Gieten van Aluminiumlegeringen

De belangrijkste legeringselementen die worden gebruikt bij het gieten van aluminium zijn silicium, koper en magnesium. Koper kan in legeringen meestal tot 5% voorkomen. Silicium varieert tussen 4-13%. Over het algemeen bevatten aluminiumlegeringen koper, magnesium, silicium, ijzer, mangaan en niet-metaalhoudende elementen.
Silicium in aluminiumgieten verhoogt de vloeibaarheid van vloeibaar aluminium, waardoor het gieten van dunne onderdelen wordt vergemakkelijkt. Het vermindert de treksterkte van de legering en verhoogt de lasbaarheid. Het heeft ook invloed op het uitharden van het aluminiummateriaal tot op zekere hoogte en verhoogt de sterkte van de aluminiumlegering. Echter, het is belangrijk dat silicium in het aluminium wordt verdeeld. Als silicium in de legering grove korrels vormt, kan dit juist de mechanische eigenschappen van het materiaal verminderen. Het kan interne spanningen in de structuur veroorzaken en broosheid veroorzaken.
Koper geeft aluminium eigenschappen zoals hardheid, sterkte en bewerkbaarheid. Koper toegevoegd aan aluminium verhoogt de sterkte tot 12%, maar een hogere koper toevoeging kan leiden tot broosheid in het materiaal. Koper heeft ook invloed op de dichtheid en sterkte.
İn aluminim gieten, magnesium zorgt voor geschiktheid voor warmtebehandeling in aluminiumlegeringen. Het verhoogt de vloeibaarheid van het smeltmateriaal. De toevoeging van magnesium veroorzaakt ook een toename van de sterkte in de structuur. Het voorkomt corrosie in de structuur. De corrosiebestendigheid van het materiaal waar magnesium aan is toegevoegd in aluminiumgieten neemt aanzienlijk toe.
Aluminium gieten, mangaan wordt samen met ijzer gebruikt om de gietbaarheid van de structuur te verhogen. Het verandert de eigenschappen van de intermetallische verbindingen, vermindert de rek en verhoogt de sterkte van de legeringen. Mangaan wordt gebruikt in aluminiumlegeringen die bestand zijn tegen hoge temperaturen.
İn gietaluminium wordt ijzer aangetroffen als onzuiverheid in aluminiumlegeringen, waarvan de hoeveelheid kan variëren. IJzer heeft een verbeterende eigenschap voor bepaalde eigenschappen van aluminiumlegeringen, zoals het versterken van de sterkte in sommige toepassingen en het verhogen van de hardheid bij hoge temperaturen. Bovendien verhoogt het de weerstand tegen thermische scheuren in continue gietvormen. Soms wordt ijzer ook toegevoegd om krimp te verminderen. Echter, in aluminiumlegeringen met een hoog siliciumgehalte kan een teveel aan ijzer leiden tot een grofkorrelige en brosse structuur.
Als nikkel in gietaluminium wordt toegevoegd in lage percentages, vergelijkbaar met koper, verhoogt het de sterkte en hardheid. Het geeft de legering glans en reflectiviteit, waardoor de oppervlaktekwaliteit wordt verbeterd. Het compenseert de negatieve effecten van hoge ijzergehaltes. Het wordt doorgaans toegevoegd aan legeringen waar hoge sterkte en hardheid vereist zijn bij hoge temperaturen. Het nikkelgehalte in aluminiumlegeringen varieert meestal tussen 0,5-3,0%.
Titanium heeft een korrelverfijnend effect in aluminiumlegeringen. Het wordt toegevoegd in het bereik van 0,05-0,2%. Het toevoegen van titanium aan spuitgietlegeringen is schadelijk omdat het de vloeibaarheid vermindert, wat problemen kan veroorzaken tijdens het gietproces van aluminium. In spuitgiettoepassingen ontstaan kleine korrels vanzelf omdat het afkoelen snel verloopt. Titanium verhoogt de treksterkte en verbetert de ductiliteit, maar verlaagt de thermische geleidbaarheid. In de industrie wordt titanium vaak samen met boor gebruikt.
Aluminiumgieten wordt meestal gebruikt met ongeveer 0,01% boor. Samen met titanium is het een goede korrelverfijner. Wanneer boor niet wordt gebruikt, neemt het korrelverfijningseffect van titanium af tijdens het opnieuw smelten. Boor verhoogt, net als titanium, de treksterkte en ductiliteit.