شنبه , ۱۳ آذر ۱۳۹۵
دانلود رایگان نرم افزار آنالیز تصویر + فیلم آموزشی
آلیاژ آلومینیوم

آلیاژ آلومینیوم – مس

نام مقاله : آلیاژ آلومینیوم – مس

گردآوری : پگاه مصرزاده

دانشگاه فناوری های نوین قوچان

آلیاژ آلومینیوم – مس

تاریخچه آلومینیوم:
آلومینیوم در بیشتر فرآیندهاى استخراجى الکتریسیته نقش بسزایى دارد، مانند: فرآیند هال- هرول قرن ۱۹ که گام مؤثرى در استفاده از نیروى برق براى تولید فلز مى باشد. در انگلستان همفرى دیوى طى سالهاى ۱۸۰۸- ۱۸۱۳ براى استخراج این فلز(آلومینیوم) از ترکیبات آن کوشید ولى تنها آلیاژى از آلومنیوم، آهن به دست آورد. کوششهاى بعدى او در این مورد نیز نتیجه اى نبخشید. دیوى عنصرى راکه سعى مى کرد از اکسیدآلومینیوم(که درآن زمان هم آلومینا” نامیده مى شد) به دست آورد ، در سال ۱۸۲۵ فیزیکدان دانمارکى هانس کریستین اورستد روش دیگرى براى استخراج را آزمایش کرد، حبه هاى کوچکى از فلز را که احتمالأ حاوى آلومینیم ناخالص بود به دست آورد. اورستد را باید راهگشاى واقعى دستیابى به آلومینیوم محسوب کرد. فریدریش وهلر آلمانى با الهام از روش اورستد و به کارگیرى آن در تحقیقات بیشتر موفق شد تا به سال ۱۸۳۷ آلومینیوم را به صورت ورقه هاى نازک تولید کند. در همان سال او خواص شیمیایى این فلز را براى اولین بار گزارش کرد.وهلر به سال ۱۸۳۵و پس از اصلاح روش خود توانست مقادیر کمى آلومینیم را به صورت ذرات سوزنى شکل تولید کن که براى اولین بار از آنها براى تعیین خواص فیزیکى این فلز استفاده کرد. هانرى سن کلردوویل فرانسوى بر اساس نتایجى که وهلر به دست آورده بود موفق به حذف موانع بیشترى شد و روش دیگرى که از نظر فنى براى استخراج آلومینیوم عملى بود به دست آورد. اولین قطعه آلومینیم تولید شده به این روش، خلوصى بین ۹۶ تا ۹۷ درصد داشت و در سال ۱۸۵۵ در نمایشگاه بین المللى پاریس به نمایش گذاشته شد.
در آن زمان هنوز آلومینیم را به عنوان فلزى کمیاب، بسیار گران مى شناختند که نمى توانستند قیمتى براى آن تعیین کنند چون هنوز فقط چند کیلوگرم از آن را در دست داشتند. گفته مى شود که در قصر ناپلئون سوم فقط براى او، ملکه، میهمانان ویژه، اعضاى خاندان سلطنتى از ظروف آلومینیمى استفاده مى شد و براى سایر میهمانان از ظروف طلا استفاده مى کردند. در سال ۱۸۸۶ پل. هرولت فرانسوى، چارلز مارتین هال آمریکایى همزمان، مستقل از هم توانستند از طریق تجزیه الکترولیتى اکسید آلومینیم حل شده در مذاب کریولیت این فلز را تولید کنند. در آن