Otomobil Yapımında Alüminyum Döküm Alaşımları
Silafont®-36
Castasil®-37
Magsimal®-59
RHEINFELDEN ALLOYS
RHEINFELDEN ALLOYS
Alüminyum döküm alaşımları
RheInfelden Alloys GmbH & Co. KG kendini değişen
• Döküm alaşımlarının kullanıma uygunluğu ve mekanik
pazar ihtiyaçlarına çabucak ayak uydurabilen yenilikçi bir üretici
özelliklerinin test edilebilmesi için tasarımcılarla işbirliği
• Kimyasal bileşimin mekanik özellik talebiyle döküm
olarak görmektedir. Burada, alüminyum malzemeye değişik
kolaylığını en iyi karşılayabilecek şekilde ayarlanması
taleplerle gelen Avrupa döküm pazarının merkezi konumuyla
• Yeni alaşım geliştirilmesinde döküm metodlarını göz
sahibi tarafından yönetilen kurumda çalışanların uzun yıllara
önünde bulundurma
dayanan deneyimleri avantaj sağlamaktadır.
Aşağıdaki sayfalarda ‘’Primer Aluminyum Döküm Alaşımları’’
Yeni malzeme geliştirilmesi her zaman için alüminyum dökümün
kataloğumuzdan alıntılar bulacaksınız. Bu alıntılarda özellikle
verimli ve kaynak israfını önleyici kullanımına yöneliktir.
Silafont-36 (AlSi10MnMg), Castasil-37 (AlSi9MnMoZr) ve
RheInfelden Alloys, her zaman müşteri için özel olarak
Magsimal-59 (AlMg5Si2Mn) alaşımları ele alınmıştır. Aşağıdaki
geliştirilen yüksek performanslı malzemelerle taşıt ağırlıklarının
tabloda otomobil yapımında kullanılan primer alüminyum
azaltılması, böylelikle de yakıt tasarrufuyla emisyonun düşü-
döküm alaşımlarıyla bunların özellikleri ve kullanım alanları
rülmesi yönünde çaba harcamaktadır. Bu amaçla iyi donanımlı
görülmektedir.
bir teknoloji merkezi hem müşteri hizmetlerine destek
vermekte, hem de aşağıdaki amaçlar doğrultusunda yeni
İletken
parçalar
Yapı elemanı ve şasi parçaları
— —
Silafont-09
AlSi9
— —
–
–
Silafont-20
AlSi11Mg
— –
–
–
Castasil-37
AlSi9MnMoZr
— —
–
–
Unifont-94
AlZn10Si8Mg
— —
–
–
–
–
–
Castadur-30
AlZn3Mg3Cr
Magsimal-59
AlMg5Si2Mn
Alufont-52
AlCu4Ti
Thermodur-72
AlMg7Si3Mn
— –
–
–
— —
–
–
— –
–
–
–
—
–
–
–
Anticorodal-71 AlSi7Mg0,3
— –
–
–
Rotoren-Al 99.7 Al99,7
–
–
— —
–
Castasil-21
AlSi8Fe
lik
Fevkalade
İyi
Çok iyi
Yeterli
e ısıl da
200 °C
’d
yanım
k
AlSi10MnMg
lenebilir
nebilirli
Silafont-36
onra iş
T6 ısıl iş
le
mde n s
nluk
nda işle
y a u yg u
Döküm
ya p m a
Kaynak
durumu
klik
ı/Süne
rımlar iç
Darbe
dayanım
nımı
arlı tasa
— –
Sertlik
İnce cid
n daya
bilirlik
Elek trik
iletkenli
ği
Eloksa
l yapıla
bilme
Perçinle
m e ye u
ygunlu
k
Döküm
durumu
nda da
yanım
Uzama
Sıvana
Koroz y
o
Anticorodal-70 AlSi7Mg0,3
Enjeksiyon Döküm
Kimyasal
Tanım
Kokil Döküm
Alaşım
Kum Döküm
Döküm
yöntemi ve
kullanım
in uygu
nluk
malzeme projeleri geliştirmektedir.
