دمای ذوب در آلومینیوم چقدر است؟

یکی از فراوان‌ترین فلزات در پوسته زمین، آلومینیوم است. کاربرد فلز آلومینیوم در آشپزی، صنایع و… دیده می‌شود. دمای ذوب در آلومینیوم در مقایسه با سایر فلزات مانند مس، برنج و آهن پایین‌تر است. از عوامل موثر بر نقطه ذوب آلومینیوم می‌توان به ترکیب آلیاژی آن اشاره کرد. آلومینیوم یکی از پرطرفدارترین فلزات در جهان است که در صنایع گوناگون گسترش یافته است.

آلومینیوم برای رسیدن به حالت خاص خود، باید فرایند پیچیده‌ای را طی کند. آلومینیوم با آلیاژهای مختلف ترکیب و محصولات مختلفی نیز تولید می‌شود. از عواملی که در رسیدن به آلومینیوم با درصد خلوص بالا تاثیر دارد، نقطه ذوب است. در این مقاله از مجموعه مقالات وب‌سایت نوردپارس، دمای ذوب شدن آلومینیوم را بررسی می‌کنیم.

دمای ذوب در آلومینیوم چیست؟

یکی از فلزات عالی که دارای خواص و کاربردهای مختلف در صنایع مختلف نیز است، فلز آلومینیوم است. یکی از روش‌های تولید و ساخت قطعات آلومینیومی، ریخته‌گری است. این روش باتوجه‌به دمای ذوب در آلومینیوم صورت می‌گیرد. این عنصر شیمیایی نسبت به سایر فلزات چگالی کمتری دارد و دمای ذوب آن حدود یک سوم فلز فولاد است. این فلز از نظر ظاهری به نقره شباهت زیادی دارد و به همان اندازه نیز براق است. دمای ذوب آلومینیوم خالص حدود 660 درجه سانتی‌گراد است که این دما باتوجه‌به خلوص و نحوه ذوب آلومینیوم تغییر می‌کند.

نقطه ذوب آلومینیوم یکی از عواملی است که باعث می‌شود آلومینیوم برای کاربردهای زیادی مناسب باشد. برای مثال آلومینیوم اکثرا در ساخت هواپیما و خودرو استفاده می‌شود؛ زیرا این فلز در برابر خوردگی مقاوم بوده و گزینه بسیار عالی برای این کاربرد است. از آلومینیوم در ساخت بسته‌بندی نیز استفاده می‌شود؛ زیرا شکل دادن به این فلز به راحتی صورت می‌گیرد. آلومینیوم قابل بازیافت است و در صنایع مختلف مانند صنعت قطعه سازی کاربرد دارد.

عملیات حرارتی آلومینیوم

به فرایند گرم و سرد کردن فلزات جامد برای دستیابی به خواص مکانیکی مطلوب، عملیات حرارتی گفته می‌شود. برای انجام عملیات حرارتی، دمای ذوب در آلومینیوم نیز اهمیت دارد. عملیات حرارتی با 3 هدف زیر انجام می‌شود:

• افزایش قابلیت شکل پذیری و نرم شدن آلیاژهای آلومینیوم
• حذف کردن تغییرات ایجاد شده موقع فرایند ماشین کاری، نورد کاری، جوشکاری و…
• بالا بردن استحکام و سختی آلیاژهای فلز آلومینیوم

عملیات حرارتی برای آلیاژهای معینی که می‌توان با آن استحکام و سختی را افزایش داد، به کار می‌رود. این آلیاژها عملیات حرارتی پذیر نام دارند. در مقابل آلیاژهایی وجود دارند که با سیکل‌های حرارتی و سرد کردن، امکان افزایش استحکام آن‌ها وجود ندارد. جهت مشخص کردن و ایجاد تمایز بین آلیاژهای قبلی، به آن‌ها عملیات حرارتی ناپذیر می‌گویند. روش مناسب برای استحکام این آلیاژها، انجام کار سرد است.