زمان، تهیه انرژى الکتریکى لازم براى الکترولیز دیگر مشکلى نبود، زیرا در سال ۱۸۶۶ ورنرفون زیمنس آلمانى دینامکلى کشف شده توسط هرولت و هال عمل مى شود و بنابراین مى توان گفت سال۱۸۸۶، سال آغاز تولید صنعتى آلومینیم است. در آن زمان، قبل از این که بتوان عمل استخراج فلز را در مقیاس بزرگ آغاز کرد یک مشکل دیگر به وضوح به چشم مى خورد و آن تولید ماده اولیه یعنى اکسید آلومینیم از سنگ معدن بوکسیت در مقیاس زیاد بود. بایر اتریشى در سال۱۸۹۳ با حل کردن بوکسیت در سود سوزآور براى تهیه اکسید از بوکسیت فرآیندى مقرون به صرفه به دست آورد.
خواص فیزیکی آلومینیوم :
آلومینیوم دارای خواص بسیار گسترده ای است که مهمترین آن ها به قرار زیر است : آلومینیوم سبک است به طور یکه یک متر مربع از ورق آلومینمی به ضخامت یک ۷/۲ کیلو گرم وزن دارد وزن چنین وزن ورقی اگر از فولاد باشد ۸/۷ کیلوگرم و اگر از مس یاشد ۹/۸ کیلوگرم است در عین حال از ۲/۷ کیلو گرم می توان یک متر مربع ورق آلومینمی به ضخامت یک میلیمتر تولید کرد اما برای تولید ۳۴/۰ متر مربع ورق فولاد به ۷/۲ کیلو گرم فولاد و برای تهیه ۳۰/۰ متر مربع ورق مس به ۷/۲ کیلو گرم مس نیاز داریم سیک بودن آلومینیم سیی می شود با وجود بالا تر بودن قیمت یک کلیو گرم آن در مقایسه با آن فولاد و سایر فلزات سنگین رقیب مناسبی در مقابل آنها محسوب شود یکی دیگر از خواص بسیار گسترده آلومینیم محکم بودن آن است برخی از آلیاژهای آلومینمی استحکامی قابل مقایسه با استحکام فولاد های ساختمانی غیر آلیاژی دارند آلومینم هم مانند تمام فلزات دیگر هر چه خالصتر باشد استحکام کمتری دارد استحکام این فلز به روش های مختلف می توان تا ۵۴۰ یا بیشتر افزایش داد آلومینیم در مقابل خوردگی اتمسفری و در مقابل بسیاری از مواد شیمیایی مقاوم است آلومینمی را به آسانی می توان شکل داد وروی آن کار کدر می توان این فلز را نورد کرد چکش کاری کرد ، فشار کاری ( اکستروژن ) کرد، چین داد، شیار دار کرد، لبه داد، حک کرد،خم کرد ، برش داد ،کشش عمیق داد و برید همچنین می توان آلومینیم را اره کرد، مته زد ، تراش داد، سنگ زد، پرداخت و حتی به ضخامت ۰۰۴/۰ میلی متر نورد کرد. ریخته گری آلومینم همراه سیلیسیم منیزیم مس به عنوان عناصر آلیاژِ در قالبهای ماسه ای فلزی وتحت فشار (تزریقی)آسان است آلومینم را می توان از طریق کلید روش های معمولی جوشکاری و لحیم کاری چسب زدن یا پرچکاری به هم اتصال داد آلومینم از نظر حرارتی و هدایت الکتریکی هادی بسیار خوبی است.