–
–
Sınırlı
— Kullanılmaz
3
Silafont®-36 – Özelliklerinde sonsuz çeşitli
Magnezyum oranının her bir müşteri, üretim ve üretilecek parça için çok hassas şekilde ayarlanabildiği bir alaşım ailesi. Enjeksiyon dökümde çok iyi kullanılabilirlik, akışı fevkalade, mekanik özellikleri
daha da düzeltmek için stronsiyum ile modifikasyon.
Üretimde en yüksek performansı olanaklı kılan, kompleks, ince yapılı, kesin şekilde tanımlanan
koşulları yerine getirmesi beklenen parçalar için mükemmel bir alaşım.
Belirgin özellikleri
Döküm durumunda ve ısıl işlemden sonra çok iyi uzama. Çok iyi korozyon dayanımı, işlenebilirlik ve kaynak yapılabilme. Ayrıca iyi parlatılabilirlik özelliklerine sahip fevkalade bir enjeksiyon
döküm alaşımı.
EN 1706 normundaki nümerik tanımı: AC-43 500
AlSi10MnMg alaşımının bileşimi (Ağırlık-%)
Si
9,5 – 11,5
Fe
Cu
Mn
Mg
Zn
Ti
Diğer
0,15
0,03
0,5 – 0,8
0,1 – 0,5
0,07
0,15
Sr
FAT talimatına göre Silafont-36 T7 için ölçüm sonuçları
Silafont-36 için Wöhler diyagramı
Dayanım oranı r = -1
4 mm cidar kalınlığı, frekans 117 Hz
% 5, % 50, % 95 kırılma olasılığı
200
350
35
300
30
A
250
25
Rm
200
Rp0,2
150
20
15
100
10
50
5
0
0,0001 0,001
0,01
0,1
1
10
Ortalama uzama hızı 1/s
100
160
1000
0
Mukavemet [N/mm 2]
40
A [%]
Rp0,2 / Rm [N/mm 2]
180
400
140
120
% 95
% 50
% 5
100
80
60
40
20
0
104
105
106
107
Yük çevrimi sayısı [n]
108
Yandaki şekilde Silafont-36 için değişik ısıl işlem ve Mg oranları
için mekanik özelliklerdeki varyasyon genişliği görülmektedir.
Akma Mukavemeti Rp0,2 [ MPa]
Mg yüksek
T 6
F = Basıldığı gibi
T4 = Çözeltiye alma, su verme ve 6 günden fazla doğal yaşlanma
T5 = K
alıptan alındıktan sonra suyla soğutma ve suni yaşlandırma
T6 = Ç
özeltiye alma, su verme ve suni yaşlandırma
T7 = Ç
özeltiye alma, su verme ve aşırı yaşlandırma
T 5
Mg düşük
T 7
• % 0,13 – 0,19 Mg: Olası bir kazada ön planda olan parçalar
ve sıvama tekniği için
T 4
• % 0,18 – 0,28 Mg: Hem dayanım gerektiren, hem de olası bir
kazada ön planda olan devamlı titreşim ve yorulma yükü
altındaki emniyet parçaları için
F
• % 0,24 – 0,35 Mg: Çalışma şartlarında yüksek dayanım ve
darbe dayanıklılığı gerektiren parçalar için
Uzama A [%]
4
• % 0,28 – 0,35 Mg: Isıl işlemde çözeltiye alma safhasından sonra
hava ile soğutulan parçalar için
Motosiklet gövdesi
Silafont-36, T5
Dinamik yük altındaki bu parçaların seri
üretimi, ergiyiğin kontrollü şekilde
doldurulduğu (CF-die casting) enjeksiyon
döküm makinalarında yapılmaktadır.
