آلیاژهای آلومینیوم ریخته گری

معرفی

فرآیند ریخته گری مستقیماً آلیاژ آلومینیومی را تولید می کند که در قطعات مورد نیاز استفاده می شود. ریخته گری ایده آل مورد نیاز است: جریان پذیری خوب، تمایل کمتر به انقباض، ترک خوردگی گرم و سرد، جداسازی کمتر و جذب گاز. محتوای عنصر آلیاژهای آلومینیوم ریخته گری عموماً بیشتر از آلیاژهای آلومینیوم تغییر شکل یافته مربوطه است و بیشتر آلیاژها دارای ترکیب تقریباً یوتکتیک هستند.

از سال 1905 تا 1925، کشورهای اروپایی و آمریکایی تحقیقاتی را بر روی آلیاژهای آلومینیوم صنعتی بر اساس مطالعه نمودارهای فازی آلیاژهای آلومینیوم انجام دادند. آلیاژهای آلومینیوم-نیکل در ابتدا مورد بررسی قرار گرفتند، اما قابلیت ریخته‌گری آن‌ها ضعیف بود، بنابراین نیکل به عنصر تقویت‌کننده اصلی تبدیل نشد. بعدها مطالعاتی در مورد افزودن مس، منیزیم، منگنز، سیلیکون و سایر عناصر به آلومینیوم انجام شد و خواص نسبتا ایده آلی به دست آمد. بنابراین، برخی از آلیاژهای ریخته گری آلومینیوم باینری و چند جزئی، از جمله آلیاژ معروف سیلیکون-آلومینیوم که در حدود سال 1920 مورد استفاده قرار گرفت، توسعه یافتند. [1]

کاربرد

آلیاژهای آلومینیوم ریخته گری عملکرد ریخته گری خوبی دارند و می توانند به قطعاتی با اشکال پیچیده پردازش شوند. آنها به تجهیزات اضافی زیادی نیاز ندارند. آنها مزایای صرفه جویی در فلز، کاهش هزینه ها و کاهش ساعات کار را دارند و به طور گسترده در صنعت هوانوردی و صنعت عمران استفاده می شوند. برای تولید تیرها، تیغه های توربین، بدنه پمپ، پیلون ها، توپی چرخ ها، لبه های ورودی هوا و محفظه موتور و غیره استفاده می شود. همچنین برای تولید سرسیلندر خودرو، چرخ دنده ها و پیستون ها، محفظه ابزار و بدنه پمپ کمپرسور و سایر قطعات استفاده می شود.

طبقه بندی

آلیاژهای ریخته گری آلومینیوم مدرن را می توان با توجه به عناصر اصلی اضافه شده به 4 سری تقسیم کرد که عبارتند از: سری آلومینیوم-سیلیکون، سری آلومینیوم-مس، سری آلومینیوم-منیزیم و سری آلومینیوم-روی. برای این چهار سری، هر کشور دارای علائم کلاس آلیاژ و آلیاژ مربوطه است. چین روش علامت گذاری رقمی ZL+3 را اتخاذ می کند. رقم اول نشان دهنده سیستم آلیاژی است که در آن: 1 نشان دهنده سیستم آلیاژ آلومینیوم-سیلیکون، 2 نشان دهنده سیستم آلیاژ آلومینیوم-مس، 3 نشان دهنده سیستم آلیاژ آلومینیوم-منیزیم، 4 نشان دهنده سیستم آلیاژ آلومینیوم-روی و رقم دوم نشان دهنده سیستم آلیاژ آلومینیوم-روی است. نشان دهنده سیستم آلیاژ آلومینیوم-سیلیکون است. سه رقم نشان دهنده شماره سریال آلیاژ است. جدول برخی از آلیاژهای ریخته گری آلومینیوم معمولی در چین را نشان می دهد. با توجه به ویژگی های استفاده از آلیاژ، آنها را می توان به: آلیاژ آلومینیوم ریخته گری مقاوم در برابر حرارت، آلیاژ آلومینیوم ریخته گری مقاوم در برابر هوا، آلیاژ آلومینیوم ریخته گری مقاوم در برابر خوردگی و آلیاژ آلومینیوم ریخته گری قابل جوشکاری تقسیم کرد.

فناوری پالایش آلیاژهای آلومینیوم

پالایش آلیاژهای آلومینیوم عمدتاً شامل حذف گازها و اجزای غیرفلزی از مایع آلیاژی است. گاز موجود در آلیاژ آلومینیوم عمدتاً هیدروژن (بیش از 85٪) است و اجزاء عمدتاً اکسید آلومینیوم هستند. از آنجایی که حلالیت اشباع هیدروژن در آلیاژهای آلومینیوم مایع و جامد تقریباً بیست برابر متفاوت است، فرآیند انجماد آلیاژهای آلومینیوم برای رسوب هیدروژن آسان است و در نتیجه سوراخ‌هایی در قطعات ریخته‌گری ایجاد می‌شود. اجزاء و گازها با هم تعامل دارند. در آلومینیوم خالص صنعتی، اگر میزان هیدروژن در هر 100 گرم آلیاژ آلومینیوم مایع بیش از 0.1 میلی لیتر باشد، منافذ ظاهر می شود، در حالی که در آلومینیوم با خلوص بالا، هر 100 گرم آلیاژ آلومینیوم مایع حاوی هیدروژن است. . هنگامی که حجم به 0.4 میلی لیتر رسید، منافذ ظاهر می شوند. مشاهده می شود که گاز زدایی مستلزم حذف سرباره است و سرباره زدایی اساس گاز زدایی است.

عوامل پالایشی که معمولا برای آلیاژهای آلومینیوم استفاده می شود، نمک های هگزا کلرواتان یا کلر هستند. این عامل تصفیه دارای اثرات گاز زدایی و حذف سرباره بسیار خوبی است، اما برای حفاظت از محیط زیست مناسب نیست و به تدریج با عوامل تصفیه غیر سمی جایگزین می شود. محققین داخلی و خارجی دو نوع روش تصفیه موثر را توسعه داده اند که عبارتند از روش پروانه چرخشی (روش RID) و روش تزریق شار (روش FI). در روش پروانه چرخان (روش RID)، گاز بی اثر به مایع آلیاژی وارد می شود و حباب های بزرگ با چرخش پروانه به حباب های کوچکی با قطر حدود 0.5 میلی متر شکسته می شوند و به طور مساوی در بین آنها توزیع می شوند. مایع آلیاژی می تواند سرعت حذف را بهبود بخشد. اثر گاز؛ روش تزریق شار (روش FI) شامل استفاده از شار پودری است