آلیاژ آلومینیوم

مواد اولیه و منابع آلومینیوم:
آلومینیوم %۸ از پوسته زمین را تشکیل می دهد که مقدار زیادی است و فقط سیلیسیم با %۲۶٫۵ فراوانی ، از این عنصر پیشی میگیرد. (آهن %۵ ، منیزیم %۲ ، مس %۰٫۰۱ ، روی و قلع هر یک حدود %۰٫۰۴ فراوانی در پوسته زمین دارند ) آلومینیوم نیز مانند اغلب فلزات بصورت فلز آزاد در طبیعت موجود نیست و فقط بصورت ترکیبی در کانه (سنگ معدن ) یافت می شود. از کانه هایی برای استخراج استفاده می شود که حداکثر مقدار ممکن آلومینیوم، را داشته باشند. تنها سنگ معدنی که استخراج آلومینیوم از آن نسبتا براحتی صورت میپذیرد ، بوکسیت (نام مکانی بنام بوکس در فرانسه که برای اولین بار در آن یافت شد) نام دارد. که این کانه حاوی اکسید آلومینیوم (آلومینا) بوده و تعاریف متعددی برای آن شده است .
خواص شیمیایی آلومینیوم :
همان گونه که عناصر آلیاژی در چگونگی فعل و انفعالات شیمیایی و افزایش (تقلیل اکسیداسیون) مذاب مؤثر می‌باشد در میزان حلالیت گاز هیدروژن در مذاب نیزمؤثراند به طور مثال مس و سیلیسیم حلالیت هیدروژن را در Al تقلیل می‌دهند و Mg حلالیت را تشدید می‌کند. به طوری که آلیاژی با (Mg %10) ‌ دارای حلالیت تقریباً ۴ برابر آلومینیوم خالص است و ۵٪ مس و ۶٪ سیلسیم نیز قادرند حلالیت هیدروژن راتا ۳٪ کاهش دهند.
نکته: اکسید های موجود در Al (مذاب) آلومین، منیزیت واسپینل را داریم و بقیه اکسید ها از طریق مکانیکی وارد می‌شوند.
عناصر منگنز و مس مؤثرترین استکام دهنده تا حدود % ۵/۰ اتمی‌ ، روی در آلومینیوم حلالیت بالایی دارد اما اثر استحکام دهی آن ناچیز است.

آلیاژهای آلومینیوم:
بطور کلی آلیاژهای آلومینیوم را به صورت زیر تقسیم بندی می کنند:
۱) آلیاژهای ریخته گری:
معمولا با یک عدد مخصوص نظیر ۴۳ ، ۸۵ و… نشان داده می شوند.
۲) آلیاژهای عمل آمده:
با یک عدد چهار رقمی نامگذاری می شوند. نخستین رقم نوع یا گروه آلیاژ را مشخص می کند، ارقام بعدی معرف درصد عناصر آلیاژی می باشند .مانند:
گروهXXX1 :(حداقل %۹۹ آلومینیوم ) هادی الکتریکی ، صنایع غذایی، داروئی و ساختمانی.
گروه ۲XXX : (مس) صنایع هوائی، ابزار آلات و قطعات ماشین.
گروه ۳XXX: (منگنز) مقاوم به خوردگی، تراشکاری خوب ، خواص مکانیکی خوب.
گروه ۴XXX: (سیلیسیم) شکل پذیری، سیالیت خوب.
گروه :۵XXX(منیزیم) مقاوم به خوردگی، مقاوم به خستگی و جوش پذیری خوب.
گروه۶XXX: (منیزیم و سیلیسیم) صنایع هوائی، مقاوم به خوردگی، جوش پذیری و صنایع دریائی، لوله سازی.
گروه ۷XXX: (روی) مقاوم به خوردگی، استحکام بسیار بالا، صنایع هوائی.
گروه ۸XXX:(سرب) مقاوم به خوردگی در درجه حرارت بالا،خوش تراشی.
گروه ۹XXX:(سایر عناصر) بعضی از مصارف خاص.
– گاهی حرفی بدنبال اسم آلیاژ می آید و با یک خط فاصله از آن جدا می شود و مبین نوع عملیات حرارتی است که برای سخت کردن ، مقاوم کردن یا نرم کردن آلیاژ انجام می گیرد.
مثلا : ۲۰۲۴_O
O _ یک عمل باز پخت یا آنیلینگ را نشان می دهد. ( بطور مثال آلیاژ۲۰۲۴_O معرف آلیاژ ۲۰۲۴ در حالت آنیل کامل است)
مشخصات فیزیکی مس :
مس دارایساختارFCCبوده و تغیرات آلوتروپیک در آن وجود ندارد .در درجه حرارت ۱۰۸۳ درجه سانتیگراد ذوب شده و دانستیته در حدود ۸٫۹ گرم بر سانتی متر مکعب دارد.
مس دارای پارامتر شبکه ۳٫۶ آنگسترم بوده و دارای قطر اتمی ۲٫۵۵ آنگسترم می باشد همچنین دارای مشخصات ریخته گری به شرح زیر می باشد :
۱- دارای نقطه ذوب بالایی نسبت به آلیاژ های غیر آهنی می باشد
۲- دارای سیالیت کم
۳- اکسیداسیون بالا
۴- آلیاژ مس دارای دامنه انجماد طولانی و انجماد خمیری می باشد به خصوص در آلیاژ های برنج که این دامنه انجماد خیلی طولانی می شود.
مواد شارژی که برای ساخت آلیاژ های مس به کار می رود شبیه آلیاژ های آلومینیم می باشد که شامل :
۱- شمش های اولیه ۲-شمش های ثانویه ۳-قراضه ها ۴- برگشتی ها ۵- هاردنر ها
– قابل توجه است که مس قابلیت انحلال اکثر عناصر را دارد بنابراین ساخت آلیاژ های مس همراه عنصری نظیرNi,Si,Znامکان پذیر می باشد.

