0
04136674922

۳۱ دلیل برای گسترش تولید و مصرف آلیاژهای ریختگی آلومینیوم

در کنار آلیاژهای ریخته گری چدن و فولاد، آلیاژهای ریخته گری آلومینیم، درصد زیادی از تولیدات صنعت ریخته گری را به خود اختصاص داده اند. در این نوشته که چند سال قبل در سمینار آلمانی Aluminum Rhein Felden GmbH ارائه شده است، ۳۱ دلیل از دلایل گسترش تولید مصرف آلومینیم ریختگی و جایگزینی آن با آلیاژهای آهنی و سایر مواد ارائه شده است. در این مطلب، مثال های جالبی از جایگزینی آلیاژهای ریختگی آلومینیوم با سایر مواد و آلیاژها بیان شده است.

 

 

 

 

 

 

۱- کاهش وزن

 

در ترن های سریع نوع ICE از تکنولوژی مدرن بسیار استفاده شده است ولی نمونه اولیه این ترن خیلی سنگین بود. استفاده از قطعات ریخته گری آلومینیم به جای قطعات ریخته گری فولاد و چدن مالیبل سبب شد وزن هر ترن ۶۱۰۰ کیلوگرم کاهش یابد. در نتیجه همزمان با آن، بار روی یاتاقان های اکسل دو لکوموتیو کشنده کمتر شد. نمونه ای که از دو قطعه تشکیل یافته است، محفظه انتقال (قوای محرکه) به وزن ۱۹۹ کیلوگرم از آلیاژ (Alufont – 52 (AlCu4Ti در ماسه ریخته شده و عملیات حرارتی پیر سختی را گذرانده است. این قطعه جایگزین یک محفظه فولادی به وزن ۵۷۸ کیلوگرم شده است. با احتساب چهار محفظه انتقال برای هر لوکوموتیو در هر ترن ۳۳۰۰ کیلوگرم کاهش وزن به وجود آمده است. به علاوه به علت هدایت حرارتی بهتر آلومینیم درجه حرارت روغن قوای محرکه می تواند ۹۰-۸۰ سانتی گراد محدود شود و در نتیجه خنک کن روغن را غیر ضروری نموده است.

 

 

۲- جرم اینرسی کمتر (لختی کمتر)

 

اینرسی جرمی کمتر برای قطعاتی که دارای سرعت خطی یا دورانی سریع و شتاب گیری و ایستایی فوری می باشند از درجه اهمیت اول برخوردار است. مثلاً در ماشین های robot و وسایل نقلیه سرعت بالا، رام فولادی جای خود را به آلیاژ آلومینیمی (Alufont – 52 (AlCu4Ti به وزن ۶۳۹ کیلوگرم که در ماسه ریخته شده و پیرسختی گردیده، داده است. در پرس های بزرگ تر حتی رام های یک تنی ریخته شده است. توضیح اینکه، رام یک پرس سرعت بالا برای ورق های بدنه اتومبیل است.

 

 

 

٣- بالانس خوب

 

یک ساپورت (تکیه گاه) بوبین نخ ماشین نساجی که نخ را با سرعت بالایی هدایت می کند باید فوق العاده کم وزن و کاملاً بالانس باشد. وقتی که بوبین از ورق فولاد به روش کشش عمیق ساخته می شود، جوابگوی دو فاکتور بالا نیست. مشکل به وسیله آلیاژ (Silafont – 35 ( AlSi10Mg که به روش دایکاست (ریخته گری تزریقی) تولید شده و با پلاسمای Al2O3.TiO2 در مقابل سایش محافظت شده است، رفع شد.

 

 

۴- جذب لرزش (دمپینگ)

 

ترکیب های فلز- لاستیک قطعات متحرک وسایل نقلیه که لرزش های جاده را جذب می کند دارای یاتاقان مغزی آلومینیمی است که نیروها را تحمل می کند. آلومینیوم در این جا نیز جای نوع آهنی را گرفته و عمل جذب لرزش ها را به طور اساسی بهبود می بخشد. به علت نیروهای فشاری بالا و نیاز به تعداد زیاد این مغزی های آلومینیمی از آلیاژ (Unifont – 90 (AlZn10Si8Mg به روش دایکاست ریخته گری می شوند. آلیاژ دارای خاصیت پیرسختی اتوماتیک می باشد و استحکام اولیه خود را بعد از ولکانیزاسیون به دست می آورد.

 

 

۵- استمرار استحکام

 

مهره های پلاستیکی برای اتصالات شلنگ ها با قطر داخلى ۸۰ بعد از بستن می شکنند. بنابراین با آلیاژ آلومینیومی دایکاست تعویض گردیدند. اتصالات پلاستیکی برای ماشین های لباس شویی نیز اغلب شکننده می شوند، آن ها نیز با آلیاژ آلومینیم دایکاست جایگزین شده اند.

