Cos'è la piastra in alluminio pressofuso A383
A383 è una lega di alluminio per pressofusione-, una lega di Al-Si-Cu strettamente correlata all'A380 ma con un contenuto di rame più elevato che aumenta resistenza e durezza. Poiché si tratta di una lega da colata, viene fornita come lingotto per pressofusione o come piastra fusa e getti quasi-netti piuttosto che come piastra laminata lavorata; un componente descritto come piastra in alluminio pressofuso A383 è quindi un prodotto colato, non laminato.
Il suo elevato livello di silicio conferisce alla fusione un'eccellente fluidità e una bassa tendenza alla lacerazione a caldo, motivo per cui la lega viene utilizzata per parti a parete sottile,-complicate e a tenuta di pressione-. La finestra delle specifiche della lega è riportata di seguito.
| Elemento | Contenuto,% in massa | Effetto |
|---|---|---|
| Sì | 9.5-11.5 | fluidità, colabilità, resistenza allo strappo a caldo |
| Cu | 2.0-3.0 | resistenza e durezza, ridotta duttilità |
| Fe | 1,3 massimo | riduce la saldatura allo stampo, riduce la duttilità |
| Mn | 0,50 massimo | controllo delle impurità e dei fanghi |
| Mg | 0,10 massimo | mantenuto basso per evitare ossidazioni e porosità da gas |
| Ni | 0,50 massimo | resistenza alle temperature-elevate |
| Zn | 3,0 massimo | controllo delle impurità |
| Sn | 0,35 massimo | controllo delle impurità |
| Al | bilancia | matrice |
La chimica dei lingotti è specificata secondo ASTM B179 e i getti finiti secondo ASTM B85, con prove di trazione di prodotti in alluminio pressofuso eseguiti secondo ASTM B557 e metodi generali di trazione secondo ASTM E8.
Comportamento e fluidità di lancio
Il contenuto di silicio dell'A383 forma una fine rete eutettica che mantiene il flusso della massa fusa per lunghe distanze prima che congeli. Nella produzione ciò significa che le sezioni sottili possono essere riempite a pressioni di iniezione moderate e con tempi di ciclo brevi. È possibile ottenere uno spessore della parete fino a circa 0,8-1,0 mm a seconda della lunghezza del flusso, della posizione del punto di accesso e del rapporto tra lo spessore della parete e la distanza del flusso; pareti più sottili sono possibili solo con brevi distanze di flusso, un canale ben bilanciato e l'assistenza del vuoto.
Dalla stessa microstruttura derivano tre ulteriori caratteristiche di colata. Il cracking a caldo è soppresso perché la fase eutettica alimenta il ritiro a fine solidificazione. La tenuta alla pressione è buona, motivo per cui la lega è specificata per alloggiamenti idraulici e pneumatici. Anche la stabilità dimensionale dopo l'espulsione è elevata, poiché la struttura è termicamente stabile e non continua a cambiare dimensioni a temperatura ambiente.
Trattamento termico e rinvenimento
A383 è quasi sempre utilizzato nella tempra as-F. La lega raggiunge le sue proprietà lavorative direttamente dalla solidificazione, quindi non è richiesto alcun trattamento di solubilizzazione e nessun ciclo di invecchiamento artificiale. Questo è importante dal punto di vista commerciale: saltare il trattamento termico riduce il tempo del forno, evita la formazione di bolle e il movimento dimensionale che il gas intrappolato e lo stress residuo possono causare nei getti e consente tempi di consegna più brevi.
Laddove è richiesta una resistenza maggiore, la risposta corretta è normalmente quella di cambiare lega piuttosto che invecchiare l'A383, perché la struttura grezza-colata contiene già le fasi di silicio e rame che determinano il livello di proprietà. Qualsiasi ciclo di invecchiamento proposto dovrebbe essere convalidato rispetto alla porosità e alla tolleranza dimensionale prima di essere adottato.
Proprietà meccaniche e fisiche
Di seguito sono riportati i valori tipici di as-colata per i getti pressofusi dell'A383. Le proprietà sono indicate su barre di prova colate separatamente e sono inferiori nelle sezioni pesanti, raffreddate lentamente.