آلیاژ ساز ها و یا هاردنر ها ( آمیژن ها) :
این گروه از آلیاژ ساز ها هنگامی استفاده می شود که قرار باشد عناصری را با نقطه ذوب بالاتر یا نقطه ذوب پایین تر به مذاب اضافه کنیم به عنوان مثال اضافه کردن مس با نقطه ذوب ۱۰۸۰ درجه سانتیگراد به مذاب آلومینیم که این عمل باید به صورت آمیژن انجام شود. یا اضافه کردن روی با نقطه ذوب ۴۲۰ درجه سانتیگراد به مذاب آلومینیم که باید به صورت آمیژن انجام شود.
– آمیژن در این بخش به معنی عنصری است که با آلومینیم آلیاژ سازی شده است . مانند آمیژن مس .
– فلزاتی که دارای نقطه ذوب پایین هستند به علت فشار بخار زیاد در ریخته گری آلومینیم اگر به صورت خالص به مذاب اضافه شوند باعث پاشش مذاب می شوند.

انواع روش های تولید هاردنرها :
روش اول : در این روش ابتدا مذاب آلومینیم را تهیه نموده سپس فلز مورد نظر را به صورت قطعات ریز و کوچک در داخل فویل های آلومینیمی قرار می دهیم و آرام و آرام به مذاب آلومینیم اضافه می کنیم.
روش دوم : آلومینیم و فلز مورد نظر را به صورت جداگانه ذوب کرده و سپس فلز با نقطه ذوب بالا را به صورت باریکه مذاب به مذاب آلومینیوم اضافه کرده و هم میزنیم. اما روش دیگر ساخت آمیژن به این صورت می باشد که مس را ذوب کرده سپس Al را به مرور به مذاب اضافه می کنند که پس از هر بار اضافه کردنAlدرجه حرارت راکاهش داده تا ازتلفات Alجلوگیری شود . بهترین نوع کوره ها در ذوب Cu کوره های القایی می باشد .
آمیژن (Al-Cu) :
۱- روش تهیه این نوع آمیژن به این صورت می باشد که در صورت وجود دو کوره Alو Cu را به طور جداگانه ذوب نموده سپس مس را به شکل بارکه مذاب به Al اضافه می کنند.
۲- اما روش دوم ساخت آمیژن به این صورت می باشد که مس را ذوب کرده سپس Al را به مرور به مذاب اضافه می کنند که پس از هر بار اضافه کردن Al درجه حرارت را کاهش داده تا از تلفات Alجلوگیری شود.
۳- آمیژن سه گانهCu,Al,Ni: برای تهیه این هاردنر به علت آنکه اضافه کردن Niبه مس هیچ گونه مشکلی ندارد ابتدا هاردنرCu.Niرا ایجاد کرده و سپس Al را به مرور به مذاب اضافه می کنند .
پس از آماده سازی مواد شارژ و پیش گرم کردن قراضه ها با توجه به نقطه ذوب فشار بخار و درجه حرارت تصفیه عناصر آلیاژی به مذاب اضافه می شود. بهترین نوع کوره ها در ذوب Cu کوره های القایی می باشد اما از کوره های و روبربرگ نیز استفاده می شود.

