Nhôm đúc được rót lỏng vào khuôn và giữ nguyên hình dạng lúc đông đặc, nên hợp kim được pha riêng theo quá trình đúc. Nhôm biến dạng được đúc thành thỏi rồi cán, ép đùn, rèn hay kéo. Khác biệt đó kéo theo hệ ký hiệu, khả năng anod hóa, hàn và nhiệt luyện khác nhau.
Kết luận trên đúng khi so hợp kim nhôm đúc, như các mác 356, 360, 380 trong hệ AA, với hợp kim nhôm biến dạng như 5052, 6061, 6063. "Nhôm đúc" không phải một vật liệu: có hợp kim đúc nhiều silic, có hợp kim đúc nhôm–magiê, nhôm–kẽm, và tính chất vật đúc đổi đáng kể theo loại khuôn và cách điền khuôn. Các nhận định về hàn và nhiệt luyện trong bài có nguồn cho vật đúc áp lực cao; vật đúc khuôn cát hay khuôn kim loại trọng lực chưa được đối chiếu.
Bảng đối chiếu nhôm đúc và nhôm biến dạng
| Tiêu chí | Hợp kim nhôm đúc | Hợp kim nhôm biến dạng |
|---|---|---|
| Đường đi của kim loại | Đông đặc trong khuôn thành vật đúc [1] | Đúc thành thỏi (đúc liên tục hoặc đúc băng) rồi gia công nóng, nguội: cán, ép đùn, rèn, kéo [1] |
| Tính chất phụ thuộc vào | Thành phần hợp kim, và đáng kể là loại khuôn cùng cách điền khuôn [1] | Thành phần và trạng thái (temper); quy cách phải ghi cả hai [1] |
| Hệ ký hiệu | Các hệ khác nhau đáng kể; châu Âu có EN 1780 và EN 1706, lệch khỏi hệ ANSI (AA); hệ AA chia hợp kim đúc thành 8 nhóm [1] | Hệ châu Âu EN 573 (hợp kim) và EN 515 (trạng thái) về cơ bản giống hệ AA và ISO; ví dụ mác 5754 [1] |
| Ví dụ ký hiệu AA | Chữ số sau dấu chấm chỉ dạng sản phẩm: vật đúc (0) hay thỏi (1, 2); ví dụ A356.0 [1] | Bốn chữ số, không có dấu chấm [1] |
| Anod hóa | Một số hợp kim đúc anod được; hợp kim nhiều silic anod kém, để lại bột silic đen hoặc xám; nhôm–magiê 514, 535 anod tốt; 356 anod được bằng kỹ thuật riêng [2] | Nhóm 6xxx phản ứng anod hóa rất tốt; 5052 lên màu hơi vàng khi lớp anod dày [2] |
| Nhiệt luyện | Vật đúc áp lực cao thường không nung ở nhiệt độ cao được vì rỗ chứa khí gây phồng bề mặt; tránh được bằng xử lý dung dịch ngắn hơn nhiều, nhiệt độ thấp hơn [3] | Nhóm nhiệt luyện được hóa bền bằng nhiệt luyện; nhóm không nhiệt luyện được tăng bền bằng thành phần và biến cứng [1] |
| Hàn | Vật đúc áp lực cao: rỗ mối hàn và không ngấu là vấn đề đã biết; khả năng hàn phụ thuộc tạp chất và hàm lượng hydro [4] | Nguồn đã kiểm không so trực tiếp; bài không kết luận |
Nguồn [1]–[4] ghi ở khối "Nguồn và giới hạn", tra ngày 10/09/2026.
Vì sao hệ ký hiệu nhôm đúc không thống nhất như nhôm biến dạng?
European Aluminium giải thích từ gốc: hợp kim đúc được "may đo" theo quá trình đúc, nên quá trình đúc cơ bản trở thành một phần của hệ ký hiệu [1]. Tính chất vật đúc không chỉ theo thành phần mà còn theo loại khuôn và cách điền khuôn [1]. Hệ quả là trong khi hệ ký hiệu nhôm biến dạng của AA, ISO và CEN về cơ bản trùng nhau, hệ ký hiệu hợp kim đúc và vật đúc khác nhau đáng kể; bộ EN 1780 và EN 1706 của châu Âu lệch khỏi hệ AA đang dùng rộng rãi [1].
Điều này có hệ quả thực tế ngay ở khâu mua vật liệu: bản vẽ ghi mác đúc theo một hệ mà nhà cung cấp chào theo hệ khác thì phải đòi bảng đối chiếu thành phần, không suy từ tên gọi. Hệ bốn chữ số và ký hiệu trạng thái của nhôm biến dạng xem ở hợp kim nhôm: hệ đánh số và ký hiệu temper.
