De keuze van een aluminium gietlegering wordt vaak niet gemaakt, dit is een “gegeven”. Je hebt een functie die door het product wordt vervuld en dit wordt door materie gerealiseerd.
Bij gieten wordt er gekozen voor de specifiek benodigde vorm en hoe deze het beste gerealiseerd kan worden is voor invulling van de gieterij. Per gietproces en zelfs per gieterijbedrijf wordt, eventueel in overleg met de klant, een legering ingezet. Maar welke?
Wist u dat een gieterij veelal een voorkeurslegering heeft waar zij met hun proces de beste resultaten mee kunnen realiseren? Dus de keuze aan hen laten levert je een beter product, bij een goede toeleverancier.
Toch is het noodzakelijk om na te kunnen gaan of je de optimale oplossing voor het product hebt gerealiseerd. Afhankelijk van het product en aantallen is het tevens mogelijk om die optimalisatie stap alsnog in tweede instantie te zetten.
Welke gietlegeringen worden het meest ingezet is de vraag die in mijn oren weerklonk en die aan de basis van dit blog ten grondslag ligt. Niet wetende dat per bedrijf en per proces zóveel verschillende kwaliteiten worden gebruikt en er eigenlijk weinig “collectieve” gietlegeringen zijn.
Na flink wat speurwerk voor jullie een opsomming van de kwaliteiten die het meest ingezet worden.
meest gebruikte gietlegeringen
Als je vindt dat er in deze lijst absoluut 1 ontbreekt, laat het me weten?
Behalve deze kwaliteiten is er ook veel variatie in aanduidingen. Zo wordt er in de gieterij veelal nog gewerkt met de aanduidingen volgens VAR maar ook met andere:
• VDS/VDG of VAR* zoals 226; 230; 231 (AlSi9Cu3; AlSi12; AlSi12Cu(Fe))
• JIS** zoals ADC 10 en ADC12 (AlSi8Cu3Fe/EN AC-46000/ EN AC-46200) en (AlSi12Cu2Fe/EN AC- 47100)
• Fabrieksnamen zoals Silafont XX (AlSi9-12)
• AA Cast. Rec. (USA) zoals A356; A357; A380; A383.0. (AlSi7Mg0,3; AlSi7Mg0,6; AlSi8,5Cu3,5Zn3; AlSi10,5Zn3Cu2,5)
*VDS = Vereinigung Deutscher Schmelzhütten, tegenwoordig VAR Verband der Aluminiumrecycling-Industrie e.V. ook wel als VDG-lijst. (Verein Deutscher Gießereifachleute) aangeduid. Deze legeringen zijn “non-standardised alloys”!!!
** JIS Japanese Industrial Standards
Door bomen het bos niet meer zien
In de wirwar van gietlegeringen met allerlei benamingen is het makkelijk door de bomen het bos niet meer te zien. Ondanks dat ik thuis ben in het aluminium koste het mij meer moeite een helder overzicht te schetsen als vooraf bedacht. Ik hoop middels het overzicht enig inzicht te hebben gegeven in de belangrijkst aluminium legeringen t.b.v. gietstukken. Dit is echter slechts een summier inkijkje.
Tevens is een groot gevaar bij equivalenten van de legeringen; dat deze niet aan de verwachtingen voldoen. Ik pleit er dan ook voor om in Europa allemaal eenduidig de EN 1706 numeriek te hanteren of desnoods zowel de numerieke als de chemische aanduiding zoals EN AC- 43300 / AlSi9Mg
De trend in legeringssamenstellingen is dat er steeds minder Cu( koper) en Fe(ijzer) als legeringselement worden ingezet en het Si (silicium) gehalte waar mogelijk lager wordt. Een legering die in de toekomst steeds meer zal worden ingezet is als bijvoorbeeld AlSi5Mg (geen EN nummer kunnen vinden). De EN AC-42100, die ook al veel wordt ingezet kun je beschouwen als de vervolgversie van de 42000. Deze presteert beter op rek en gering op betere mechanische waarden.
Vind jij dat de EN AC-42100 i.p.v. EN AC-42000 in de lijst moet staan of heb je andere aanvulling graag je bijdrage in de comment box hieronder.
Wil je zelf de legeringen opzoeken en in detail bekijken overweeg dan de aanschaf van Alu-Key, dit geeft je toegang tot de aluminium database.
Hardcopy: Aluminium & zijn legeringen met toegift Wil jij aluminium kennis? Wil je uitgebreidere informatie over aluminium, is het e-book je te kort of wil je fysiek iets in handen hebben? Dan is dit boek iets voor jou. Waar het boek over gaat In dit boek komen de...
Het probleem bij nieuwe technologische producten is dat er veel elektronische componenten inzitten die warm worden. Wanneer deze componenten te warm worden of langdurig te warm zijn presteert de elektronica niet optimaal.