آلیاژ آلومینیوم- مس(Al-Cu):
در سیستم Al-Cu محلول جامد نهایی غنی از Al با ترکیب بین فلزی A با فرمول CuAl2 در تعادل است و گرچه مقداری هم حلالیت در جامد وجود دارد. افزودن منیزیم به این سیستم، امکان تشکیل ترکیبات بین فلزی دیگر را فراهم می‌کند یا آلیاژی موردنظر از نوع پر آلومینیوم است.

بنابراین فازهای در تعادل با در نظر است. برای رسوب سخت‌کردن این آلیاژ اولین مرحله در عملیات گرمایی متعادل کردن آلیاژ در منطقه آلیاژ است. یعنی عملیات گرمایی محلولی روی آلیاژ برای همگن کردن ساختار آلیاژ باید آنرا به صورت کافی (در حدود چند ساعت ۵-۴) در دمای ۵۰۰ تا ۵۷۰ درجه گرما داده و ساختار ریختگی و حل کردن ذرات فاز دوم ممکن است تا ۱۰۰ ساعت زمان لازم داشته باشد. پس از انجام عملیات گرمایی محلول آلیاژ، باید با آهنگ کافی برای جلوگیری از رسوب‌گذاری تا ۲۰ درجه سرد شود.
این آلیاژ در درجه حرارت ۵۴۸ درجه سانتیگراد ( یوتکتیک ) دارای حد حلالیتی برابر ۵٫۷ % می باشد که در درجه حرارت محیط به ۰٫۵% کاهش پیدا می کند . حد حلالیت بالای آن برابر ۹۴٫۳% آلومینیم که در درجه حرارت محیط به ۹۹٫۵ % آلومینیم افزایش می یابد . این آلیاژ دارای قابلیت پیر سازی بوده و بر اثر پیر سازی این آلیاژ فاز تتا (Cu-Al2O3)باعث می شود که نمودار این آلیاژ به نمودار نوع سوم تغییر یابد و با توجه به این که فاز تتا فازی سخت و شکننده می باشد باعث افزایش استحکام قطعه می شود.
اغلب آلیاژ های آلومینیم-مس کمتر از ۱۰ درصد مس دارند و عموما آلیاژ های صنعتی آن دارای ۵ الی ۲ درصد مس می باشند مرغوبترین گروه این آلیاژ ها آلیاژ دورالومین می باشد . که دارای ۳٫۴ تا ۴٫۵ درصد مس و ۱ تا ۱٫۵ درصد منیزیم و ۰٫۶ درصد نیز سیلیسیم می باشد این آلیاژ قابلیت انجام عملیات پیر سازی را داشته و برای انجام این عملیات ابتدا نیاز به محلول سازی در درجه حرارت ۴۲۰ درجه سانتی گراد به مدت ۸ ساعت دارد . و پس از انجام عملیات باید به سرعت در آب سرد شود که مدت زمان کوئینچ بین ۳ تا ۴ ثانیه می باشد . که بعد از سرد کردن این آلیاژ ،آلیاژ محلول سازی شده ی آن به دست می آید که پس از آن عملیات پیر سازی در درجه حرارت ۱۸۰ درجه سانتی گراد به مدت ۵ ساعت انجام می شود که معمولا در کوره و یا هوا به صورت آهسته سرد می شود . نکته قابل توجه در این عملیات این می باشد که اگر مدت عملیات پیر سازی از ۵ ساعت بیشتر شود به آن فرآیند فرا پیر سازی اطلاق می شود که این امر باعث کاهش سختی قطعه می شود.
معمولا فرآیند پیرسازی برای آن گروه از آلیاژهای آلومینیوم مس که بیشتر از ۲% مس دارند انجام می شود.