• Civata ile birleştirilmiş
• 830 × 480 × 540 mm
• Ağırlık: 10,4 kg
• İki parça halinde basılmış
• Yüksek dinamik yüke dayanıklı
• Cidar kalınlığı 6 ila 8 mm arası
• % 0,3 oranında Mg içeren ve T5 ısıl
işlemli Silafont-36 ile yüksek civata
kopma dayanıklılığı
Arazi motosikletleri için tekerlek göbeği
Silafont-36, ortadaki delik döküm
Bilya ile kumlanmış enjeksiyon döküm
• Ø 170 × 145 mm, ağırlık 1,0 kg
• Ø 130 × 110 mm, ağırlık 0,5 kg
• Ağırlık ve cidar kalınlığı optimizasyonu yapılmış
• Yüksek statik ve dinamik mekanik yüklere dayanıklı
• Bir önceki modele göre daha az ağırlık
BMW Magnezyum motoru için motor taşıyıcı
Silafont-36
Enjeksiyon döküm
• 270 × 170 × 210 mm, ağırlık 1,5 kg
• Yüksek cidar kalınlığı farklılıklarında bile
çok iyi dökülebilirlik
• Çok yüksek dinamik yüke dayanıklılık
• Mg-parçalarıyla temas halinde yüksek
korozyon dayanımı
Termostat gövdesi
Silafont-36, sıvanmış
Enjeksiyon döküm
• Ø 60 × 110 mm, ağırlık 0,1 kg
• Ø 60 × 50 mm, ağırlık 0,05 kg
• Sıvama kenarında yüksek deformasyon mümkün
• Yüksek kopma dayanımı
• Çok yüksek korozyon mukavemeti
5
Castasil®-37 – B
üyük yüzeylere uygun, yüksek ölçü hassasiyeti,
döküm için harikulade
Otomobillerdeki büyük yüzeyli yapı elemanları parçaları için oluşturulmuş bir enjeksiyon döküm
alaşımı. Lamborghini, Gallardo Spyer’in ilk serilerinde kullandı. Aradan geçen zaman içinde bir
çok üretici bu alaşımın avantajlarını keşfetti: Yüksek ölçü hassasiyeti, ısıl işlem yapmadan kullanabilme, iyi şekil verilebilme ve kolayca kaynak yapılabilme. Örnek olarak doğa: Yanda görülen asma
bıyığı gibi göneşe doğru kıvrılan, esnek, elastik, ama buna rağmen şaşırtıcı derecede sert ve sıkı.
Belirgin özellikleri
Harikulade dökülebilen bir enjeksiyon döküm alaşımı. Döküm durumunda çok yüksek uzama
nedeniyle geniş bir kullanım alanı. Sünekliğini tek basamaklı ısıl işlemle artırmak mümkün.
Çözeltiye alınarak yapılan bir ısıl işlem olmaması nedeniyle deformasyon ve kabarcık oluşumu yok;
çok iyi korozyon dayanımı, iyi işlenebilir ve uzun vadeli bir malzeme yaşlanması söz konusu değil.
AlSi9MnMoZr alaşımının bileşimi (Ağırlık-%)
Si
Fe
Cu
Mn
Mg
Zn
Mo
Zr
Diğer
8,5 – 10,5
0,15
0,05
0,35 – 0,6
0,06
0,07
0,3
0,3
Sr
FAT talimatına göre Castasil-37 döküm durumu için ölçüm sonuçları
Castasil-37 için Wöhler diyagramı
Dayanım oranı r = -1
4 mm cidar kalınlığı, form faktörü Kt = 1,2
% 5, % 50, % 95 kırılma olasılığı
200
40
350
35
300
30
Rm
160
25
250
200
A
20
150
Rp0,2
15
100
10
Mukavemet [N/mm2]
400
A [%]
Rp0,2 / Rm [N/mm 2]
180
0
0,0001 0,001
0,01
0,1
1
10
Ortalama uzama hızı 1/s
100
120
% 95
100
% 50
% 5
80
60
40
20
5
50
140
0
104
0
1000
Cidar kalınlığına bağlı olarak Castasil-37 alaşımının döküm
durumundaki (F) mekanik özellikleri
105
14
Rm
12
10
8
6
Rp0,2
4
2
6
3
4
Cidar kalınlığı [mm]
5
6
7
0
Akma noktası [N/mm2]
A
Artan
yaşlanma
170
Kırılma uzaması [%]
Mukavemet [N/mm2]
16
2
108
Mg oranına göre döküm durumunda akma noktası.
