دليل شامل لسبائك الألومنيوم المصبوب ADC3 (Al-Si-Mg): تصميم منخفض السيليكون، وإمكانات المعالجة الحرارية وسيناريوهات الاستخدامات المتطورة

كمعيار صناعي ياباني (JIS)قوة عالية وموصلية حرارية عاليةممثلو سبائك الألومنيوم المصبوب.ADC3 عن طريققابلية صب متميزة وقوة ميكانيكية جيدة وموصلية حرارية/كهربائية ممتازةمعروفة بها. السبيكة مصنوعة مننظام التركيب الفريد من نوعه “سيليكون منخفض، مغنيسيوم متوسط”وهذا يناسب بشكل خاص إنتاج مصبوبات الألومنيوم التي توفر توازن أداء عام أفضل من الألومنيوم المصبوب التقليدي (مثل ADC12)، مع الحفاظ على قابلية معالجة جيدة للصب بالقالب.أجزاء رقيقة الجدران تتطلب تبديدًا جيدًا للحرارة، ودرعًا كهرومغناطيسيًا وقوة هيكلية متوسطة.وهي مفضلة في مجال الاتصالات والإلكترونيات والمعدات الكهربائية.

معايير ودرجات ADC3 ADC3

• الدرجات القياسية JIS:: طبقاً للمعيار الصناعي الياباني JIS H 5302، فإن الدرجات هي ADC3.
• معنى الدرجة: “ADC” هو اختصار لـ “Aluminium Die Casting” و“3” يشير إلى السبائك ذات التركيبات والخصائص المحددة في السلسلة. لا يوجد
• الميزات الأساسية:: سماته المميزة هيمحتوى السيليكون (Si) أقل بكثير من ADC10/12يحتوي المنتج أيضًا علىالمغنيسيوم الكبير (Mg)وهذا يمنحه مزيجًا من قابلية الانسيابية الجيدة، وقابلية المعالجة الحرارية والتوصيل الحراري/الكهربائي القريب من الألومنيوم النقي.

جدول تركيبة سبائك الألومنيوم ADC3 (بناءً على المتطلبات النموذجية JIS H 5302)

عنصري	نطاق المحتوى (wt%)	الدور الوظيفي
السيليكون (Si)	4.0-6.0	محتوى منخفض إلى متوسط من السيليكون.. يضمن سيولة الصب الأساسية مع تقليل الأضرار التي تلحق بالموصلية الحرارية/الكهربائية.
المغنيسيوم (Mg)	0.30-0.60	عناصر التقوية الأساسية. يمنح تكوُّن طور Mg₂Si السبيكةقدرات تعزيز المعالجة الحرارية المحددة بوضوح.
الحديد (Fe)	≤ 0.8	يمنع التصاق القالب أثناء الصب بالقالب ويجب التحكم فيه للحفاظ على الصلابة.
النحاس (النحاس)	≤ 0.20	مستوى منخفض للغاية. يضمن مقاومة ممتازة للتآكل وموصلية حرارية/كهربائية عالية على حساب بعض قوة الصب.
المنجنيز (Mn)	≤ 0.30	تحييد الآثار الضارة للحديد.
الزنك (Zn)	≤ 0.10	عناصر الشوائب، خاضعة لرقابة صارمة.
التيتانيوم (Ti)	≤ 0.20	تكرير الحبوب، وتحسين التنظيم.
الألومنيوم (Al)	وسادة	مصفوفة عالية النقاء، وهي أساس التوصيل الحراري/الكهربائي الممتاز.

جدول معلمات الخواص الفيزيائية والميكانيكية ADC3 (حالة القالب المصبوب، القيم النموذجية)