Resistenza alla trazione: circa 300-320 MPa
Carico di snervamento 0,2%: circa 150-170 MPa
Allungamento: 2-3%
Durezza: circa 75-85 HB
Densità: circa 2,71 g/cm3
Conduttività termica: circa 96 W/(mK)
Conduttività elettrica: circa 22-24% IACS
La conduttività termica a questo livello è la ragione per cui la lega appare nei dissipatori di calore, negli alloggiamenti dei LED e negli involucri dei componenti elettronici, dove la fusione funge sia da struttura che da diffusore di calore.
A383 rispetto ad altre leghe per pressofusione-
| Proprietà | A383 | ADC12 | A380 |
|---|---|---|---|
| Silicio,% | 9.5-11.5 | 9.6-12.0 | 7.5-9.5 |
| Rame, % | 2.0-3.0 | 1.5-3.5 | 3.0-4.0 |
| Duttilità | moderato, allungamento del 2-3%. | da moderato a basso | Basso |
| Lavorabilità | Bene | Molto bene | Bene |
| Tenuta alla pressione | eccellente | eccellente | Bene |
ADC12 è la designazione JIS per una lega per pressofusione della stessa famiglia Al-Si-Cu e i due materiali si comportano in modo simile nello stampo. La differenza pratica sta negli oligoelementi e nei limiti delle impurità, che modificano il comportamento di lavorazione libera-e la tendenza verso la saldatura a stampo. La scelta tra questi viene solitamente decisa in base al fatto se la parte necessita della massima colabilità e tenuta alla pressione, dove è preferito l'A383, o della massima velocità di lavorazione su geometrie semplici, dove spesso è preferito l'ADC12.
Applicazioni e note di selezione
I getti A383 si trovano in scatole e coperchi di trasmissioni automobilistiche, staffe di motori e corpi di pompe, dissipatori di calore e alloggiamenti di dispositivi elettronici, custodie per utensili elettrici e apparecchiature pneumatiche, apparecchi di illuminazione a LED e hardware industriale generale.
Tre punti di selezione meritano di essere menzionati esplicitamente. Innanzitutto, lo spessore della parete dovrebbe essere uniforme quanto consentito dalla funzione, poiché le sezioni spesse isolate si raffreddano lentamente e creano porosità da ritiro. In secondo luogo, la lega non è consigliata per le parti che devono essere anodizzate con una finitura decorativa, poiché l'elevato contenuto di silicio e rame produce un aspetto scuro e irregolare. In terzo luogo, quando è necessaria una vera lamiera lavorata per uso strutturale, una lega laminata come la lamiera 5052 o 6061 è la scelta corretta e l'A383 non dovrebbe essere sostituita con essa.
Domande frequenti
D: A383 è una lega lavorata o fusa?
È una lega per pressofusione-. Viene fornito come lingotto secondo ASTM B179 e colato in forma; non è una lega di piastre laminate, quindi le parti descritte come piastre di alluminio pressofuso A383 sono prodotti fusi.
D: L'A383 necessita di un trattamento termico?
No. Viene utilizzato nella tempra F as-cast e raggiunge le sue proprietà normali direttamente dalla solidificazione. Il trattamento termico non è una pratica standard e necessita di convalida della porosità e della stabilità dimensionale prima dell'uso.
D: Perché A383 contiene il 2-3% di rame?
Il rame aumenta la resistenza alla trazione e la durezza e migliora la resistenza disponibile nelle sezioni sottili. Il compromesso-è un allungamento inferiore e una resistenza alla corrosione leggermente ridotta rispetto alle leghe a basso-rame.
D: Quanto può essere sottile la parete di un A383?
Circa 0,8-1,0 mm è un limite di produzione realistico per la geometria ordinaria. Pareti più sottili richiedono lunghezze di flusso brevi, un design favorevole del punto di iniezione, un buon controllo termico e, in molti casi, fusione assistita dal vuoto.
D: L'A383 può essere anodizzato?
Tecnicamente può essere anodizzato, ma il contenuto di silicio e rame produce una finitura scura e irregolare. Per l'anodizzazione decorativa, una lega a basso-rame e-silicio è la scelta migliore.
D: Quali test si applicano ai getti dell'A383?
I tipici test di accettazione comprendono l'analisi chimica, i test di trazione su barre fuse separatamente secondo ASTM B557 ed E8, i controlli di durezza, l'ispezione radiografica o-con liquidi penetranti delle sezioni critiche e i test di pressione dove è specificata la tenuta alle perdite.