دمای ذوب آلومینیوم یا نقطه ذوب آلومینیوم چیست؟

معمولاً دمای ذوب آلومینیوم به عوامل مختلفی بستگی دارد؛ اما باید گفت که در نهایت یک مقدار واحد و مشخصی برای این امر تعیین می‌گردد. این فلز کاربردی خصوصیات و ویژگی‌های مهمی دارد که همگی در میزان اهمیت نقطه ذوب آلومینیوم تاثیرگذار هستند. فلز آلومینیوم در سال‌های اخیر مصارف بسیار زیادی داشته و به همین دلیل نیز صنعتگران بر خواص و ویژگی‌های مهم این فلز ارزشمند متمرکز شده‌اند. برای آشنایی بیشتر با عوامل موثر بر دما و نقطه ذوب آلومینیوم تا انتهای این مقاله از نورد پارس همراه ما باشید.

آلومینیوم چیست؟

قبل از آشنایی با دمای ذوب آلومینیوم بهتر است با فلز آلومینیوم، ورق آلومینیوم و خواص و ویژگی‌های این فلز ارزشمند آشنا شوید. به‌طورکلی می‌توان گفت که ورق آلومینیوم با پوشش پلی کرافت و… از تولیدات تشکیل شده از ورق آلومینیوم است. اصولاً امروزه آلومینیوم در صنایع مختلفی همچون ساختمان‌سازی، خودروسازی و… کاربرد زیادی دارد.  در واقع آلومینیوم عنصری شیمیایی است که با عدد اتمی 13 و نشان شیمیایی Al شناخته می‌شود. چگالی آلومینیوم کمتر از دیگر فلزات است.

این فلز به دلیل میل زیادی که به اکسیژن دارد در زمان قرار گرفتن در مجاورت هوا یک لایه اکسید محافظ بر روی سطح خود تشکیل می‌دهد. شایان‌ذکر است که اهمیت نقطه ذوب آلومینیوم بر عوامل بسیاری تأثیرگذار است. آلومینیوم از نظر ظاهری رنگ و توانایی بالایی دارد و به همین دلیل شباهت زیادی به نقره دارد. این عنصر نرم غیرمغناطیسی بوده و خاصیت شکل‌پذیری بسیار بالایی دارد و در حقیقت به همین دلیل از آن در صنایع مختلف استفاده می‌کنند.

دمای ذوب آلومینیوم

اهمیت نقطه ذوب آلومینیوم و آلیاژهایی مانند آن به نوع عنصر و مقدار آلیاژی که به آن اضافه شده است بستگی دارد. بهتر است بدانید که آلومینیوم با خلوص ۹۹/۹۹ درصد در فشار اتمسفر دارای نقطه ذوب ۶۶۰ درجه سانتی‌گراد است. این مقدار برای آلومینیوم با خلوص ۹۹/۵ درصد به ۶۳۵ درجه سانتی‌گراد می‌رسد. توجه داشته باشید که هر چه فشار افزایش پیدا کند دمای ذوب آلومینیوم نیز افزایش پیدا خواهد کرد؛ به‌طوری‌که در فشار ۵۰ نقطه ذوب آلومینیوم به ۹۸۰ درجه سانتی‌گراد می‌رسد.

معمولا اضافه نمودن بعضی از عناصر آلیاژی تحت شرایط خاص نقطه ذوب را برای برخی از مهم ترین آلیاژهای آلومینیوم تا ۵۰۰ درجه کاهش می‌دهد. اغلب از این خاصیت آلومینیوم در ساخت مبدل‌های حرارتی ویژه استفاده می‌شود. در این حالت پره‌های آلومینیومی از جنس آلیاژ ۳۱۰۳ و یا ۳۰۰۳ که با یک لایه آلیاژ آلومینیوم حاوی ۱۰ درصد سیلیسیم پوشیده شده‌اند پس از مونتاژ در یک کوره قرار داده می‌شوند.

لازم است بدانید که در این زمان نقطه ذوب پوشش آلومینیومی بالا رفته و به صورت موضعی ذوب می‌شود. باتوجه‌به این امر قطعات مناطق اتصال به یکدیگر لحیم می‌شوند و مبدل‎های حرارتی با این روش مونتاژ و ساخته می‌شوند.

