ریخته گری آلومینیوم: هر آنچه باید بدانید!
ساده‌ترین و مهم‌ترین روش برای تولید محصول نهایی از جنس آلومینیوم ریخته گری آلومینیوم است. به دلیل کاربرد زیاد آلومینیوم در صنایع مختلف و ازجمله صنعت قطعه سازی، میزان مصرف این فلز در چند سال اخیر رشد زیادی داشته است. تولید قطعاتی با خواص متالورژیکی بهتر و تکرارپذیری در تولید قطعات دقیق با سطوح یکنواخت و صاف برخی از مزایای Aluminum Casting هستند.
دوام آلومینیوم ریخته گری بالا بوده؛ ولی در مقایسه با استحکام کششی خام فولاد دوام کمتری دارد. در این مقاله از گروه صنعتی نورد پارس هرآنچه درباره ریخته گری آلومینیوم باید بدانید را بررسی می‌کنیم.
آلیاژ آلومینیوم و ویژگی های آن
آلومینیوم یکی از مهم‌ترین فلزات در صنایع مختلف است و آلیاژ آلومینیوم از مهم‌ترین و پرکاربردترین آلیاژها بعد از فولاد و آهن در رده سوم قرار دارد. خواص منحصربه‌فرد آلومینیوم مانند مقاومت بالا، وزن سبک، قابلیت چکش‌خواری و انعطاف‌پذیری موجب محبوبیت بالای آلومینیوم در صنعت شده است.
علاوه بر این، آلومینیوم در برابر خوردگی و عوامل جوی مقاومت بالایی دارد. در صنعت قطعه سازی آلیاژهای آلومینیوم از مهم‌ترین گزینه‌های انتخابی توسط صنعتگران هستند. قطعاتی که از ریخته گری آلومینیوم حاصل می‌شوند دارای ابعاد و اندازه‌های متناسب با ابعاد نمونه‌های اولیه هستند. علاوه بر این، با وجود سبک بودن آلیاژ، دوام آلومینیوم ریخته گری بالا بوده و از نظر ظاهری نیز زیبا هستند. قیمت مناسب و بالابودن کیفیت از دیگر ویژگی‌ها و مزایای Aluminum Casting هستند.
ریخته گری آلومینیوم چیست؟
فرایند شکل‌دهی فلز آلومینیوم برای ایجاد قطعات پیچیده ریخته گری آلومینیوم یا دایکست نام دارد. در این فرایند ورق آلومینیوم در حالت دوگانه ذوب و انجماد قرار می‌گیرد و داخل قالب ریخته شده و بعدازاین مرحله بر اساس یک زمان‌بندی مشخص منجمد می‌شود. بسیاری از ویژگی‌های مکانیکی و شیمیایی آلومینیوم در زمان فرایند ریختهگری شکل می‌گیرد. علاوه بر این، مواردی مانند انقباض، انجماد و تخلخل گاز نیز در این مرحله رخ می‌دهد که باید با استفاده از کنترل پارامترهای مختلف مانع شکل‌گیری آن‌ها شد.
انواع ریختهگری آلومینیوم
در فرایند ریختهگری ابتدا آلیاژ و فلزات را ذوب کرده و آن را به قالب تزریق می‌کنند. در مرحله بعدی با سردکردن مذاب قطعات صنعتی مختلف ساخته می‌شود. در ریخته گری آلومینیوم نیز فلز آلومینیوم و آلیاژهای آن تحت حرارت مشخص ذوب می‌شوند. بعد از آن فلز مذاب در قالب‌ها ریخته شده تا شکل قالب را به خود بگیرد. با سردشدن و حذف قالب، قطعه نهایی آلومینیوم تولید می‌شود. انواع ریختهگری آلومینیوم عبارت‌اند از:
1. ریخته گری دایکست
یکی از اولین انواع ریخته گری آلومینیوم، ریختهگری تحت فشار یا ریخته گری دایکست است که روشی پرکاربرد در ساخت قطعات ریختهگری آلومینیوم محسوب می‌شود. با استفاده از این روش ریختهگری امکان ساخت قطعات پیچیده وجود دارد. در روش دایکست مواد مذاب ازطریق فشار بالا به درون قالب تزریق شده و بعد از آنکه فرم قالب را به خود گرفتند منجمد شده و قطعه موردنظر تولید می‌شود.