120 °C/1000 h, deney plakası 220 × 60 × 3 mm; 180 °C/3 h
180
1
106
107
Yük çevrimi sayısı [n]
120 °C
1000 h
160
180 °C
3h
150
140
Döküm durumu
130
120
0,003
0,02
0,04
0,06
0,08
Magnezyum oranı [%]
0,10
0,12
Jaguar XK kapısı, iç taraf parçaları
Castasil-37
Enjeksiyon döküm
620 × 340 × 170 mm, ağırlık: 1,2 kg
700 × 340 × 170 mm, ağırlık: 2,1 kg
• Yüksek ölçü hassasiyeti
• Parçanın çözeltiye alındığı bir ısıl işlem yok
• Montajda yüksek proses emniyeti
• Döküm ve montajdan sonra çok az ıskarta
• Perçinleniyor
VW EOS Cabrio için kapatma kolu
Castasil-37
Enjeksiyon döküm
510 × 100 × 80 mm, ağırlık 0,56 kg
• Çok iyi şekil verilebilir
• Korozyona dayanıklı
• Çok iyi boyanabilir
AUDI A 8
Uzunlamasına destek ve eşik bağlayıcısı
Castasil-37
Enjeksiyon döküm
1500 × 500 × 340 mm, ağırlık: 10,5 kg
Bu döküm parçası 2010 uluslararası enjeksiyon döküm
yarışmasında ödül kazanmıştır
• Otomobil yapımında büyük yapı elemanı parçası
• Isıl işlemsiz
• Mekanik düzeltme yok
• Yüksek fonksiyonel entegrasyon
• Komşu parçalarla kaynak yapılıyor ve perçinleniyor
• Toplam parça sayısında azalma
• Düşük montaj maliyeti
• Ağırlık azalması
7
Magsimal®-59 – Telkari hafifliğe karşılık azami dayanıklılık
Dayanıklılıklarını ve hassas formlarını uzun zaman muhafaza edebilen ince kesim parçalar için.
İyi kaynak yapılabilme, yüksek dayanıklılık, neredeyse sınırsız kullanım alanı. Deniz suyuna karşı
bile çok yüksek korozyon dayanımı.
Belirgin özellikleri
Harikulade dökülebilen bir enjeksiyon döküm alaşımı. Döküm durumunda çok yüksek uzama
nedeniyle geniş bir kullanım alanı. Sünekliğini tek basamaklı ısıl işlemle artırmak mümkün.
Çözeltiye alınarak yapılan bir ısıl işlem olmaması nedeniyle deformasyon ve kabarcık oluşumu yok;
çok iyi korozyon dayanımı, iyi işlenebilirlik.
EN 1706 normundaki nümerik tanımı: AC-51 500
AlMg5Si2Mn alaşımının bileşimi (Ağırlık-%)
Si
1,8 – 2,6
Fe
Cu
Mn
Mg
Zn
Ti
Be
0,20
0,03
0,5 – 0,8
5,0 – 6,0
0,07
0,20
0,004
Parçaların cidar kalınlığına göre Magsimal-59 alaşımının
döküm durumundaki (F) mekanik özellikleri
Magsimal-59 için Wöhler diyagramı
Dayanım oranı r = -1
4 mm cidar kalınlığı
% 5, % 50, % 95 kırılma olasılığı
200
180
Mukavemet [N/mm 2]
350
300
250
200
150
100
50
0
0
2
4
6
8
10
Cidar kalınlığı [mm]
Magsimal-59, 3 mm cidar kalınlığında çeşitli suni yaşlandırma
sürelerinde akma sınırı
160
Mukavemet [N/mm 2]
20
18
16
14
12
Rm
10
A
8
Rp0,2 6
4
2
0
12
14
Uzama A [%]
400
80
60
40
0
104
105
106
107
Yük çevrimi sayısı [n]
108
FAT talimatına göre Magsimal-59 döküm durumu için ölçüm sonuçları
40
250
250 °C
200
150
350 °C
100
380 °C
50
0
10
20
30
40
