Коя алуминиева сплав осигурява по-добра устойчивост на корозия за електронни корпуси?

1. Основната роля на корпусите от алуминиева сплав, отляти под налягане, в електронното оборудване

Бързото развитие на 5G комуникацията, силовата електроника, новите модули за управление на енергията и индустриалните контролери повиши стандартите за материалите за електронни корпуси. Лятите корпуси за електроника не само капсулират вътрешните платки и чувствителните компоненти, но също така изпълняват задачи по разсейване на топлината, устойчивост на удар и изолация от околната среда. Сред различните производствени процеси,леене под налягане от алуминиева сплавоткроява се със способността си да произвежда сложни тънкостенни структури с висока производствена ефективност, стабилна точност на размерите и относително ниска себестойност, което го прави предпочитан процес за масово производство на електронни корпуси.

За разлика от щампованите метални черупки или пластмасовите корпуси,комбинират алуминиеви корпуси под наляганеспособност за електромагнитно екраниране на метала и добра топлопроводимост. Електронните продукти обаче често работят в различни среди: офис оборудването на закрито е изложено на влажност и прах; силовата електроника на открито е изложена на дъжд, солен спрей и температурни цикли; морските електронни устройства са подложени на непрекъсната хлоридна корозия. След като корпусът корозира, ще се появят язви от ръжда и пукнатини. Това ще отслаби структурната здравина, ще повреди ефективността на екранирането и дори ще доведе до риск от течове. Следователно, устойчивостта на корозия се е превърнала в един от основните показатели, когато...инженерите избират алуминиеви сплавизаелектронни корпуси.

Много купувачи и леярни са склонни да дават приоритет на якостта на опън икастингтечливост при избора на сплави, като същевременно се пренебрегва дългосрочната антикорозионна ефективност. Някоинискобюджетни алуминиеви сплавиимат отлична запълваща способност засложно жилищно настаняванеструктури, но съдържат високо съдържание на мед и желязо. Тези елементи образуват интерметални фази вътрекастинг, който ще образува галванични клетки с алуминиевата матрица във влажни условия, ускорявайки локалната корозия. При високотърсени електронни проекти, преждевременната корозионна повреда на корпуса води до изтегляне на продукти от пазара и следпродажбени загуби, далеч надвишаващи спестените разходи за материали в ранния етап. Така че, избирайки...подходящ клас алуминиева сплаве първата стъпка за гарантиране на надеждни отливки от електронни корпуси.

2. Как легиращите елементи влияят върху корозионната устойчивост на алуминиевите отливки

Чистият алуминий има естествено добра устойчивост на корозия, тъй като плътен пасивен оксиден филм бързо се образува на повърхността му, когато е изложен на въздух. Но чистият алуминий има лоша течливост и ниска механична якост и не може да се използва директно за...леене под наляганеоттънкостенни сложни електронни корпусиПроизводителите добавят силиций, мед, магнезий, желязо и други легиращи елементи към чистия алуминий, за да регулират лееемостта и механичните свойства. Тези добавени елементи променят микроструктурата на отливките и силно влияят върху устойчивостта на корозия.

Силицият е основният легиращ елемент в повечетолеене на алуминиеви сплавиСилициевите частици, разпределени в алуминиевата матрица, могат да подобрят течливостта на стопилката, което позволява на разтопената сплав да запълва фини и сложни кухини на формите по време на високо налягане.леене под наляганеСамият силиций има ниска електрохимична активност. Когато съдържанието на силиций е в разумен диапазон, то няма значително да намали корозионната устойчивост на сплавта.Алуминиеви сплави с високо съдържание на силицийса широко използвани за електронни обвивки, изискващи сложни структури.