Zo gaat de levensduur achteruit en is het stroomverbruik hoger. Het hele systeem is niet effectief en daar heeft de algehele performance van het product onder te leiden.
Wat kun je er aan doen?
Sommige producten worden te warm doordat de onderlinge systemen niet goed op elkaar zijn afgestemd. Daar zijn testen en slimme elektronici bij nodig om een systeem optimaal te laten samenwerken en onderlinge spanningen en stroomverbruik op elkaar af te stemmen. Maar dan nog zijn er vaak componenten waar lokaal de temperatuur oploopt waardoor een heel printed circuit board ongewenst warm wordt.
In een dergelijk geval is
koelen nodig. Hoe zorg je ervoor dat de temperatuur weg kan en niet ophoopt in
een print of systeem?
Hoe koel je effectief?
Belangrijk voor het koelen is dat je de componenten waar de meeste warmte ontstaat, helpt om die warmte af te voeren en uit het systeem te halen.
Aluminium is een materiaal dat veelvuldig wordt ingezet als heatsink. Dus als deel om de warmte weg te voeren van het systeem. Waarom?
Eenvoudig omdat aluminium een zeer goede warmte geleider is en in allerlei vormen te produceren is. Het kan als extrusie deel of als gegoten deel of gewoon als plaat worden ingezet. kijk hier voor de mogelijke giet-legeringen
Soms wordt aluminium ook voor de printplaat gebruikt. Maar dat is niet overal mogelijk. Het bevestigen van de heatsink op de hotspots vergt wel de nodige aandacht. Hier is het doel om een luchtspleet te voorkomen en de overgangsweerstand tussen component en aluminium heatsink zo gering mogelijk te maken. Hiervoor worden specifieke thermische interface materialen toegepast. Een wereld op zich.
Hoe vind je nu het proces dat jouw aluminium heatsink de juiste vorm geeft? Welke legering kan hiervoor worden ingezet?
Wil je meer kennis over het slim toepassen van aluminium?
Geef antwoord in het commentaar veld op de vraag: Wanneer heb jij een aluminium heatsink voor het laatst in handen gehad? En wat viel je op?
Vermeld je antwoord hieronder in het commentaarveld en je ontvangt van mij de PDF met 7 tips om kostenefficiënte aluminium profielen te ontwerpen
Choosing the right aluminium alloy can be hard if you are not that familiar with all its variety.
Depending of application from and requirements choosing can be difficult. What material is available and when? Is a custom dedicated alloy developed for you? If you are an engineer and choose different materials each day probably aluminium is not a material you know all about. Maybe you even let your supplier choose the alloy for you. How do you keep track of quality and remain supplier independent? Let alone be purchaser friendly and cost effective?
Specifying the material aluminium on your drawing or 3d model requires aluminium knowledge. Let me help you. At first which basic form will your part come from?
Like the logo of aluminium metal knowledge displays there are three basic variations of aluminium categories:
Plate, Profile and Castings.
Plates
Thin plates below 4 mm are mainly in 1000 series 3000 series and the strongest in 5000 series.
Profile
Bars and profiles are 2000, 6000 and 7000 alloys. Almost all profiles are made from 6000 alloys. Bars and strips can be 2000 and 7000 alloys as well. See aluminium extrusion alloys (DUTCH). Those alloys are also often used in additional processes like forging, hydroforming or machining.
Castings
Castings are made mostly from 4000 series alloys which have 5 digit numbers like AC 46000. Commonly used for high pressure die casting is EN AC-46200 and for sandcasting EN AC-43000.
Depending on the number one and the order of the other aspects a number of alloys are suitable for the application.
Of course there are many more questions to consider specifying the right alloy for your application. You can contact me if you need help but before you do first answer this question:
Why is it difficult for you to specify the aluminium alloy? Two engineers will win free access to the online course via a raffle just by answering this question. Put you answer in the comment box bellow and I let you know if you are the winner. Every reaction receives the others questions you should consider designing an aluminium product by adding checklist in your comment.
Solderen en aluminium gaat dat wel samen? Als je zoveel warmte inbreng geeft aan het materiaal levert het wel een goede verbinding/constructie op?
Bij solderen van aluminium komen veel vragen naar boven. In dit artikel geven we je een inkijk op een aantal vragen. Dit verhaal is tot stand gekomen door het leuke gesprek dat ik met Erik Brom van Mat-tech voerde over het wel en wee van aluminium solderen. Dank je wel Erik!
Net als andere metalen is het mogelijk om aluminium te solderen.
Binnen het solderen maken we onderscheid tussen zacht- (beneden de 450°C) en de hardsoldeer processen (boven de 450°C). De hardsoldeer processen worden gebruikelijk hoog temperatuur solderen genoemd.