35
350
Rp0,2 / Rm [N/mm 2]
Akma sınırı Rp0,2 [N/mm 2]
% 95
% 50
% 5
100
400
Suni yaşlandırma süresi [dakika]
8
120
20
300
0
140
300
Rm
30
Rp0,2
20
25
250
200
150
A
100
10
5
50
0
0,0001 0,001
15
0,01
0,1
1
10
Ortalama uzama hızı [1/s]
100
0
1000
A [%]
Porsche G1 Panamera kapısı
Magsimal-59, döküm durumunda
Enjeksiyon döküm, cidar kalınlığı 2 mm
1140 × 690 × 155 mm, ağırlık: 4,1 kg
Bu döküm parçası 2010 uluslararası enjeksiyon
döküm yarışmasında ödül kazanmıştır
• Büyük yapı elemanı parçası
• Isıl işlem yok
• Düşük ağırlık
• Yüksek mekanik özellikler
Porsche Cayenne ve VW Touareg için süspansiyon çatalı
Magsimal-59, döküm durumunda
Enjeksiyon döküm, cidar kalınlığı 6 mm
Porsche G1 Panarema için süspansiyon kulesi
340 × 370 × 60 mm, ağırlık 0,9 kg
Magsimal-59, döküm durumunda
Enjeksiyon döküm, cidar kalınlığı 3 mm
• Isıl işlem yok
590 × 450 × 340 mm, ağırlık 3,0 kg
• Isıl işlem gerekmiyor
• Parça yüksek dinamik yüklerle karşı karşıya
• Sadece yükün az olduğu yerlerde düğüm
noktalarının olduğu bir yapı
• Yüksek statik, mekanik yüklere ve yorulma
dayanımına uygun yapı
• Yüksek fonksiyonel entegrasyon
BMW 4 çeker için çapraz taşıyıcı
Magsimal-59, döküm durumunda
Enjeksiyon döküm
900 × 450 × 220 mm, ağırlık: 7,6 kg
Müşterimiz KSM Casting GmbH firmasına
teşekkür ederiz
• Isıl işlem yapılan bir enjeksiyon döküm
parçasının yerini aldı
• Ekstrüzyon profile kaynak yapılabilir
• Parça yüksek dinamik yüklerle karşı karşıya
• Sadece yükün az olduğu yerlerde düğüm
noktalarının olduğu bir yapı
9
Enjeksiyon döküm ve seri üretim için
Rheinfelden ALLOYS’un önerileri
Silafont-36
AlSi10MnMg
• Isıl işlem ve Mg oranına göre büyük bir kullanım aralığı
(F, T5, T6, T7)
• Dökümü kolay ve kompleks tasarımlar için uygun
• Kaynak yapmaya uygun ve yüksek korozyon dayanımı
Castasil-37
AlSi9MnMoZr
• AlSi alaşımları içinde döküm durumunda en iyi uzama
• Yorulma yaşlanması söz konusu değil
• Sıkı bir iç yapı
• Korozyona dayanıklı
• Dökümü kolay ve kompleks tasarımlar için uygun
• Modern birleştirme tekniklerine uygun
Magsimal-59
AlMg5Si2Mn
• Döküm durumunda çentik darbe dayanımı, akma sınırı ve
uzama ile 6 mm’nin altında yorulma dayanımı mükemmel
• Çok yüksek korozyon dayanımı
• Çözeltiye alarak ısıl işlem gerekmiyor
• Harikulade kaynak yapılabilme özelliği
Aşağıdaki diyagram, enjeksiyon dökümün, kaynak yapmaya ve ısıl işleme uygunluğa kadar giden
8 aşamasını göstermektedir. Tüm bu hedef basamaklarında, kalıp içindeki gaz veya hava
tahliyesi, ergiyik temizliği, muamelesi ve nakliyesi ile kalıp yağlarının kullanımı
konusundaki teknikler ve yöntemler gösterilmiştir.