Медта е елемент, който значително влошава корозионните свойства. Богатите на мед интерметални съединения имат много по-висок електроден потенциал от алуминиевата основа. Във влажна среда с електролит ще възникне галванична корозия. Алуминиевата матрица става анод и се разтваря преференциално, образувайки точкова корозия. Колкото по-високо е съдържанието на мед, толкова по-бърза е скоростта на корозия. Това е основната причина, поради която...сплави за леене под налягане с високо съдържание на медне са подходящи за среди с интензивно солено пръскане.

Магнезият може да подобри здравината на сплавта. Умереното добавяне на магнезий има по-малко отрицателно въздействие върху устойчивостта на корозия в сравнение с медта. Желязото е неизбежен примес в рециклираните материали.алуминиеви суровиниИзлишното желязо ще образува игловидни, богати на желязо фази вътрекастингТези фази лесно предизвикват точкова корозия и също така намаляват здравината на материала. За отливки на електронни корпуси с високи антикорозионни изисквания, леярните трябва да контролират чистотата на суровината и да ограничат съдържанието на железни примеси.

3. Сравнение на корозионните характеристики на типични алуминиеви сплави за електронно леене под налягане

Алуминиевите сплави, често използвани за електроникакорпуси от лят под наляганевключват ADC12, A380, A413 и A356. Всеки клас има различни характеристики на устойчивост на корозия, приложими за различни сценарии на електронно приложение.

ADC12 е най-широко използванияталуминиева сплав за леене под наляганев Азия. Има високо съдържание на силиций, изключителна течливост на стопилката, лесни за оформяне тънкостенни сложни корпусни структури и ниска цена на суровината. Но ADC12 съдържа относително високо съдържание на мед и желязо. Корозионната му устойчивост е само умерена. Може да се използва за вътрешно електронно оборудване със суха среда, като например вътрешни захранващи адаптери и контролни кутии. Ако е изложен на солен спрей или постоянна висока влажност, точковата корозия ще се появи бързо без повърхностна защита.

A380 е масов северноамерикански самолет.сплав за леене под налягане, подобно на ADC12. Балансира производителността на отливката и механичната якост, също с добавка на мед. Антикорозионната му способност е сравнима с тази на ADC12, подходящ за корпуси за потребителска електроника на закрито. Не се препоръчва за работа в крайбрежни, открити и корозивни условия.

A413 е алуминиева сплав с ниско съдържание на мед. Тя има високо съдържание на силиций и почти никаква мед. Устойчивостта ѝ на корозия е очевидно по-добра от тази на ADC12 и A380. Материалът има отлична течливост при леене, подходящ е за тънкостенни електронни корпуси със сложни форми. A413 може да издържи на по-дълги тестове със солен спрей и е подходящ за външни нисковолтови електронни корпуси и комуникационни компоненти.

A356 обикновено се произвежда чрез гравитационно леене или леене под ниско налягане, а не чрез леене под високо налягане. Съдържа магнезий без мед. A356 има отлична устойчивост на корозия, добра пластичност и стабилни механични характеристики. Производственият му цикъл обаче е по-дълъг и струва по-скъпо от този на сплавите, леени под високо налягане. Често се избира за висококачествено електронно оборудване и корпуси за аерокосмическа електроника, които изискват превъзходна антикорозионна защита и надеждност.

Накратко, от гледна точка на класацията за устойчивост на корозия: A356 > A413 > A380 ≈ ADC12. Ако корпусът на електрониката работи в агресивна корозивна среда, трябва да се даде приоритет на нискомедните сплави. За обикновени продукти за вътрешна употреба, ADC12 / A380 може да отговори на изискванията с подходяща обработка на повърхността.

4. Повърхностна обработка: Допълнителна защита за подобряване на корозионната устойчивост на отливките

Дори ако изберем правилната алуминиева сплав, повърхността на отливаната...части за леене под наляганенеизбежно има малки пори, оксидни люспи и зони на сегрегация. Тези дефекти се превръщат в отправни точки на корозия. Повърхностната обработка действа като важна бариера за изолиране на алуминиевата основа от влага и корозивни среди, което значително удължава експлоатационния живот на електронните корпуси. Често срещаните обработки включват хроматно конверсионно покритие, нехроматна пасивация, прахово боядисване и анодиране.

