فرایند تولید آلیاژهای آلومینیوم + روش های آن

فرایند تولید آلیاژهای آلومینیوم یا چرخه عمر محصولات نیمه‌ساخته آلومینیومی در دو حالت تولید فلز از فلز اولیه و یا ثانویه (بازیافتی) در صنعت آلومینیوم مشخص ‌شده است. فلز اولیه فلزی است که مستقیماً از مسیر استخراج معادن حاصل می‌گردد و فلز ثانویه یا بازیافتی فلزی است که از بازیافت قراضه‌‌‌ها به دست می‌آید. روش های تولید آلیاژ آلومینیوم از بوکسیت نیز به صورتی است که آلومینیوم به‌عنوان اکسید آلومینیوم (آلومینا) از بوکسیت استخراج می‌شود. می‌توان گفت که منشأ اصلی آلومینا بوکسیت است. برای آشنایی بیشتر با کاربرد آلیاژ آلومینیوم تا انتهای این مقاله از نورد پارس همراه ما باشید.

معرفی آلیاژهای آلومینیوم

قبل از آشنایی با فرایند تولید آلیاژهای آلومینیوم لازم است که با خود آلیاژ آلومینیوم آشنا شوید. به‌طورکلی می‌توان گفت که لغت آلیاژ به معنی افزودن یک یا چند عنصر یا ترکیبی از آن‌ها به فلز پایه جهت دستیابی به یک سری خواص مطلوب است. ازآنجاکه استحکام و سختی فلز خالص همیشه کمتر از آلیاژهای آن است عموماً از فلزات به‌صورت آلیاژی استفاده می‌شود. اصولاً آلومینیوم با دارابودن آلیاژهای مختلف با ترکیب و خواص متفاوت در محدوده کاربردی فراوانی توانسته است ایفای نقش نماید.

بهتر است بدانید که آلومینیوم با عدد اتمی 13 و جرم اتمی 26.98 عنصری فلزی است که در گروه IIIA جدول تناوبی قرار دارد. در واقع این فلز همچون مس، طلا و نقره دارای ساختار کریستالی مکعبی با سطح مرکز دار (.1F.C.C) است. اغلب در این ساختار اتم‌ها در گوشه‌های مکعب و مراکز سطوح کریستالی فلز قرار دارند و در نهایت می‌توانند بیشترین لغزش و حرکت را داشته باشند که سبب افزایش فرم پذیری و شکل پذیری فلز شود.

به‌طورکلی ورق آلومینیوم همچون اکثر فلزات دیگر به‌صورت اکسید در پوسته زمین وجود دارد. این فلز بعد از اکسیژن و سیلیسیم سومین عنصر از نظر فراوانی بر روی کره زمین است. روش های تولید آلیاژ آلومینیوم به دو صورت است و مقاومت به خوردگی آن بالا بوده و در اسیدهای کم محلول به‌خوبی حل می‌شود. بد نیست بدانید که نقطه ذوب آلومینیوم خالص 660 درجه سانتی‌گراد و نقطه جوش آن 2450 درجه سانتی‌گراد است.

آشنایی با روش های فرایند تولید آلیاژ آلومینیوم

همان‌طور که در بالا اشاره شد آلومینیوم دارای قابلیت هدایت حرارتی بالایی است که بعد از نقره و مس بهترین‌های حرارتی شناخته می‌شود و دارای دانسیته‌ای در حدود 2.7 سانتی‌متر مکعب است؛ به همین دلیل جزء آلیاژهای سبک محسوب می‌شود. این آلیاژ دارای مقاومت به خوردگی زیادی است که به علت ایجاد لایه پایدار اکسیدی متخلخل است.

فرایند تولید آلیاژهای آلومینیوم نسبتاً دشوار است و دارای نقطه ذوب پایین در حدود 670 درجه سانتی‌گراد است و قابلیت انجام عملیات حرارتی دارد؛ اما عملیات حرارتی آن اج هاردینگ یا پیر سازی است و دارای قابلیت انجام کار مکانیکی و تغییر فرم سرد و گرم است. به طور کلی آلیاژهای آلومینیوم به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند که عبارت‌اند از:

• آلیاژهای نوردی
• آلیاژهای ریختگی

اصولاً دو روش در فرایند تولید آلیاژهای آلومینیوم مورداستفاده قرار می‌گیرد که در ادامه به توضیح بیشترها آن‌ها پرداخته شده است:

• روش مداوم (countinus)
• روش نیمه مداوم و یا تکباری (non countinus)

1. روش مداوم

روش مداوم یکی از روش های تولید آلیاژ آلومینیوم است که این روش از سرعت تولید بالایی برخوردار است. در واقع فرایند تولید آلیاژهای آلومینیوم به این صورت است که ذوب ریزی به‌صورت مداوم ادامه پیدا می‌کند. به این صورت که محفظه‌ای از فولاد گرم که در زیر پاتیل مذاب قرار دارد مذاب را به‌صورت دائم دریافت می‌کند. مذاب پس از رهاشدن از پاتیل وارد محفظه شده و در مرحله اول آب‌گردهایی که در قسمت بالای محفظه قرار دارند مذاب را به مرحله خمیری می‌رسانند.