Phía nhôm biến dạng, European Aluminium chia làm hai nhóm: nhóm nhiệt luyện được hóa bền bằng nhiệt luyện thích hợp, còn nhóm không nhiệt luyện được thì độ bền cơ bản do thành phần quyết định và tăng đáng kể được bằng biến cứng [1]. AAC ghi 5052 là hợp kim bền cao dùng cho kết cấu như tấm thân xe tải, còn 6063 là hợp kim ép đùn phổ biến [2].
Silic giúp đúc nhưng làm hỏng màng anod
AAC nêu thẳng mâu thuẫn: những đặc tính làm nên hợp kim đúc tốt không nhất thiết là tốt nhất cho anod hóa; hợp kim có đặc tính đúc tốt nhất là loại chứa tới 12 % silic [2]. Cơ chế nằm ở chính anod hóa: quá trình biến nhôm trên bề mặt thành lớp oxit. Silic không hòa tan dễ trong nhôm, nên chỉ phần nhôm trên bề mặt được anod hóa, vùng giàu silic bị bỏ lại, và cả chi tiết phủ một lớp bột silic đen hoặc xám [2]. Cơ chế điện phân của anod hóa xem ở anod hóa nhôm.
Ca biên ngược lại cũng có nguồn: hợp kim đúc ít silic và sắt, nhiều magiê, crôm, kẽm có xu hướng anod tốt; nhôm–magiê như 514, 535 anod tốt; nhôm–kẽm như 712, 713, 771 cũng đáp ứng tốt; và ngay cả hợp kim đúc nhiều silic như 356 vẫn anod được bằng kỹ thuật và quy trình riêng [2]. AAC khuyên hỏi chuyên gia anod hóa trước khi chỉ định hợp kim đúc cho chi tiết cần bề mặt anod [2]. Nguồn cho phép không đưa ngưỡng phần trăm silic cụ thể làm màng anod bị xám, nên bài không ghi con số.
Rỗ khí: lý do vật đúc áp lực khó nhiệt luyện và khó hàn
Bài bình duyệt của Lumley và cộng sự trên Metallurgical and Materials Transactions A tóm tắt: hợp kim nhôm đúc áp lực cao thường không nung được ở nhiệt độ cao, vì rỗ chứa khí bị giữ lại sẽ tạo phồng rộp trên bề mặt [3]. Cách hiểu của bài: khí bị giữ trong rỗ giãn nở khi nung và đẩy lớp kim loại mỏng phía trên rỗ phồng lên; phần tóm tắt công khai chỉ nêu nguyên nhân là rỗ chứa khí, không mô tả chi tiết cơ chế. Nhóm tác giả tìm ra cách tránh phồng: thời gian xử lý dung dịch ngắn hơn nhiều và nhiệt độ thấp hơn; với hợp kim 360 và 380, hóa già sau xử lý rút ngắn vẫn cho đáp ứng mạnh, trạng thái T6 tăng giới hạn chảy quy ước 0,2 % thêm 80 % với 360 và 115 % với 380 so với trạng thái đúc [3].
Hàn gặp đúng loại rỗ đó. Nghiên cứu của TU Braunschweig ghi rỗ mối hàn và không ngấu là vấn đề đã biết khi hàn hợp kim đúc áp lực cao [4]. Với rỗ hình thành cơ học, tạp chất hoặc rỗ có sẵn trong vật đúc bị chùm tia laser nung nhanh, giãn nở đột ngột, gây rỗ trong kim loại mối hàn, bắn kim loại lỏng hoặc không ngấu; vì vậy khả năng hàn của vật đúc áp lực phụ thuộc, cùng các yếu tố khác, vào tạp chất và hàm lượng hydro [4]. Nghiên cứu này dùng hàn laser; bài không mở rộng kết luận định lượng sang phương pháp hàn khác.
Ba mẹo sai về nhôm đúc
Mẹo sai 1: "Nhôm đúc thì không anod hóa được." AAC ghi nhiều hợp kim nhôm đúc anod được, nhôm–magiê 514 và 535 anod tốt, và 356 nhiều silic vẫn anod được bằng kỹ thuật riêng [2]. Đúng hơn: hợp kim đúc nhiều silic anod kém và cần hỏi trước.
Mẹo sai 2: "Chi tiết đúc áp lực tuyệt đối không nhiệt luyện được." Nguồn chỉ nói thường không nung ở nhiệt độ cao được, và đã chỉ ra chế độ rút ngắn tránh được phồng rộp mà vẫn hóa bền mạnh với 360 và 380 [3]. Đúng hơn: không áp chế độ của nhôm biến dạng lên vật đúc áp lực.