مؤشرات الأداء	النطاق العددي (القالب المصبوب - الحالة F)	التحليل المقارن (مقابل ADC12) ونقاط القوة الأساسية
الكثافة	2.70 جم/سم مكعب تقريبًا	مشابه لـ ADC12
قوة الشد (Rm)	220-260 ميجا باسكال	أسفل ADC12ومع ذلك، يمكن ترقيته إلى 280-320 ميجا باسكال عن طريق المعالجة الحرارية T5/T6، ويتم استعادة القوة إلى نفس المستوى.
قوة الخضوع (Rp0.2)	120-150 ميجا باسكال	يمكن تعزيزها بشكل كبير عن طريق المعالجة الحرارية.
الاستطالة (أ)	4.0-7.0%	أعلى بكثير من ADC12 (حوالي 2%)تبين أنصلابة ومقاومة ممتازة للصدمات.
صلابة برينل (HB)	60-70	أقل قليلاً من ADC12، ولكن أسهل في القطع والماكينة.
التوصيل الحراري	180-200 واط/(م-ك) تقريبًا	نقاط القوة الأساسية: أعلى بكثير من ADC12 (حوالي 96 واط/(م-ك)) لأداء حراري ممتاز.
التوصيلية	حوالي 50-55% 50-55% IACS	نقاط القوة الأساسيةأداء أعلى في الحماية من التداخل الكهرومغناطيسي: أعلى بكثير من ADC12 (25% IACS تقريبًا).
مقاومة التآكل	موهوب	أعلى بكثير من ADC12 المحتوي على النحاس، ويقترب من مستويات الألومنيوم النقي.

مسار تحسين الأداء والفوائد الأساسية
تم تصميم ADC3 بمفهوم “الخصائص الحرارية/الكهربائية الموجهة، والقوة المعوضة بالمعالجة الحرارية”：

1. خصائص حرارية/كهربائية ممتازة:: يقلل التصميم التركيبي للسيليكون المنخفض (Si) والنحاس المنخفض جداً (Cu) من تشتت الإلكترونات والفونونات (الكميات الاهتزازية الحرارية) التي تنتقل بواسطة ذرات المحلول الصلب والمركبات البينية الفلزية، مما يؤدي إلى توصيل حراري وكهربائي يعد من بين الأفضل في سبائك الألومنيوم المصبوب.
2. إمكانية واضحة لتعزيز المعالجة الحرارية:: يسمح محتوى المغنيسيوم (Mg) المحدد جيدًا بتمريره عبرالمعالجة الحرارية T5 (تعتيق اصطناعي) أو T6 (محلول + تعتيق)صُمم المنتج الجديد لزيادة القوة الميكانيكية إلى مستوى مماثل لمستوى ADC12، مع الاحتفاظ بمزايا صلابته العالية.
3. قابلية معالجة وصلابة جيدة:: محتوى السيليكون منخفض ولكنه لا يزال كافياً لضمان سيولة جيدة في الصب بالقالب. ويمنحه المحتوى المنخفض من المراحل الهشة استطالة ومقاومة للصدمات أفضل بكثير من ADC12.

الدرجات الدولية المناظرة
باعتبارها سبيكة تسعى للحصول على خواص محددة (التوصيل الحراري العالي)، فإن المعادلات الدولية هي كما يلي:

• المعيار الياباني:ADC3 (JIS H 5302)
• أمريكان ستاندرد:: الأقرب A360.0ولكن A360.0 يحتوي على نسبة أعلى من Si (9-10%) وموصلية حرارية أقل قليلاً من ADC3.
• المعيار الوطني الصيني:: بالاشتراك مع YL302 (YZAlSi5Mg) أو بعض الدرجات المخصصة متقاربة في فلسفة الأداء.
• معيار الاتحاد الأوروبي:EN AC-51000 (AlMg5Si2Mn) لها أوجه تشابه في اتجاه الأداء (قوة وصلابة عالية، ومقاومة التآكل)، ولكن مع اختلاف الأنظمة التركيبية.

ADC3 في صناعة الصب بالقالب
استنادًا إلىموصلية حرارية/كهربائية عالية، وصلابة جيدة، ومقاومة للتآكلالميزات، يستخدم ADC3 بشكل أساسي في المجالات التالية عالية الأداء:

1. مكونات تبديد الحرارة والإدارة الحرارية (التطبيقات الأساسية)
   • إضاءة LED:: مبيت مشعاع لمصابيح الشوارع عالية الطاقة بمصابيح LED، والأضواء الكاشفة وأضواء المسرح.
   • إلكترونيات الطاقة:: مبيتات العاكس، وركائز وحدات الطاقة، ومبيتات العاكس (كل من المكونات الهيكلية ومسارات تبديد الحرارة).
   • معدات الاتصالات:: مبيت هوائي المحطة القاعدية 5G، ومبيت وحدة الترددات اللاسلكية، ومشتت حرارة الخادم
2. العلب والمكونات الهيكلية عالية المتطلبات
   • إلكترونيات السيارات:: مبيت وحدة التحكم في المحرك (ECU)، ومبيت الشاحن المدمج، ومبيت وحدة توزيع الطاقة (PDU).
   • أداة كهربائية:: أغلفة المحركات عالية الطاقة، وأغلفة حزم البطاريات (تبديد جيد للحرارة والتوافق الكهرومغناطيسي (EMC)).
   • أداة بصرية:: جهاز عرض، أسطوانة عدسة الكاميرا (ثبات أبعاد جيد وتبديد الحرارة).
3. مكونات حساسة للتوافق الكهرومغناطيسي (EMC)
   • الاستفادة من موصلية عالية كـحاوية التدريع الكهرومغناطيسييُستخدم لأدوات القياس الدقيقة والمعدات الطبية وغيرها من المعدات الحساسة للتداخل الكهرومغناطيسي.

الأسئلة المتداولة عن سبائك الألومنيوم ADC3

س1: ما هي أكبر ميزة لـ ADC3؟ وتحت أي ظروف ينبغي تفضيله؟

• أعظم قوة:: فيضمان قابلية جيدة للصب بالقالب وقوة هيكلية أساسيةفرضية توفيرأعلى الموصلية الحرارية والكهربائية في سبائك الألومنيوم المصبوب.
• السيناريو المفضل:: عندما يكون الجزءتُعد متطلبات تبديد الحرارة (أو متطلبات التدريع الكهرومغناطيسي) هي قيود التصميم الأساسية أو الحرجةعلى سبيل المثال، جزء عبارة عن مبيت ومشتت حراري رئيسي. على سبيل المثال، جزء عبارة عن مبيت ومشتت حراري رئيسي.

س2: هل أداء الصب في ADC3 أسوأ من ADC12؟

• نعم، ولكن يمكن التحكم في الفجوة. نظرًا لانخفاض محتواه من السيليكون، فإنالتنقل أدنى من الناحية النظرية من ADC12وهذا يعني أن إنتاج القِطع ADC3 قد يتطلب درجات حرارة أعلى للقالب أو تصميم نظام ذرب أكثر تحسينًا أو سرعات حقن أعلى قليلاً. وهذا يعني أن إنتاج القِطع ADC3 قد يتطلب درجات حرارة أعلى للقالب أو تصميمًا أمثل لنظام الذرب أو سرعات حقن أعلى قليلاً لضمان الملء المثالي. ومع ذلك، بالنسبة لمعظم القطع العادية ذات الجدران الرقيقة، يمكن تكييف العملية لإنتاج مستقر.

س3: ما هو تأثير أنودة ADC3؟

• نتيجة رائعة. وبفضل النحاس المنخفض، والسيليكون المنخفض والمصفوفة عالية النقاء، فإن أداء الأكسدة الأنودية لـ ADC3 هو أحد أفضل أداء في الألومنيوم المصبوب. من الممكن الحصول علىعديمة اللون وشفافة وموحدة وكثيفة وعالية الصلابةيُعتبر الغشاء المؤكسد مناسباً بشكل مثالي للأسطح المزخرفة للغاية والمقاومة للعوامل الجوية.

السؤال 4: ما أوجه التشابه والاختلاف بين ADC3 و A360.0؟

• أرضية مشتركة:: كلاهمايحتوي على مغنيسيوم، قابل للمعالجة بالحرارة، ومقاومة جيدة للتآكل، وأداء ممتاز في الطلاء بأكسيد الألومنيوم.
• نقطة الاختلاف:يحتوي ADC3 على محتوى سيليكون أقل بكثير (4-6%) من A360.0 (9-10%). وهذا يجعل ADC3توصيل حراري/كهربائي أفضل وصلابة أفضلالجماهيرية العربية الليبيةسيولة أقل قليلاً في الصب وقوة أقل قليلاً في شكل مصبوبA360.0 أكثر توازناً وتنوعاً من حيث قابلية الصب وقوة الصب.

س5: ما هي الخصائص عند معالجة ADC3؟

• بالنظر إلىصلابة أقل، صلابة جيدةالقطع والتشغيل الآليرائع. انخفاض تآكل الأداة، وسهولة الحصول على سطح نظيف، والتخلص المستمر من البُرادة. إنها مادة “تشغيل آلي جيد”.