مشخصات کلی آلومینیوم و آلیاژهای آن :
خصوصیات انواع مختلف آلیاژهای ریختگی آلومینیوم، براساس عنصر آلیاژی اصلی طبقه‌بندی می‌شوند. به عنوان مثال Al-Mg-Al و غیره. هر کدام از آلیاژها بوسیله‌ی ترکیب شیمیایی اصلی آنها مشخص می‌گردند. اگرچه آلیاژهای ریختگی در دسترس، بسیار متفاوت می‌باشند، تعداد آلیاژهایی که در حجم زیاد مورد استفاده قرار می‌گیرند، بسیار اندک هستند. انتخاب آلیاژها برای قطعات ریختگی که بوسیله‌ی فرآیندهای مختلف ریخته‌گری تولید می‌شوند، در وحله‌ی اول به ترکیب آلیاژ که به نوبه‌ی خود کنترل کننده‌ی مشخصات آلیاژ، از قبیل دامنه‌ی انجماد، سیالیت و غیره می‌باشد، قطعات ریخته‌گری شده در ماسه کمترین محدودیت را در رابطه با انتخاب آلیاژ ایجاد کرده و به طور معمول در موردآلیاژها بکار می‌رود.
در مورد آلیاژهای مورد استفاده در ریخته‌گری تحت فشار مسأله‌ی اصلی دماگداز پایین آلیاژ می‌باشد که باعث افزایش سرعت تولید و کاهش سائیدگی قالب می‌گردد.
گروههای مختلف آلیاژهای آلومینیوم را می‌توان برحسب ترتیب کاهش قابلیت ریخته‌گری بصورت ××۷، ××۴، ××۵، ××۲ و ××۷ طبقه‌بندی نمود. مقاومت به خوردگی این آلیاژها نیز تابع ترکیب شیمیایی بوده و آلیاژهای عاری از مس معمولاً مقاومت برخوردگی بیشتری نسبت به آلیاژهای حاوی مس دارند. آلیاژهای سری ××۸ که عنصر آلیاژی آن قلع می‌باشد، برای یاتاقان‌ها استفاده می‌شوند.

مشخصات کلی آلیاژ Al-Cu:
آلیاژهایی که عنصر اصلی آلیاژی آنها مس می‌باشد، اگرچه امروزه بسیاری از آنها متروک شده‌اند، ولی جزء اولین آلیاژهای ریختگی آلومینیوم هستند که بطور گسترده مورد استفاده قرار گرفته‌اند. اغلب آلیاژهایی که اکنون کاربرد دارند، علاوه بر مس، حاوی عناصر دیگر آلیاژی نیز هستند. این گروه از آلیاژهای ریخته‌گری، آلومینیوم در معرض بعضی از مسائل ریخته‌گری از قبیل ترک گرم و مشکلات تغذیه‌گذاری قرار دارند. این آلیاژها از قابلیت عملیات حرارتی رسوب سختی بالایی برخوردار هستند.
آلیاژهایی با ترکیب شیمیایی مختلف در این گروه که خواص مطلوب در دماهای بالا را تأمین می‌کند، تولید می‌گردند. هر کدام از آنها آلیاژهای این گروه از طریق تلفیق مکانیزم رسوب سختی و سخت‌گردانی انتشاری بوسیله‌ی ترکیبات بین فلزی، مستحکم شده و سختی و استحکام آنها تا دمای C‎ْ۲۵۰پایدار می‌ماند. اخیراً آلیاژ Al-Cu- Ag- Mg که قابلیت رسوب سختی بالایی را دارا است، تولید گردیده است.