Hafif ve ince
Sıvama
Yüksek
dinamik yük
Perçin
Kaynak
Kuru piston yağlayıcıları
Kalıp ayırıcının en aza indirilmesi
Modern kalıp yağları
Kontrollu ergiyik taşınması
Birinci faz az türbülanslı
Ergiyik temizliği
Vakum < 50 hPa
Vakum
Çil blok ile hava tahliyesi
Hava ceplerinin etkili şekilde yerleştirilmesi (Simulasyon)
Gerekli enjeksiyon döküm üretim adımları
AlSi9Cu3 ( Fe )
ve diğerleri
AlSi12 ( Fe )
ve diğerleri
Magsimal-59
AlSi10Mg ( Fe )
Silafont-36
T5 Mg > 0,3 %
Uygun enjeksiyon döküm alaşımları
10
Silafont-36
Castasil-37
AlSi9
Silafont-36
Magsimal-59
Castasil-37
AlSi9
Magsimal-59
Castasil-37
Silafont-36
Castasil-37
Magsimal-59
Silafont-36
Castasil-37
Kalıp ayırıcı
Ölçü
Yüksek
akma dayanımı
Ergiyik
samakları
Hava
Hed ef Ba
Çözeltiye
alma
Literatür ve kaynaklar
• Koch H., Hielscher U., Sternau H., Franke A. J., Silafont-36, the new low-iron high-pressure
die casting alloy, TMS, Light Metals 1995, 1011 – 1018
•K
och H., Hielscher U., Sternau H., Franke A. J., Magsimal-59, an AlMgMnSi-Type SqueezeCasting Alloy designed for temper F, TMS, Light Metals 1996, 933 – 937
• Wiesner S., Castasil-37, Economic Production of ductile and weldable aluminium castings,
CASTING Plant and Technology International, 2/2006, Seite 22 – 27
• Fraunhofer Institut für Werkstoffmechanik: Vergleichende Charakterisierung von Aluminium Gusslegierungen unter statischer und dynamischer Beanspruchung, Fraunhofer Institut IWM 2006
• IWM-Bericht W 1/2007, FAT-Richtlinien dynamische Werkstoffkennwerte für die Crashsimulation
• Rheinfelden ALLOYS: Hüttenaluminium-Gusslegierungen, Rheinfelden 2010
Internet portalımızda ( www.rheinfelden-alloys.eu ) geniş bir yayın paletini içeren arşivimiz yanında
RHEINFELDEN ALLOYS ve sektörden güncel haberleri bulabilirsiniz. Ayrıca web sayfamızdaki
Alloy Toy yardımıyla mekanik özellik değerlerinden hareket ederek size gerekli olan alaşımı kolayca
seçmeniz mümkün.
Bu yayındaki tüm bilgiler, yapılan makul derecedeki testler sonucunda elde edilmiştir. Her türlü
kullanım teknikleri ile ilgili tüm tavsiyeler gibi bunlar da bir sözleşme yükümlülüğünün dışında (üçüncü
tarafların hakları ile ilgili olarak da) hiç bir sorumluluk kabul etmediğimiz bağlayıcı olmayan bilgilerdir.
Bu bilgiler, özellik garantisi değildir ve kullanıcıyı, gönderdiğimiz malzemeyi öngörülen kullanım
amacı doğrultusunda gereken testlerden geçirme sorumluluğundan muaf tutmaz. Tekrar basım,
çeviri ve çoğaltma –kısmen veya alıntı olarak dahi- açık iznimize bağlıdır. Bundan sonra alaşımlardaki
yeni gelişmeler ve teknik ilerlemeler, ileride yapılacak yeni baskılarda dikkate alınacaktır.
1. Baskı – 08 / 2013
11
www.rheinfelden-alloys.eu
Rheinfelden Alloys GmbH & Co. KG
Bir Aluminium Rheinfelden Group kuruluşu
Satış ve müşteri servisi
Friedrichstraße 80
D-79618 Rheinfelden
Tel + 49 . 76 23 . 93-490
Fax + 49 . 76 23 . 93-546
alloys @ rheinfelden-alloys.eu

İndir

NEOFLEKS %50 I)EKSTROZ SUDAKİ SOLÜSYONU Damar içine