Конверсионното покритие (пасивация) образува тънък химически филм върху повърхността на отливката. То подобрява адхезията на следващите слоеве боя и осигурява основна временна антикорозионна защита. Често се използва като предварителна обработка за електронни корпуси. Праховото покритие образува дебел, непрекъснат полимерен покривен слой. Има силна устойчивост на влага, солен спрей и химическа ерозия. Широко се прилага върху корпуси, отлети под налягане за силова електроника. Покритието може да бъде изработено и в различни цветове за нуждите на външния вид на продукта.

Анодирането изгражда алуминиев оксиден филм върху алуминиевата повърхност чрез електрохимична реакция. Оксидният филм има висока твърдост и добра устойчивост на корозия. Но сплави, получени чрез леене под високо налягане с високо съдържание на силиций, като ADC12, е трудно да се постигне равномерен анодиращ ефект, тъй като силициевите частици ще направят повърхността тъмна и на петна. A413 и кованите алуминиеви сплави се представят много по-добре при анодиране.

Струва си да се отбележи, че обработката на повърхността не може напълно да компенсира грешния избор на сплав. Ако за дългосрочно крайбрежно приложение се използва сплав с високо съдържание на мед, след като покритието се надраска или покрие с малки отвори, под него бързо ще се развие локална галванична корозия, което ще доведе до отлепване на покритието и повреда на корпуса. Изборът на материал и защитата на повърхността трябва да бъдат съчетани.

5. Принципи за избор на сплави за отливки на електронни корпуси в различни експлоатационни среди

Когато екипите по закупуване и инженеринг избират алуминиева сплав за корпуси за електроника, устойчивостта на корозия не трябва да се разглежда самостоятелно. Те трябва да оценят цялостно работната среда, структурните изисквания, производствения процес,инструментална екипировкаинвестиция и обща цена.

За електроника за вътрешна употреба в суха среда, като например настолни контролери за захранване, вътрешни задвижващи модули: ADC12 или A380 са приемливи. Тези сплави имат добра лееемост, ниска цена на материала и зрял процес на леене под налягане. Простата пасивация плюс прахово покритие могат да отговорят на нуждите от антикорозия, което е най-рентабилното решение за масово производство.

За външно оборудване, крайбрежни устройства и продукти, изложени на висока влажност и солена мъгла: препоръчва се нискомедна сплав A413. В комбинация със здраво прахово покритие, тя може да устои на ерозия от солена мъгла за дълго време. Ако продуктът има изключително високи изисквания за надеждност и производствената партида не е огромна, може да се обмисли гравитачно леене A356.

Освен околната среда, структурата на продукта също влияе върху вземането на решения. Ако корпусът има ултратънки стени, сложни ребра и тесни канали за поток, са необходими високосилициеви сплави с отлична течливост. Ако структурата е проста, инженерът има повече възможности да избере сплави с по-добра устойчивост на корозия.

Производителите също трябва да извършват тест със солен спрей съгласно спецификацията на продукта по време на проверката на пробата. Тестването може да провери дали съчетаната сплав и повърхностна обработка могат да достигнат целта за антикорозионна защита, като по този начин се избегнат проблеми, открити след масова доставка.

В заключение, няма универсална алуминиева сплав за всички видове ляти корпуси за електроника. Най-добрият избор зависи от работната среда на продукта. ADC12 и A380 са икономични за употреба на закрито; A413 предлага балансирана леярност и устойчивост на корозия за външна електроника; A356 осигурява първокласни антикорозионни характеристики на по-висока цена. В комбинация с подходяща повърхностна обработка, лятият алуминиев корпус може ефективно да предотврати корозия, да защити вътрешните електронни компоненти и да гарантира стабилна дългосрочна работа на електронните продукти.