اهمیت دمای ذوب در آلومینیوم

دمای مورد نیاز برای ذوب آلومینیوم به عوامل گوناگونی مانند ترکیب آلیاژ، کاربرد صنعتی خاص و خواص مطلوب محصول نهایی بستگی دارد. بیشتر آلیاژهای آلومینیوم دمای ذوب حدود 600 درجه سانتی‌گراد تا 660 درجه سانتی‌گراد دارند. در این محدوده دمایی آلومینیوم از حالت جامد به حالت مذاب تبدیل می‌شود. در این دما فرایندهایی از جمله ریخته‌گری و ساخت انجام می‌شود.

دستیابی به دمای بهینه و حفظ آن جهت دستیابی به قطعات ریخته‌گری با کیفیت بالا و با حداقل نقص نیز بسیار مهم است. برای مثال در ریخته‌گری پیوسته آلومینیوم، دمای مورد نیاز باتوجه‌به روش‌های ریخته‌گری آلومینیوم و خواص محصول نهایی ممکن است متفاوت باشد. ریخته‌گری سرمایه گذاری، ریخته‌گری شن و ماسه و… هر کدام نقطه ذوب خاص خود را دارند.

عوامل موثر بر دمای ذوب در آلومینیوم

عوامل مختلفی بر دمای ذوب در آلومینیوم و آلیاژهای آن تاثیر می‌گذارند. شناخت و درک این عوامل برای دست یافتن به کنترل دمای دقیق و ثابت، بسیار ضروری است. در بین عوامل موثر بر دمای ذوب در آلومینیوم، ترکیب آلیاژ خاص عامل اصلی محسوب می‌شود. عناصر مختلفی که به آلومینیوم اضافه می‌شوند، می‌توانند نقطه ذوب آن را افزایش و یا کاهش دهند. برای مثال آلیاژ با فلز مس باعث افزایش نقطه ذوب آن می‌شود. آلیاژ با منیزیم نیز باعث کاهش دمای ذوب آلومینیوم می‌شود. عوامل دیگری که بر دمای ذوب فلز آلومینیوم تاثیر دارند شامل موارد زیر می‌شوند:

• ناخالصی‌ها مانند اکسیدها و یا سایر فلزات موجود در فلز آلومینیوم
• نرخ گرمایش و روش استفاده شده در طول فرایند ذوب
• جوی که ذوب آلومینیوم در آن صورت می‌‌گیرد

استفاده از جوی‌های محافظ مانند آرگون و یا نیتروژن که می‌تواند از اکسیداسیون جلوگیری کند. به حداقل رساندن میزان سطوح ناخالصی‌ها برای داشتن دمای ذوب ثابت اهمیت زیادی دارد.

کاربرد فلز آلومینیوم

فلز آلومینیوم از نظر کیفیت و ارزش، یکی از پرکاربردترین فلزها بعد از فلز آهن محسوب می‌شود. به عبارت دیگر فلز آلومینیوم یکی از پرکاربردترین و پر استفاده‌ترین آلیاژهای غیرآهنی است. این آلیاژ از اهمیت زیادی در بخش‌های مختلف صنعت برخوردار است. آلیاژهای تولید شده از آلومینیوم از ویژگی‌های مختلف و مفیدی برخوردار هستند. از مهم‌ترین کاربردهای آلیاژهای آلومینیوم، ساختن اجزای هواپیما است.