دوام آلومینیوم ریخته گری به روش دایکست بیشتر از دوام روش ماسهای است. تولید قطعات نازک با طول زیاد یکی از مزایای Aluminum Casting به روش ریختهگری دایکست است. علاوه بر این توانایی تولید اشکال بسیار پیچیده که ازطریق ماشین‌کاری و اکستروژن حاصل نمی‌شود از دیگر مزایای ریختهگری دایکست است.
2. ریخته گری ماسه ای
روش دیگری که از آن برای ریخته گری آلومینیوم استفاده می‌شود ریختهگری ماسهای است. تجهیزات استفاده شده در این روش ارزان‌تر از روشهای دیگر ریختهگری بوده و می‌توان با هزینه‌ای مناسب قطعات موردنیاز را تولید کرد. مقرون‌به‌صرفه بودن، دقت بالا و تکرارپذیری، ساخت قطعات پیچیده و تولید سریع از مزایای ریختهگری آلومینیوم به روش ماسهای است.
3. ریخته گری پیوسته
یکی دیگر از انواع ریختهگری آلومینیوم، ریخته گری پیوسته است که در این فرایند آلومینیوم ذوب‌شده در قالبی ریخته می‌شود که به‌وسیله آب خنک می‌شود. آب به فلزمذاب اجازه می‌دهد تا به طور پیوسته خنک و جامد شود. با این روش ریختهگری میله‌های آلومینیومی، اسلب‌ها و بیلت‌هایی با بهترین کیفیت تولید شده و به مراحل بعدی پردازش نیاز نیست. ازطریق فرایند ریخته گری پیوسته آلومینیوم سرعت خنک‌سازی فلز تحت کنترل بوده که منجر به تولید ریزساختار تصفیه‌شده و بهبود خواص مکانیکی می‌شود.
4. ریخته گری دقیق آلومینیوم
برای ساخت قطعات صنعتی آلومینیومی روش ریختهگری دقیق کاربرد زیادی دارد. این روش که با نام روش مومی هم نامیده می‌شود دقت بالایی داشته و برای ساخت قطعاتی با جزئیات پیچیده و دقیق بسیار مناسب است. مزایای Aluminum Casting به روش ریختهگری دقیق عبارت‌اند از:
- امکان تکرارپذیری
- حذف خط جدایش محصول
- امکان استفاده برای آلیاژهای مختلف آلومینیوم
- تولید قطعاتی با سطح یکنواخت، صاف و دقیق
5. ریخته گری ریژه ای
روش دیگر ریخته گری آلومینیوم روش ریختهگری با قالب ریژه یا قالب ثقلی است. در این روش ریختهگری ابتدا ضخامت پوشش قالب دقیقاً مشخص می‌شود. با این کار قسمت‌هایی که باید دیرتر منجمد شوند دارای ضخامت پوششی بیشتری خواهند بود. برای این روش، قبل از شروع فرایند قالب تا دمای 300 درجه سانتی‌گراد گرم می‌شود. در روش ریژهای فلز مذاب ریخته شده در قالب تحت فشار قرار می‌گیرد و از نیروی قالب گریزازمرکز برای تولید قطعات آلومینیومی استفاده می‌شود.
علاوه بر روشهای ریختهگری آلومینیوم که معرفی شدند انواع ریختهگری بر اساس نوع قالب‌ها نیز مشخص می‌شوند. قالب‌های به‌کاررفته برای ریختهگری شامل قالب‌های موقت و قالب‌های دائمی هستند.
مراحل مختلف ریخته گری آلومینیوم
در صنعت قطعه سازی، ریخته گری آلومینیوم یکی از روشهای مهم برای تولید محصولات آلومینیومی است. این روش مهم‌ترین و درعین‌حال ساده‌ترین روش برای تبدیل آلومینا به آلومینیوم است. به دلیل آنکه آلومینیوم خالص استحکام بالایی ندارد آن را با فلزات دیگر ترکیب می‌کنند تا آلیاژی مستحکم تولید شود. دوام آلومینیوم ریخته گری بسیار بیشتر از آلومینیوم خالص است. در ادامه به مراحل ریختهگری آلومینیوم می‌پردازیم:
1. طراحی و ساخت قالب
در اولین مرحله از ریخته گری آلومینیوم متخصصان قالب مناسب را با دقت طراحی کرده و مدل قطعه با الگویی مدل‌سازی می‌شود. مدل ساخته‌شده ملاک ساخت قالب است. طراحی قالب مناسب یکی از عوامل اثرگذار بر کیفیت نهایی محصول است.