در مرحله بعدازاین روش تولید آلیاژ آلومینیوم مذاب به مرحله آب‌فشان رسیده و به طور کامل منجمد می‌شود و در پایان تیغه‌ای که در انتهای محفظه قرار دارد فلز را برش زده و بر روی صفحه نقاله می‌اندازد.

2. فرایند تولید آلیاژهای آلومینیوم؛ روش تکباری

یکی دیگر از روش های تولید آلیاژ آلومینیوم روش تکباری است. این فرایند تولید آلیاژهای آلومینیوم که در کارخانه‌ها و به‌وسیله قالب‌های ماسه‌ای انجام می‌شود به این صورت است که ابتدا کوره را به مقدار معینی شارژ کرده سپس شارژ آماده شده را در قالب‌های موردنظر می‌ریزند. هدف از تهیه آلیاژهای ریختگی (فرآیند شکل ریزی) شامل موارد زیر است:

• تولید شکل نهایی قطعه به‌صورت مذاب ریزی مستقیم
• انواع مواد شارژ جهت ریخته گری آلیاژهای آلومینیوم

کاربرد آلیاژهای آلومینیوم

بعد از آشنایی با فرایند تولید آلیاژهای آلومینیوم لازم است بدانید که آلیاژهای آلومینیوم بر اساس نوع ناخالصی در صنایع مختلف به کار گرفته می‌شوند. معمولاً دسته‌ای از مهم ترین آلیاژهای آلومینیوم که درصد خلوص بالایی دارند بیشتر در حوزه صنایع الکتریکی و شیمیایی مورداستفاده قرار می‌گیرند. از جمله آلیاژهای درصد خلوص بالا می‌توان به گروه 1xxx اشاره کرد.

همچنین آلیاژهای آلومینیوم که درصد ناخالصی از فلز مس را داشته باشند برای مصارف هوایی و ساخت بدنه هواپیما مورداستفاده قرار می‌گیرند. علاوه بر این‌، آلیاژهای آلومینیوم ترکیب شده با منگنز قابلیت چکش‌خواری مناسبی داشته و بیشتر جهت مصارف عمومی به کار گرفته می‌شوند. در این میان آلیاژهای آلومینیوم همراه با سیلیسیم برای تولید مفتول‌های جوشکاری و ورق‌های آلومینیوم استفاده می‌شوند.

از آلیاژهای مختلف آلومینیوم برای مصارف گوناگونی از جمله باتری‌ها، نیمه‌رسانا، تصفیه و گالوانیزه کردن فولاد، ماشین‌ها و تجهیزات کشاورزی، وسایل و لوازم‌خانگی مثل ماشین لباسشویی، صنایع برق و ساختمان استفاده می‌شود.

جمع‌بندی

باتوجه‌به مطالب بیان شده می‌توان گفت که فرایند تولید آلیاژهای آلومینیوم و تسلط کامل به تکنولوژی مربوطه، فرآیند و حلقه مهمی در زنجیره تولید قطعات خودرو و سایر مواد ساخته شده از آلومینیوم است. در حقیقت اهمیت استراتژیک این آلیاژها به‌خصوص در زمینه هوافضا، قطعات سبک خودرویی، صنایع مختلف ساختمانی، بسته‌بندی و حمل‌ونقل واضح است.

باتوجه‌به کاربرد آلیاژ آلومینیوم و اولویت‌گذاری کشورهای منطقه در زمینه روش های تولید آلیاژ آلومینیوم به‌راحتی می‌توان در این زمینه به برتری در منطقه دست‌یافت. در این راه توجه به تجربیات سایر شرکت‌های موفق و استانداردهای دیگر تولیدکنندگان عمده بین‌المللی ضروری است و ضمناً در کنار تولید در بخش تحقیق و توسعه شرکت نورد پارس توانایی‌های تکنولوژیک خود را پرورش داده تا در آینده خود به عرضه محصولات جدید پرداخته و تکنولوژی تولید آن‌ها را فراهم کند. برای کسب اطلاعات بیشتر می‌توانید از طریق صفحه تماس با ما، با کارشناسان ما در نورد پارس در ارتباط باشید.