عوامل موثر بر دمای ذوب آلومینیوم

همان‌طور که می‌دانید فرآیندهای تولید اغلب نیاز به حرارت دادن فلزات تا دمای ذوب خود دارند. در حقیقت ذوب، جوشکاری ذوبی و ریخته‌ گری آلومینیوم همگی نیازمند مایع بودن فلزات هستند تا انجام شوند. به طور معمول آلومینیوم و آلیاژهای آلومینیوم را می‌توان در صورت نیاز ذوب و دوباره ذوب کرد. در واقع این شامل ذوب برای ریخته‌گری شمش یا بیلت و همچنین برای فرآیندهای ساخت بعدی همچون نورد، اکسترود کردن، کشیدن، آهنگری و بازیافت است. همان‌طور که در بالا نیز اشاره شد اهمیت نقطه ذوب آلومینیوم به عوامل مختلفی بستگی دارد که در ادامه به آن‌ها اشاره شده است:

1. ترکیب آلیاژی

یکی از عوامل مؤثر بر دمای ذوب آلومینیوم ترکیب آلیاژی این فلز است. دمای ذوب کمی نسبت به ترکیب آلیاژ متغیر است. در زیر به محدوده ذوب برای چند آلیاژ رایج توسط ASM International اشاره شده است:

• ۱۱۰۰: ۱۱۹۰ – ۱۲۱۵ درجه فارنهایت
• ۲۰۲۴: ۹۳۵ – ۱۱۸۰ درجه فارنهایت
• ۳۰۰۳: ۱۱۹۰ – ۱۲۱۰ درجه فارنهایت
• ۵۰۵۲: ۱۱۲۵ -۱۲۰۰ درجه فارنهایت
• ۵۴۵۶: ۱۰۵۵-۱۱۸۰ درجه فارنهایت
• ۶۰۶۱: ۱۰۸۰ – ۱۲۰۵ درجه فارنهایت
• ۷۰۷۵: ۸۹۰ – ۱۱۷۵ درجه فارنهایت

2. ناخالصی های شیمیایی

یکی دیگر از عوامل مؤثر بر دمای ذوب آلومینیوم وجود ناخالصی‌های شیمیایی است. همان‌طور که قبلاً نیز اشاره شد آلومینیوم معمولی و آلیاژهای آن ناگزیر حاوی ناخالصی‌هایی هستند. در واقع ناخالصی را می‌توان به‌عنوان هر عنصر شیمیایی توصیف کرد که عمداً در ترکیب آلیاژ وارد نشده است.

بد نیست بدانید که ناخالصی‌های شیمیایی دمای نقطه ذوب را تغییر می‌دهند. در حقیقت به این حالت فرورفتگی نقطه ذوب می‌گویند. درصورتی‌که نقطه ذوب بیش از ۴۱ درجه فارنهایت تغییر کند دلیلی بر وجود ناخالصی است. لازم به ذکر است که ناخالصی‌ها می‌توانند در چندین نقطه مختلف در طول فرآیند ذوب ایجاد شوند که به برخی از آن‌ها اشاره شده است:

• آلودگی بار در حین ذوب و ریخته‌گری
• برهمکنش با پوشش فلزی
• انحلال عناصر تجهیزات ریخته‌گری و ابزار ریخته‌گری

دقت داشته باشید که ناخالصی‌ها ممکن است در طی ذوب مجدد ضایعات آلومینیوم در تولید ثانویه وارد شوند.

3. ترکیب مولکول ها

از دیگر عوامل مؤثر در اهمیت نقطه ذوب آلومینیوم ترکیب مولکول‌ها است. به‌عبارت‌دیگر باید گفت که مولکول‌های با پیوندهای قوی برای شکستن به انرژی بیشتری نیاز دارند. در واقع آلومینیوم دارای پیوندهای کووالانسی است که منجر به نقطه ذوب بالاتر می‌شود.

4. دمای ذوب آلومینیوم؛ نیروی جاذبه و فشار

نیروی جاذبه یکی دیگر از عوامل مؤثر در دمای ذوب آلومینیوم است. همان‌طور که می‌دانید آلومینیوم دارای پیوندهای قطبی قوی است که منجر به فراریت کم، نقطه ذوب و جوش بالا و چگالی بالا می‌شود.

همچنین اعمال فشار در طول فرآیند گرمایش می‌تواند نقاط ذوب را تغییر دهد. برای آلومینیوم فشارهای حدود ۳۵۰۰ گیگاپاسکال سبب گرمایش مجدد می‌شود. علاوه بر این، زمانی که نقطه ذوب در واقع شروع به کاهش بیش از یک فشار بحرانی خاص می‌کند این اتفاق خواهد افتاد.