هنگامی که آلومینیوم را در خلاء تبخیر می‌کنند یک پوشش ایجاد می‌شود که هم گرمای تابشی و هم نور مرئی را انعکاس می‌دهد. این پوشش مانند پوشش‌های نقره خاصیت خود را از دست نخواهد داد. کاربردهای مهم آلومینیوم در صنایع مختلف عبارتند از:

• حمل و نقل
• ساخت و ساز
• بسته بندی
• سوخت موشک
• خطوط انتقال برق
• ساخت لوازم خانگی مانند وسیله‌های آشپزخانه
• ساخت انواع عایق‌های رطوبتی و ساختمان سازی

تجهیزات نظارت کنترل نقطه ذوب آلومینیوم

کنترل دقیق دمای ذوب فلز آلومینیوم به استفاده از ابزار و تجهیزات تخصصی نیاز دارد. برخی از تجهیزات پرکاربرد برای این کار شامل موارد زیر می‌شوند:

• کنترل کننده‌های دیجیتال دما: ابن کنترل کننده‌ها برای تنظیم کردن انرژی ورودی و حفظ کردن محدوده دمایی مدنظر، مورد استفاده قرار می‌گیرند. کنترل کننده‌های دیجیتال، کنترل دقیق دما را ارائه می‌دهند و برای پیروی از پروفایل‌های دمایی خاص می‌توانند برنامه ریزی شوند.
• ترموکوپل: سنسورهای دما که با استفاده از ولتاژ تولید شده از اتصال دو فلز گوناگون دما را اندازه می‌گیرند، ترموکوپل نام دارند. از ترموکوپل‌ها معمولا در کوره‌ها و سایر کاربردها با دمای بالا استفاده می‌شود.
• دوربین‌های حرارتی: دوربین‌های تصویر برداری که حرارتی هستند، تشعشعات ساطع شده از آلومینیوم مذاب را ضبط می‌کنند. این دوربین‌ها همچنین امکان تجسم در زمان واقعی توزیع دما را می‌توانند فراهم ‌کنند. درواقع دوربین‌های حرارتی دمای ذوب در آلومینیوم را تا حدودی ارائه می‌کنند.
• پیرومترهای مادون قرمز: این ابزار دما را طبق تابش حرارتی ساطع شده از آلومینیوم مذاب اندازه‌گیری می‌کند. پیورمترهای مادون قرمز، ابزارهای غیرتماسی هستند. پیرومترهای مادون قرمز همچنین خوانش دما را سریع و بدون لمس فیزیکی آلومینیوم مذاب ارائه می‌دهند.
• سیستم‌های همزن مکانیکی: برای همگن کردن آلومینیوم مذاب، اطمینان از توزیع دما به صورت یکنواخت و همچنین کاهش گرادیان دما از سیستم‌های همزن استفاده می‌شود.
• فراموش نکنید که باید ابزار و تجهیزاتی را انتخاب نمایید که برای نیازهای خاص ذوب کردن آلومینیوم مناسب باشد. نگهداری منظم از ابزارها برای کنترل دقیق دمای ذوب در آلومینیوم بسیار ضروری است.

اشتباهات رایج در دما یا نقطه ذوب آلومینیوم که باید از انجام آن‌ ها خودداری کرد

دست یافتن به کنترل دمای مطلوب در ذوب آلومینیوم می‌تواند با چالش‌های مختلفی همراه باشد. این مسیر برای کسانی که تازه وارد این فرایند شده‌اند نیز پرچالش‌تر خواهد بود. در این مسیر چند اشتباه رایج وجود دارد که لازم است از انجام آن‌ها پرهیز کنید.

اشتباه اول کنترل ضعیف نرخ گرمایش است. نرخ گرمایش نامناسب می‌تواند باعث ذوب نسبی، شوک حرارتی یا جداسازی شود. پیروی کردن از نرخ‌های گرمایش توصیه شده و پرهیز از تغییرات ناگهانی دما، می‌تواند روی یکپارچگی آلومینیوم مذاب تاثیر داشته باشد. محاسبه و اندازه گیری دقیق دما به همراه ترموکوپل‌ها و یا سنسورهای دما جهت حفظ محدوده دمایی مورد نظر بسیار اهمیت دارد. عدم کنترل دما در فرایند ذوب آلومینیوم ممکن است منجر به نتایج متناقض شود. غفلت از کنترل ناخالصی‌ها نیز می‌تواند روی رفتار ذوب و دمای ذوب در آلومینیوم تاثیر داشته باشد.