Mẹo sai 3: "Ký hiệu nhôm đúc cũng dùng chung quốc tế như nhôm tấm." European Aluminium ghi rõ hệ ký hiệu hợp kim đúc khác nhau đáng kể, trái với hệ ký hiệu nhôm biến dạng [1].
Bảng quyết định: thấy gì tại xưởng thì làm gì
| Thấy hoặc biết tại xưởng | Làm gì | Căn cứ |
|---|---|---|
| Bản vẽ yêu cầu anod hóa, vật liệu là hợp kim đúc nhiều silic | Hỏi đơn vị anod hóa trước khi chốt; xét hợp kim đúc nhôm–magiê hoặc nhôm biến dạng 6xxx | [2] |
| Chi tiết đúc sau anod phủ lớp bột đen hoặc xám | Đối chiếu hàm lượng silic của hợp kim trước khi chỉnh bể anod | [2] |
| Vật đúc áp lực cần tăng bền bằng nhiệt luyện | Không dùng chế độ xử lý dung dịch của nhôm biến dạng; thống nhất chế độ rút ngắn với xưởng đúc và nhiệt luyện | [3] |
| Mặt vật đúc áp lực phồng rộp sau khi nung | Ghi nhận dấu hiệu khí trong rỗ; hạ nhiệt độ và rút thời gian xử lý | [3] |
| Cần hàn nối hoặc hàn vá vật đúc áp lực | Kiểm rỗ và tạp chất trước (nghiên cứu dẫn dùng chụp cắt lớp tia X); chuẩn bị cho rỗ mối hàn | [4] |
| Bản vẽ ghi mác đúc theo EN, nhà cung cấp chào theo AA | Đòi bảng đối chiếu thành phần theo đúng hai tiêu chuẩn | [1] |
| Chi tiết làm từ tấm, thanh, profile | Ghi cả mác lẫn trạng thái trên bản vẽ | [1] |
| Mác biến dạng không nhiệt luyện được cần bền hơn | Chọn trạng thái biến cứng, không tìm cách tôi | [1] |
Nguồn và giới hạn
Tra ngày 10/09/2026. Các câu dẫn đã được đối chiếu trên văn bản tải trực tiếp từ trang gốc.
- [1] European Aluminium, Aluminium Automotive Manual — Materials: Designation system (PDF, ghi Version 2002): https://european-aluminium.eu/wp-content/uploads/2022/11/aam-materials-3-designation-system.pdf — hợp kim đúc may đo theo quá trình đúc; hệ ký hiệu đúc khác nhau đáng kể; hệ biến dạng EN 573, EN 515 giống AA và ISO; nhóm nhiệt luyện được và không; ký hiệu AA cho vật đúc. Tài liệu năm 2002: đoạn về việc ISO sắp bỏ ký hiệu bằng ký hiệu hóa học đã cũ, bài không dùng.
- [2] Aluminum Anodizers Council, Specifying Anodized Aluminum: https://www.anodizing.org/specifying-anodized-aluminum/ — hợp kim đúc và anod hóa; silic; các mác đúc anod tốt; 5052, 6063, nhóm 6xxx.
- [3] R.N. Lumley và cộng sự, Heat Treatment of High-Pressure Die Castings, Metallurgical and Materials Transactions A 38 (2007), phần tóm tắt công khai: https://link.springer.com/article/10.1007/s11661-007-9285-4 — rỗ khí và phồng rộp; chế độ xử lý dung dịch rút ngắn; mức tăng giới hạn chảy của 360 và 380.
- [4] Linear Elastic FE-Analysis of Porous, Laser Welded, Heat Treatable, Aluminium High Pressure Die Castings Based on X-Ray Computed Tomography Data, Materials 2020, 13(6):1420, bản lưu PMC: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7143326/ — rỗ mối hàn, không ngấu; khả năng hàn phụ thuộc tạp chất và hydro.
- [5] Yamaha Motor, trang dữ liệu Japanese Industrial Standards — JIS H 5302:2006 Aluminum alloy die casting: https://global.yamaha-motor.com/business/cf/data/jis/aadc.html — bảng các mác nhôm đúc áp lực theo JIS, trong đó có ADC12; trang ghi bảng dựa trên ISO/FDIS 3522:2006. Bài chỉ dùng tên mác, không trích thành phần.