دلیل اهمیت نقطه ذوب آلومینیوم

به‌طورکلی دمای ذوب فلزات همچون دمای ذوب آلومینیوم یکی از مهم‌ترین فاکتورها در طراحی، ساخت و دامنه کاربردی قطعات مختلف برای صنایع گوناگون هستند. برای مثال در صنعت ریخته گری محصول نهایی با ذوب فلز و ریختن آن فلز مایع در قالب‌هایی با شکل‌های مختلف ساخته می‌شود. فلذا می‌توان گفت که دمای ذوب آن فلزات یک فاکتور بسیار مهم در انتخاب انواع کوره ذوب فلزات و نیز ساختن قطعات به روش ریخته‌گری است.

علاوه بر این، دلیل دیگر اهمیت نقطه ذوب آلومینیوم این است که دمای ذوب فلزات و آلیاژها یک پارامتر مهم جهت اصلاحات فلزی، تولید آلیاژهای جدید و غیره در صنایع متالورژی است. همچنین می‌توان گفت که عملیات حرارتی فلزات و آلیاژهایی همچون آلومینیوم به اطلاعاتی در مورد دمای ذوب آن ماده نیاز دارد تا قطعات به هنگام حرارت‌دهی برای اصلاحات ریزساختاری یا سخت‌کاری ذوب نشوند. ضمن اینکه در کاربردهای دمای بالا باید از فلزات با نقطه ذوب بالا نیز استفاده شود. می‌توان گفت که انتخاب مواد به اطلاعات مربوط به دمای نقطه ذوب نیز نیاز دارد.

انواع کوره های مخصوص ایجاد دمای ذوب آلومینیوم

همان‌طور که می‌دانید از کوره‌های آلومینیومی برای ذوب کردن آلومینیوم و ریخته گری کنده‌های چوب استفاده می‌شود. در کل کوره‌ها ممکن است از فناوری‌های مختلفی برای ذوب مواد استفاده کنند؛ اما به طور معمول هر کوره‌ای می‌خواهد مصرف گرما و سوخت را به حداقل برساند. اصولاً کوره‌های کارآمد انرژی به کنترل شرایط ذوب کمک می‌کنند که موجب افزایش بازدهی فلز می‌شود. کوره‌های آلومینیومی با چاه باز طراحی می‌شوند. این طرح شامل مراحل فرآیند ریخته‌گری آلومینیوم است؛ زیرا هنگامی که آلومینیوم اولیه ذوب شد ضایعات از طریق این دهانه اضافه می‌شود.

لازم است بدانید که برای ایجاد دمای ذوب آلومینیوم از کوره‌های به خصوصی استفاده می‌کنند. به‌عبارت‌دیگر می‌توان گفت از کوره‌های مخصوصی استفاده می‌شود که چنین قابلیت‌هایی را داشته باشند و ذوب کردن این فلزات را ساده‌تر سازند. کوره‌های بازیافت و ذوب ضایعات در این میان از جایگاه مهمی برخوردار هستند.

همچنین در مرحله بعد می‌توان به کوره‌های مربوط به آلیاژسازی اشاره کرد که در آن‌ها به اهمیت نقطه ذوب آلومینیوم به‌خوبی توجه شده است. علاوه بر این، کوره‌های ریخته گری نیز در این میان از جایگاه مهمی برخوردار هستند. شایان‌ذکر است که هر یک از این کوره‌ها در مدل‌های اتاقکی و گهواره‌ای مورداستفاده قرار می‌گیرند.

جمع‌بندی

در این مقاله از نورد پارس در خصوص دمای ذوب آلومینیوم، دلیل اهمیت نقطه ذوب آلومینیوم، انواع کوره‌ها و… صحبت کردیم. بررسی ویژگی های مهم این فلزات و دمای ذوب آن‌ها به شما کمک می‌کنند که استفاده بهتری از این محصولات داشته باشید. همان‌طور که در بالا نیز اشاره شد مصارف آلومینیوم در عرصه‌های صنایع مختلف هر روز بیشتر می‌شود و به همین دلیل میزان تولید این متریال نیز روبه‌افزایش است.

به‌طورکلی هر یک از مدل‌های این محصولات در بخش‌های مختلفی از کشور ما خریدوفروش شده و در عرصه‌های صنعتی مختلف به کار برده می‌شوند. در این مقاله سعی کردیم به مهم‌ترین عوامل موثر بر دما و نقطه ذوب آلومینیوم اشاره کنیم؛ اما در صورت وجود هر گونه سؤال در این خصوص و کسب اطلاعات بیشتر در خصوص قیمت انواع ورق آلومینیوم می‌توانید از طریق تماس با ما با کارشناسان ما در شرکت نورد پارس در ارتباط باشید. فراموش نکنید که نورد پارس اولین و تنهاترین تولیدکننده گرده آلومینیوم در آلیاژ 8011 است.