2. انتخاب فلز و آلیاژ
فلز و آلیاژ مناسب آن بر اساس مختصات قطعه و نیازهای فنی انتخاب می‌شود. باید تمام فاکتورها یعنی طراحی، هزینه، ویژگی‌های مکانیکی و سرعت تولید به‌صورت دقیق و جداگانه بررسی شوند.
3. ریخته گری مذاب درون قطعه
در این مرحله از ریخته گری آلومینیوم فلز به دمای ذوب رسانده شده و ریختهگری داخل قالب شروع می‌شود. باید گازهای متصاعد شده از فلز مذاب کاملاً خارج شوند تا از مزایای Aluminum Casting بهره برد. علاوه بر این، رعایت تمام موارد امنیتی در زمان اجرای عملیات ریختهگری و ذوب الزامی است.
4. ترمیم
بعد از پایان فرایند ریختهگری نوبت به مرحله ترمیم می‌رسد. به‌کارگیری روش‌هایی مانند سنگ‌زنی، شات بلاست و پیرایش قطعه مربوط به مرحله ترمیم است. افزایش دوام آلومینیوم ریخته گری و بهبود و فراوری سطح قطعه از اهداف این مرحله است.
5. کنترل کیفیت
بعد از پایان مرحله ترمیم در ریخته گری آلومینیوم قطعه تولیدشده تحت کنترل کیفی قرار می‌گیرد. در این مرحله ابعاد قطعه و خواص مکانیکی آن بررسی می‌شود. مرحله کنترل کیفی به این منظور انجام می‌شود که مطمئن شویم هیچ‌گونه ناهمواری یا خلل و فرجی در ساختار قطعه وجود ندارد.
6. تمیزکاری و پس آبزنی
بعد از گذراندن تمام مراحل بالا و برای رسیدن به مزایای Aluminum Casting قطعه تولید شده باید تمیزکاری شود. با استفاده از پس آبزنی تمام اثرات باقی‌مانده از فرایندهای قبلی حذف می‌شوند. با طی‌کردن دقیق تمام مراحل، فرایند ریختهگری به پایان رسیده و قطعه به‌دست‌آمده دارای بهترین کیفیت و ویژگی‌های دقیقی است که از آن انتظار می‌رود.
مزایای Aluminum Casting
یکی از فرایندهای مهم در صنعت، ریخته گری آلومینیوم است که قطعاتی باکیفیت و دقت بالا تولید می‌شود. فرایند ریختهگری آلومینیوم به روشهای مختلفی انجام می‌شود و انتخاب هر روش به فاکتورهای مختلفی مانند اندازه قطعه، پیچیدگی قطعه، هزینه تولید و دقت سطح نهایی بستگی دارد.
تولید قطعاتی با دقت ابعادی بالا، دارای هندسه پیچیده، کاهش نیاز به ماشین‌کاری ثانویه و سرعت بالای تولید برخی از مزایای Aluminum Casting هستند. علاوه بر اینها دوام آلومینیوم ریخته گری نیز بالا است. در ادامه مهم‌ترین مزایای ریختهگری آلومینیوم را ذکر می‌کنیم:
- داشتن قطعه نهایی صاف و یکنواخت
- دقت ابعادی بالا که منجر به کاهش هزینه‌های تمیزکاری، ماشین‌کاری و عملیات نهایی می‌شود.
- سرعت تولید و سرعت شمارگان بالا
- امکان بازیافت ماسه و مواد مورداستفاده برای تهیه قالب‌های ریخته گری آلومینیوم
یک تصوری که وجود دارد این است که آلومینیوم ریختهگری شکننده است که در حقیقت چنین تصوری کاملاً نادرست است. دوام آلومینیوم ریخته گری بالا بوده و استحکام آن به‌اندازه‌ای است که آن را برای محیط‌های سخت مناسب می‌کند. علاوه بر این، مقاومت در برابر سایش و ضربه از دیگر مزایای Aluminum Casting است.
ممکن است آلومینیوم ریخته گری روی سطح شکننده به نظر رسد؛ ولی این موضوع نمی‌تواند از استحکام آن بکاهد و می‌تواند در شرایط عملیاتی استاندارد یکپارچگی ساختاری خود را حفظ کند. البته باید توجه داشت که هر قطعه محدودیت‌های خود را داشته و تحت استرس‌های بیش از حد توان خود خواهد شکست. به همین دلیل درک محدودیت‌ها در انتخاب آگاهانه مواد در طراحی و مهندسی ضروری است.