ریخته گری آلیاژ های آلومینیم مس :
مس به دلیل نقطه ذوب بالا نسبت به آلومینیم (۱۰۸۳) درجه به صورت خالص به آلیاژ آلومینیم اضافه نمی شود . و عمدتا از امیژن های ۵۰-۵۰ یا آمیژن های ۳۳-۶۷ آلومینیم –مس استفاده میشود.
برای ساخت آمیژن ها ابتدا مس را ذوب کرده و به حداقل فوق ذوب آن می رساند سپس قطعات آلومینیم را به دفعات ۴ تا ۵ مرتبه به مذاب مس اضافه می کنند جهت اضافه کردن آمیژن به مذاب آلومینیم پس از محاسبه مقدار آمیژن مصرفی فوق ذوب الومینیم را تا ۳۰ درجه افزایش داده سپس آمیژن را به نسبت مورد نیاز به مذاب اضافه می کنیم باید توجه داشت که کلیه عملیات کیفی مذاب بعد از افزایش مس انجام می شود و فقط فلاکس های پوششی می توان قبل از افزایش آمیژن مس همراه با مواد شارژ به بوته اضافه کرد.
شرایط ریخته گری آلیاژ های آلومینیم و آلومینیم مس :
این آلیاژ در دارای خواص مکانیکی بالایی می باشد عمدتا در قالب های ماسه ای و ریخته گری قابلیت ریخته گری داشته و عموما قابلیت ریخته گری تحت فشار را ندارد که این امر به علت سرعت انجماد بالا در ریخته گری تحت فشار می باشد اما بعد از عملیات ریخته گری تحت عملیات حرارتی قرار می گیرد که در درجه حرارت ۵۳۰ درجه سانتی گراد خواص این آلیاژ افزایش می یابد. شرایط ریخته گری این آلیاژ :
۱- تمیز بودن مواد شارژ نسبت به اکسید ها و مواد اکسیدی
۲- عدم استفاده بیش از ۵۰ درصد از مواد قراضه در شارژ
۳- جلوگیری از تماس محصولات احتراق با شارژ
۴- درجه حرارت مذاب کمتر از ۷۵۰ درجه سانتیگراد
۵- استفاده از مواد دگازور و فلاکس های پوششی
۶- جلوگیری از تماس مستقیم ابزار ها و ادوات آهنی با مذاب
روش های قالب گیری آلیاژ های آلومینیم و آلومینیم مس :
آلیاژ آلومینیم به دو روش موقت و دائم قالب گیری و ریخته گری می شود
۱- روش موقت : که شامل روش ماسه ای تر –ماسه هایخشک –CO2 و پوسته ای می شود .
الف: ماسه ای خشک چسب مورد استفاده در این روش خاک رس می باشد که به علت دیرگدازی پایین آلومینیم در ریخته گری این آلیاژ استفاده می شود در این مخلوط رطوبت ماسه کمتر از ۵ درصد بوده و در معدود مواردی نیز از بنتونیت به عنوان چسب در مخلوط ماسه استفاده می کنند همچنین با استفاده از مواد سلولزی (آرد و حبوبات و خاک اره ) می توان نفوذ پذیری ماسه را افزایش داد که این امر به علت قابلیت جذب گاز آلومینیم از اهمیت بیشتری برخوردار است .
ب: روش پوسته ای دراین روش مخلوط مورد نظر را با رزین های حرارتی مخلوط می کنند سپس این ذرات در یک مدل فلزی قرار گرفته ودر معرض حرارت قرار می گیرند .در اثر حرارت مخلوط خودگیر و سفت می شود . و دور تا دور مدل فلزی فرم پوسته قرار می گیرد . سپس فرم پوسته ای را در داخل محفظه قالب گذاشته و با استفاده از ماسه پشت بند آن را ثابت می کنند و عملیات ریخته گری را انجام می دهند .
۲- روش دائم : که شامل روش های تزریق و رژه می شود .
الف:تزریق : این روش که خود به دو روش تزریق کم فشار و تزریق پرفشار (دایکست ) تقسیم می شود.
– معمولا برای ریخته گری آلومینیم از ماشین های محفظه سرد استفاده می شود.