- Tiêu chuẩn, chỉ dẫn tên và số hiệu: JIS H 5302:2006 (tên tiếng Anh theo cách ghi của Yamaha; tên chính thức trên trang của cơ quan tiêu chuẩn Nhật chưa kiểm được); EN 1706 Aluminium and aluminium alloys — Castings — Chemical composition and mechanical properties (tên đối chiếu trên bản xem trước SIST EN 1706:2020; bản hiện hành có sửa đổi chưa tự kiểm); EN 573-3 Aluminium and aluminium alloys — Chemical composition and form of wrought products — Part 3: Chemical composition and form of products (bản xem trước EN 573-3:2019+A2). Tên đối chiếu trên standards.iteh.ai. Tài liệu trả phí; bài không trích trị số.
Bảng này không dùng cho:
- Tra thành phần hay cơ tính của một mác cụ thể: lấy từ tiêu chuẩn hoặc chứng chỉ vật liệu.
- Ngưỡng silic làm màng anod bị xám: nguồn cho phép không có con số.
- Vật đúc khuôn cát, khuôn kim loại trọng lực: chưa đối chiếu riêng về hàn và nhiệt luyện.
- So khả năng hàn giữa các mác nhôm biến dạng: chưa có nguồn đối chiếu.
Không xác định được từ bài này: chế độ nhiệt luyện cụ thể cho một vật đúc áp lực — phụ thuộc hợp kim, mức rỗ và yêu cầu cơ tính, phải thống nhất với xưởng đúc.
Cần chính xác hơn: hệ ký hiệu nhôm biến dạng bốn chữ số và so sánh đồng thau, đồng thanh ở hợp kim màu trong cơ khí. Bài này dừng ở ranh đúc và biến dạng; với thùng xe, AAC ghi 5052 dùng cho tấm thân xe tải còn 6063 là mác ép đùn phổ biến, và chọn giữa hai mác biến dạng này cho linh kiện thùng xe xem so sánh nhôm 6063 và 5052 cho thùng xe (bài trên Vật Tư Trường An, đơn vị cùng hệ sinh thái Trường An với cokhi.net).
Câu hỏi thường gặp
Nhôm đúc là gì? Là hợp kim nhôm được nấu lỏng, rót hoặc phun vào khuôn và đông đặc thành hình dạng gần với chi tiết cuối. Hợp kim đúc được pha riêng theo quá trình đúc, và tính chất vật đúc phụ thuộc cả thành phần lẫn loại khuôn, cách điền khuôn.
Nhôm đúc có hàn được không? Hàn được nhưng khó hơn với vật đúc áp lực cao: rỗ mối hàn và không ngấu là vấn đề đã biết, vì rỗ và tạp chất có sẵn trong vật đúc giãn nở khi bị nung nhanh. Khả năng hàn phụ thuộc lượng tạp chất và hydro trong vật đúc.
Nhôm đúc có anode được không? Nhiều hợp kim nhôm đúc anod được. Hợp kim đúc nhiều silic anod kém vì silic không bị anod hóa và để lại bột đen hoặc xám; hợp kim nhôm–magiê như 514, 535 anod tốt. AAC khuyên hỏi đơn vị anod hóa trước khi chỉ định.
Nhôm đúc có mấy loại? Theo European Aluminium, hệ AA chia hợp kim nhôm đúc thành 8 nhóm theo thành phần, còn hệ EN của châu Âu chia theo cách khác. Ngoài thành phần, vật đúc còn được phân biệt theo cách đúc, vì cách đúc là một phần của hệ ký hiệu.
Nhôm đúc khác gì nhôm CNC? "Nhôm CNC" là cách gọi theo phương pháp gia công, không phải loại hợp kim. Chi tiết phay từ tấm hoặc thanh là nhôm biến dạng; vật đúc cũng thường được gia công CNC ở các mặt lắp. Khác biệt vật liệu nằm ở đường đi đúc hay biến dạng đã nêu ở bảng trên.
Nhôm ADC12 là gì? ADC12 là ký hiệu một hợp kim nhôm đúc áp lực trong tiêu chuẩn Nhật JIS H 5302:2006, theo bảng thành phần do Yamaha Motor đăng lại; trong bảng đó silic là nguyên tố hợp kim chính. Bài không trích thành phần vì đó là trị số của tiêu chuẩn trả phí. Là hợp kim đúc áp lực, ADC12 chịu các lưu ý về rỗ khí khi nhiệt luyện và hàn nêu trong bài.
Vật đúc áp lực có nhiệt luyện được không? Thường không nung ở nhiệt độ cao được vì rỗ khí gây phồng rộp. Nghiên cứu của Lumley và cộng sự cho thấy xử lý dung dịch ngắn hơn nhiều, nhiệt độ thấp hơn tránh được phồng mà hợp kim 360, 380 vẫn hóa bền mạnh.