La tecnología de fundición de aluminio ha desempeñado un papel importante en las industrias automotriz y aeroespacial durante décadas, con una adopción generalizada a partir de mediados de la década de 1970.Los sistemas de aluminio-silício (Al-Si) han ganado particular importancia debido a sus características de fundición superiores, a menudo mejorado con adiciones de cobre y / o magnesio para mejorar la resistencia.
Las aleaciones estándar de la industria
En las aplicaciones de fundición por gravedad, las aleaciones A319 y A356 dominan el uso industrial.Mientras que el A380 sirve principalmente aplicaciones no estructurales como carcasas y cubiertas, A383 ofrece una mayor resistencia para componentes estructurales con exigentes requisitos de rendimiento.
Nuevas aleaciones para aplicaciones automotrices
El impulso para el peso ligero de los automóviles ha estimulado el desarrollo de aleaciones avanzadas como AURAL-2, Silafont-36 y Magsimal-59.Estos materiales cumplen los requisitos estrictos para los componentes estructurales de la carrocería que requieren una alta resistencia y ductilidadSin embargo, sus estrictas limitaciones de contenido de hierro (< 0,2%) restringen el uso de aleaciones secundarias, lo que resulta en costos más altos en comparación con las aleaciones convencionales A319 y A380.
Los cuatro sistemas principales de aleación de aluminio fundido
Sistema de aluminio y silicio (Al-Si)
El sistema de aleación de fundición más común ofrece una excelente capacidad de fundición y resistencia a la corrosión.
Sistema de aluminio-cobre (Al-Cu)
Estas aleaciones proporcionan una alta resistencia y buena maquinabilidad, pero presentan una resistencia a la corrosión relativamente baja.
Sistema de aluminio y magnesio (Al-Mg)
Destacan por su excepcional resistencia a la corrosión, particularmente en entornos marinos.
Sistema de aluminio-zinco (Al-Zn)
Si bien ofrecen una alta resistencia y dureza, estas aleaciones demuestran una menor capacidad de fundición y resistencia a la corrosión, lo que a menudo requiere tratamientos especializados.
Tratamiento térmico: mejora del rendimiento
Las aleaciones de aluminio fundido se someten a varios tratamientos térmicos, incluida la homogeneización, el tratamiento térmico de la solución, el calentamiento y el templado.Algunos componentes utilizan el método de fundición-reparación-envío (CTS) sin tratamiento térmico, especialmente en aplicaciones de fundición a presión.
Aplicaciones aeroespaciales
Las aleaciones de aluminio se clasifican como el segundo metal estructural más utilizado después del acero, valorado por su baja densidad, alta relación resistencia-peso y excelente resistencia a la corrosión.Estas propiedades los hacen ideales para la industria aeroespacial., automoción, marino y aplicaciones de electrónica de potencia.
Fabricación aditiva: el futuro de la fundición de aluminio
La fusión selectiva por láser (SLM) ha surgido como una tecnología de fabricación aditiva prometedora para componentes de aluminio.Este proceso permite geometrías complejas con microestructuras finas y propiedades mecánicas mejoradasSin embargo, el posprocesamiento sigue siendo necesario para lograr una calidad de superficie de grado industrial y una precisión dimensional.
Selección de la tecnología de fundición
Los fabricantes eligen entre cuatro métodos de fundición primarios:
- Arenas fundidas (alimentadas por gravedad)
- Fundidos de inversión (alimentados por gravedad en moldes cerámicos)
- Fundido por gravedad de moldes permanentes
- Fundidos a presión en moldes metálicos permanentes
Desarrollos recientes
La industria de la fundición de aluminio ha sido testigo de avances significativos en los métodos de procesamiento, incluidos varios tratamientos de solidificación y nuevas composiciones de aleaciones.Aproximadamente el 20% de la producción mundial de aluminio sirve para aplicaciones de fundición, con una temperatura de fusión relativamente baja del aluminio, pero una contracción significativa durante la solidificación (3,5%-8,5%) que requiere un diseño cuidadoso del molde.
Las aleaciones de al-Si: el fundamento de la fundición de aluminio
Como el sistema de aluminio fundido más importante, las aleaciones de Al-Si cuentan con un simple diagrama de fase eutéctico.El refinamiento de la microestructura mediante enfriamiento o modificación rápidos (además de compuestos de sodio) mejora significativamente las propiedades mecánicasLa aleación con cobre, magnesio o níquel mejora la resistencia y el rendimiento a altas temperaturas para aplicaciones exigentes como los componentes del motor.
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