بررسی منظم می‌تواند ناخالصی‌ها را به حداقل برساند و به اطمینان از دمای ثابت ذوب نیز کمک کند. عدم تعمیر و عدم نگهداری مناسب کوره می‌تواند باعث ناهماهنگی دما و خراب شدن تجهیزات شود. بازرسی و بررسی منظم، تمیز کردن و کالیبراسیون سیستم کنترل دما برای داشتن عملکرد بهینه بسیار ضروی است.

بی‌توجهی به اقدامات ایمنی نیز یکی از اشتباهات رایج در دمای ذوب در آلومینیوم است. ذوب کردن آلومینیوم در دماهای بالا خطرات بالقوه دارد. بی‌توجهی به نکات ایمنی ازجمله نپوشیدن لباس محافظ، عدم استفاده از تهویه مناسب و عدم پیروی از حمل و نقل ایمن می‌تواند به تصادفات و جراحات منجر شود.

کاربرد ورق نازک آلومینیوم

اصلی‌ترین و مهم‌ترین کاربرد ورق نازک آلومینیوم، بسته‌بندی است. ورق‌های آلومینیوم به علت ویژگی‌های منحصربه‌فردی که دارند مانند استحکام، مقاومت در برابر خوردگی، سبکی، قابلیت بازیافت و… در صنعت بسته بندی بسیار پرکاربرد هستند. استفاده از ورق آلومینیوم نازک در تولید قوطی‌های کنسروها، نوشیدنی، بسته بندی مواد غذایی، دارویی و ظروف آشپزی نیز قابل مشاهده است. ورق‌های آلومینیوم به علت وزن پایین و استحکام بالا، ذخیره سازی مواد دارویی و غذایی را بسیار آسان می‌کنند.

ورق‌های آلومینیومی با داشتن ویژگی مقاومت در برابر خوردگی، باعث می‌شوند که مواد غذایی برای مدت زمان طولانی در این بسته بندی‌ها سالم بمانند. قیمت ورق آلومینیوم در ابعاد و ضخامت مختلف نیز متفاوت است. تفاوت قیمت بین ورق‌های آلومینیومی تنها شامل تفاوت ابعاد و ضخامت نمی‌شود؛ بلکه موارد زیادی بر هزینه ورق آلومینیوم نیز تاثیر می‌گذارند. دمای ذوب در آلومینیوم برای قطعات با ابعاد و ضخامت مختلف نیز متفاوت است. به صورت کلی کاربرد فلز آلومینیوم به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فردی که دارد، بسیار گسترده است.

جمع‌بندی

با آگاهی از دمای ذوب در آلومینیوم، این فلز پرکاربرد را می‌توان مذاب کرد. از آلومینیوم ذوب شده می‌توان برای ساخت محصولات مختلف استفاده کرد. برای تهیه قطعات آلومینیوم با ضخامت و ابعاد مختلف، دماهای مختلفی نیاز است. از عوامل موثر بر نقطه ذوب آلومینیوم می‌توان به ضخامت محصول مورد نظر و ترکیبات آلیاژ آن اشاره کرد. امروزه کاربرد فلز آلومینیوم در صنایع مختلفی دیده می‌شود.

شرکت نورد پارس یکی از تولیدکنندگان گرده‌های آلومینیوم با ورق نازک است. این شرکت از دو آلیاژ ویژه 1050 و 8011 آلومینیوم استفاده می‌کند و محصولات متنوعی را به بازار عرضه می‌کند. شرکت نوردپارس بیش از 4 دهه در صنعت نورد آلومینیوم فعالیت دارد. برای دریافت اطلاعات بیشتر به قسمت تماس با ما مراجعه کنید.