролируемой пористостью посредством проектирования пресс-форм, контроля процесса и рентгеновского контроля, эти масляные поддоны уделяют первоочередное внимание герметичности под давлением, что является общим требованием при замене таких марок, как ADC12 и A380. Посмотреть продукт →

Часто задаваемые вопросы

ADC12 — это то же самое, что A380?

Нет. Они выполняют одну и ту же роль и часто заменяются, но их химический состав различается: ADC12 содержит 9,6–12,0% кремния и 1,5–3,5% меди против 7,5–9,5% и 3,0–4,0% у A380. На практике замена является обычным делом, однако она должна быть задокументирована на чертеже или одобрена при проверке первого изделия, а не предполагаться.

Какой сплав лучше всего анодируется?

А360, с большим отрывом. Предельное содержание меди в 0,6% позволяет получить плотную и легкую анодную пленку. A380 и ADC12 лучше подходят для конверсионного и порошкового покрытия.

Могу ли я заменить A360 на ADC12, чтобы сократить расходы?

Только если ваши требования к испытаниям на герметичность и коррозии действительно позволяют это. ADC12 легче заполняет тонкие секции и часто более доступен в азиатских цепочках поставок, но более высокое содержание меди снижает запас герметичности, что может превратить экономию в отходы для испытаний на герметичность.

Какой сплав самый дешевый?

Цены на A380 и ADC12 аналогичны, и победителя обычно определяет доступность в регионах, тогда как за A360 иногда приходится скромная надбавка. Значительные различия в затратах проявляются в процентах брака, сроке службы обрабатывающего инструмента и производительности чистовой обработки, а не в цене за килограмм.

Итог: выбирайте A380 для сбалансированных отливок общего назначения, ADC12 для тонких и сложной геометрии — особенно при поставках из Азии — и A360, когда устойчивость к коррозии, уплотнение или анодирование превосходят текучесть. С 1987 года компания Ningbo Jieda Molding & Machine проектирует и производит собственные формы для литья под давлением и производит литые алюминиевые детали на прессах усилием от 200 до 1600 тонн в соответствии с системой качества IATF 16949, с прецизионной механической обработкой, порошковым покрытием и анодированием, выполняемыми собственными силами. Принесите нам чертеж или вопрос о сплаве, и мы поможем вам подобрать расплав к детали до того, как будет нарезан первый инструмент.