ویژگی های آلومینیوم و آلیاژ های آلومینیوم مسدر ریخته گری :
برای طراحی سیستم راهگاهی باید ابتدا ویژگی های ریخته گری آلومینیم را بدانیم کهاین ویژگی ها را می توان به شش دسته تقسیم بندی کرد :
۱- آلومینیم و آلیاژ های آلومینیم مس al-cu تمایل به اکسیداسیون شدید دارند
۲- آلومینیم و آلیاژ های آلومینیم مس al-cu به تلاطم شدید و انحلال گاز شدید دارند
۳- آلومینیم و آلومینیم مس al-cu خاصیت شدید جذب گاز هیدروژن دارند
۴- این آلیاژ دارای دامنه انجماد طولانی بوده بخصوص در آلیاژ های آلومینیم مس که دامنه انجماد طولانی تری دارند و همچنین آلیاژ های آلومینیم سیلیسیم که کمترین دامنه انجماد را دارند .
۴- آلومینیم و آلیاژ های آلومینیم مس al-cu دارای انقباض حجمی زیادی می باشند
۵- آلومینیم و آلیاژ های آلومینیم مس al-cu دارای انقباض پراکنده و هدایت حرارتی بالایی می باشند
به دلیل ویژگی های فوق سیستم های راهگاهی مورد استفاده در آلیاژ های آلومینیم مس al-cu غیر فشاری منظور می شوند و مهمترین نسبت های سیستم های راهگاهی دراین آلیاژ ۱:۲:۲ و ۱:۴:۴ و ۱:۶:۶ استفاده می شود نکته قابل توجه در این اعداد این می باشد که اولین عدد از سمت چپ نسبت راهگاه باریز دومین عدد از سمت چپ نسبت مجموع کانال های اصلی و سومین عدد از سمت چپ نسبت مجموع کانال های فرعی می باشد که هر چه دامنه انجماد بالاتر باشد اعداد سمت راست نیز بیشتر می شوند.
تاثیرعناصر آلیاژی :
از آنجائی که عناصر در این آلیاژ تاثیرات بسزائی دارند تاثیر بعضی از آنها را در اینجا بیان می کنیم.
سیلیسیم:
سیلیسیم باعث افزایش سیالیت آلیاژ می شود و نیز خواص ماشینکاری را افزایش می دهد. ولی تاثیری در مقاومت خوردگی آلیاژ ندارد .
نقره:
از نقره در آلیاژهای آلومینیوم – مس برای بهبود عملیات رسوب سختی و نیز افزایش مقاومت خوردگی و تنشی در این آلیاژ به میزان %۰٫۰۵ تا%۱ استفاده می شود.
کادمیوم :
این عنصر باعث افزایش سرعت پیرسختی و افزایش مقاومت خوردگی آلیاژ می شود.
منیزیوم، منگنز:
این دو عنصر علاوه بر تاثیری که بر افزایش راندمان رسوب سختی دارند باعث کاهش شکل پذیری و نیز کاهش داکتیلیته می شوند و حداکثر تا %۱ به آلیاژ افزوده می گردند.
نیکل:
باعث افزایش سختی و استحکام دمای بالا و نیز کاهش ضریب انبساط می شود

قلع:
قلع تا %۰٫۰۵ باعث افزایش پیر سختی مصنوعی در آلیاژ می شود و نیز استحکام و مقاومت به خوردگی را بهبود می بخشد. ولی باید توجه کرد که مقدار زیاد این عنصر باعث افزایش حساسیت آلیاژ به ترک گرم می شود.

منابع :

• http://edris.mihanblog.com/post/tag/
• http://sciencemetallurgy.blogfa.com/post/2
• http://8pic.ir/images/8iiyjyqogayyf66hqa.pdf
• http://www.daneshju.ir/forum/f912/t109596.html
• http://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%A2%D9%84%DB%8C%D8%A7%DA%98%D9%87%D8%A7%DB%8C_%D8%A2%D9%84%D9%88%D9%85%DB%8C%D9%86%DB%8C%D9%88%D9%85
• http://m1e2h3r4.blogfa.com/post-62.aspx

درخواست انجام پروژه آنالیز تصویر

همچنین ببینید

152647

تشکیل فریت فوق ظریف (UFF) درفولاد فریتی – پرلیتی با کارسرد و آنیل

با توجه به استفاده گسترده فولادهای فریتی – پرلیتی درکاربردهای صنعتی بهینه سازی خواص آنها …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.