In dit artikel nemen we vier meest gebruikte manieren van solderen van aluminium kort door:
Zacht solderen zonder flux
Hoog temperatuur solderen met flux (Nocolok)
Vacuüm solderen
Diffusion bonding (soldeer alternatief)
Zacht solderen zonder flux
Zacht solderen gebeurt onder lagere temperatuur met een soldeerdraad die een lager smeltpunt heeft dan het te solderen materiaal. Hier wordt gewerkt met bijvoorbeeld tin of zink als hoofdbestanddeel van de draad. (Er zijn ook processen met flux mogelijk maar dat is weinig gebruikt doordat flux hier een blijvend corrosief effect heeft.)
Hoog temperatuur solderen met flux
Voor het solderen met flux voeg je een soldeerflux toe die ervoor zorgt dat de oxidehuid wordt gebroken en er onder invloed van warmte een verbinding tot stand wordt gebracht.
Vacuüm solderen
Vacuüm solderen wordt voor o.a. warmtewisselaars gedaan. Dit is een hoog temperatuur soldeerproces. Het geclad materiaal heeft aan de buitenkant een dun laagje aluminium met een lagere smelttemperatuur dan het kernmateriaal. Door het verhogen van de temperatuur van het onderdeel in de oven smelt de buitenste clad-laag en vormt de verbinding tussen de delen. Nadeel hierbij is dat het de nodige nauwkeurigheid vereist en het alleen loont bij grote aantallen. Dit omdat het inregelen van het proces veel energie en tijd kost.
Diffusion bonding
Diffusion bonding is eigenlijk geen soldeer proces, er wordt geen soldeer of flux toegevoegd . Het proces gaat iets anders. Door het verhogen van temperatuur tot ca 50-100 graden onder de smelttemperatuur én het onder mechanische druk zetten van de te verbinden delen wordt het aluminium van het ene deel tegen het aluminium van het andere deel gedrukt en visa versa. Door de plastische deformatie van het oppervlak wordt een metallische verbinding tot stand gebracht. Dit gebeurt door diffusie van beide materiaal delen. Vaak zijn dit plaat-plaat verbindingen.
Wat is de beste soldeer verbinding?
De meest ideale verbinding is een verbinding die je niet opmerkt en die het dichtst bij het basis materiaal ligt. De beste en sterkste soldeerverbinding is die zonder flux met voldoende overlap en geringe warmte-inbreng. Dit is echter per applicatie verschillend en in te regelen per situatie.
Hoe sterk is een soldeerverbinding?
Als er goed gesoldeerd wordt net zo sterk of sterker dan een lasverbinding!
Welke legeringen kun je solderen?
Eigenlijk alle legeringen van 1000, 3000, 4000, 6000, 7000 en dus ook de gietlegeringen. Alleen van de 2000 legeringen weet ik het niet, nu is een legering met koper zo wie zo niet prettig voor een verbinding door warmte-inbreng maar de EN AW-7075 lukt ook, dus wie weet.
Wat zijn andere voordelen van een aluminium soldeerverbinding?
Je hebt geen last van porositeit. Tijdens het maken van de verbinding moet je wel zorgen dat zuurstof niet kan reageren met het aluminium.
Je hebt een vol metallisch contact, dus een goede warmteoverdracht en elektrische geleiding
Hoe komt het dat een soldeerverbinding sterker kan zijn dan lassen?
Omdat je op heel veel punten tegelijk een verbinding tot stand kan brengen.
Ander voordeel is dat je veel minder vervorming door spanningen in de verbinding overhoudt, doordat je vaak het materiaal overal gelijktijdig evenveel opwarmt. Je hebt geen nadeel van de bij het lassen benodigde lasvolgorde.
Zijn er ook nadelen?
Ja. Je hebt impact van warmte op het materiaal ook bij diffusion bonding waar je geen smelt van materialen hebt.
Tja, en je moet een product vaak in de oven behandelen dus te grote afmetingen zijn niet haalbaar. Denk aan max een meter bij een meter.
Het zo ingenieus geproduceerde aluminium boet in op sterkte door warmte-inbreng!
Er zijn maar weinig bedrijven die dit kunnen.
Wat heb je nodig voor een goede verbinding behalve een betrouwbare toeleverancier?
Een in het product geëngineerd verbinding met geschikt verbindingsvlak en een dedicated soldeer-spleetbreedte. Ook is het belangrijk dat er gewerkt wordt met schone onderdelen. Eigenlijk vergelijkbaar als bij lijmen. Alleen is dit een veel sterkere verbinding.
Wanneer zou je solderen in het bijzonder aanraden?
Het is altijd het overwegen waard. Afhankelijk van product, vorm en aantallen. Als je er met lassen of lijmen niet uitkomt, of je wilt een sterker, beter en een betrouwbaarder proces, overweeg dan solderen.
Ben jij ENGINEER en heb je een vraag over solderen van aluminium? Stel deze hieronder en je ontvangt antwoord plus de eerste 3 technische vraagstukken ook nog eens een gratis skype gesprek van 30 minuten!