بیشتر بدانید: اسلب آلومینیوم چیست؟
دوام آلومینیوم ریخته گری
فرایند ریخته گری آلومینیوم موجب افزایش استحکام و تطبیق‌پذیری آن می‌شود. آلومینیوم با داشتن چگالی کم، انعطاف‌پذیری و وزن سبک یکی از مواد پرکاربرد در صنایع مختلف است و باوجود وزن سبک، دوام آلومینیوم ریخته گری بالا است. البته اگر بخواهیم آلومینیوم را با فلزی مانند فولاد مقایسه کنیم مشخص است که دوام فولاد بسیار بیشتر است.
یکی از تفاوت‌های مهم آلومینیوم ریخته گری و فولاد مربوط به نسبت مقاومت به وزن آن‌ها است. وزن سبک آلومینیوم ریختهگری یک مزیت مهم است که به‌وسیله آن می‌توان سازه‌هایی مستحکم با وزن سبک داشته باشیم. این ویژگی در قسمت‌هایی که کاهش وزن بدون کاهش قدرت اهمیت دارد بسیار مهم است.
عوامل مؤثر بر انتخاب روش ریخته گری آلومینیوم
برای انتخاب نوع روش ریخته گری آلومینیوم فاکتورهایی در نظر گرفته می‌شود که عبارت‌اند از:
- کیفیت
- هزینه و امکان‌سنجی
ریختهگری آلیاژهای آلومینیوم به روشهای مختلف انجام می‌شود که از این طریق می‌توان قطعات آلومینیومی بادوام و دارای سطح دقیق و یکنواخت داشت. عدم نیاز به ماشین‌کاری ثانویه و کاهش برخی هزینه‌ها از مزایای Aluminum Casting هستند. باید توجه داشت که برای بسیاری از قطعات باید ابعاد و طراحی ویژه داشت و تمام مراحل باید با بهترین دقت و کیفیت انجام شود تا محصول به‌دست‌آمده نهایی عاری از ترک، خلل‌وفرج و بدون وجود اشکال در سطح باشد.
انواع آلیاژهای ریختهگری آلومینیوم
در انتخاب آلیاژ مناسب برای ریختهگری باید نوع آلیاژ را بر اساس کاربرد آن برای تولید محصول انتخاب کرد. مهم‌ترین آلیاژهای آلومینیوم که برای ریخته گری آلومینیوم استفاده می‌شوند عبارت‌اند از:
- A360
- A413
- A380
- B390
- CC401
جمع‌بندی
آلیاژ آلومینیوم یکی از مهم‌ترین فلزات در صنایع مختلف است که به دلیل خواصی مانند وزن سبک، انعطاف‌پذیری و مقاومت بالا به یک فلز پرکاربرد تبدیل شده است. ریخته گری آلومینیوم فرایند شکل‌دهی فلز آلومینیوم برای ایجاد قطعات پیچیده است. در فرایند ریختهگری ورق آلومینیوم در حالت دوگانه ذوب و انجماد قرار می‌گیرد و داخل قالب ریخته شده و بعدازاین مرحله بر اساس یک زمان‌بندی مشخص منجمد می‌شود.
در مقایسه با آلومینیوم خالص، دوام آلومینیوم ریخته گری بالا بوده و از آن در صنعت قطعه سازی استفاده می‌شود. از جمله مزایای Aluminum Casting می‌توان تولید قطعاتی با دقت ابعادی بالا، دارای هندسه پیچیده، کاهش نیاز به ماشین‌کاری ثانویه و سرعت بالای تولید را برشمرد.
شرکت طلوع نورد پارس بیش از چهار دهه است که در صنعت نورد آلومینیوم فعالیت می‌کند و در طول این سال‌ها توانسته است به یکی از مهم‌ترین تولیدکنندگان گرده آلومینیوم و ورق آلومینیوم تبدیل شود. استفاده از برترین تجهیزات و فناوری‌های نوین، تبعیت از استانداردهای جهانی تولید و بهره‌گیری از برترین متخصصان فن رمز موفقیت شرکت طلوع نورد پارس است. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره محصولات و امور فروش به بخش تماس با ما مراجعه کنید.
- دسته بندی: مقالات علمی
- تگ ها:
- تاریخ انتشار: ۱۴۰۳/۰۸/۲۴