 

 

۶- قابلیت انعطاف

 

ریختگی های آلومینیمی نرم به طور اتوماتیک پیک (اوج) تنش ناشی از تنش های ضربه ای را کم می کنند. یک پوسته کنترل کننده آسانسور تحت فشار ۶۰۰ بار که از آهن ساخته شده بود با آلیاژ آلومینیم (Unifont – 9h (AlZn10Si8Mg که در ریژه (قالب فلزی) ریخته شده جایگزین گردیده است.

 

 

۷- استحکام دینامیکی

 

آلیاژهای ریختگی های آلومینیم مناسب قطعاتی هستند که در معرض تنش های لرزشی کششی قرار دارند. به این دلیل تمام قطعات فولادی بوژی ترن را که زیر بار قرار دارند می توان با ریختگی های آلومینیمی جایگزین کرد. یک بوژی لکوموتیو با نام تجارتی Aludrive دارای ۷۵۰ کیلوگرم ریختگی های آلومینیمی است که سبب می شود ۵۰۰ کیلوگرم در وزن سیستم صرفه جویی گردد. مجموعه محرک (کشنده) و بدنه شاسی توسط سیستم تعلیق هوایی روی بازوهای جعبه ای شکل طولی همگی سوار بر یاتاقان چرخ ها هستند. به علت تنش بالا در بازوها که همزمان به عنوان محفظه هوایی سیستم تعلیق عمل می کند، آلیاژ کم آهن (Alufont – 52 (AlCu4Ti با پیرسازی مصنوعی به کار می رود.

 

 

۸- قابلیت تغییر شکل بالا

 

قطعات ایمنی تحت بار زیاد نبایستی بدون تغییر شکل بشکنند زیرا تغییر شکل انرژی را از بین برده و از پدیده شکست ناگهانی جلوگیری می کند. آلیاژ نرم Alufont و آلیاژهای کم آهن AlSi سيلافونت (Silafont) و Anticorodal برای ساخت قطعات ایمنی به کار می روند. مثلاً در وسایل نقلیه، سیستم ترمز، تکیه گاه های عرضی آکسل های جلو و عقب و چرخ اتومبیل از این قبیل اند. در یک نمونه قطعات ترمز از مالیبل به (Alufont – 47 (AlCu4TiMg ریختگی آلومینیمی که البته عملیات پیرسختی (Ageing) دیده اند، تغییر یافته اند.

 

 

۹- مقاومت در برابر رشد ترک و رشد کند ترک

 

اجزاء سازه ای در طراحی مهندسی بر اساس عمر کارکرد ۴۰ ساله همیشه از آلیاژهای پر استحکام آلومینیوم ریختگی ساخته می شوند. آلیاژ نرم استحکام بالای آلومینیوم ما را قادر می سازد که سازه سبکی بسازیم که نه تنها طراحی های سنتی را ساده می کند بلکه عملکرد بیشتری هم دارد. تمام اسکلت فولادی بوژی واگن باری را می توان به یک ساپورت عرضی اصلی از جنس (Alufont – 52 (AlCu4Ti تقلیل داد که تحت عملیات پیرسازی مصنوعی قرار گرفته اند.

 

 

۱۰- عدم شکنندگی در درجه حرارت های خیلی پایین

 

آلیاژهای آهنی در درجه حرارت های پایین به ناگهان خاصیت انعطاف پذیری خود را از دست می دهند ولی ریختگی های آلومینیوم حتی در درجه های فوق العاده پایین هم اینگونه نیستند. بنابراین آن ها را در خطوط انتقال برق در راه آهن های نواحی کوهستانی، صنایع هوایی و سیستم انتقال گازهای مایع به کار می برند.

 

 

۱۱- مرز بندی خوب

 

ریخته گی های نرم آلومینیوم را می توان به آسانی مرزبندی کرد که این خود طراحی سازه های مخلوط مانند هوزینگ کمک فنرها را آسان تر می کند. در این قطعات، دیسک از جنس ورق فولاد را داخل یک قطعه آلومینیمی دایکاست می کارند که دور تا دور آن را یک نوار آلومینیم تزریق در فشار بالا (دایکاست) گرفته است. آلیاژ (Silafont – 09 (AlSi9 دارای این کاربرد است.

 

 

۱۲- پایداری شکل

 

حتی قطعات دایکاست با دیواره نازک هم شکل هندسی خود را به طور عالی حفظ می کنند. بنابراین جایگزین قطعات پلاستیکی و قطعات ورق کاری فولادی می گردند. مثلاً قالپاق پلاستیکی چرخ ها و قاب های پلاستیکی آینه های عقب دارای ثبات شکل و قیافه نیستند. از این رو آن ها را با آلومینیوم دایکاست (Silafont – 09 (AlSi9 عوض کرده اند. پایه کامپیوتر بایستی پایداری شکل بالایی داشته باشد که اینکار از پایه های ساخته شده از ورق فولادی بر نمی آید. پایداری عالی شکل از این رو ضروری است که اکسل ها در محفظه هایی نصب می شوند که حداقل انحراف را از حالت تراز (موازی) تحت شرایط کار از خود باید نشان دهند. که در این حالت درجه حرارت بین ۷-۲۰ افزایش خواهد یافت. آلیاژ (Silafont – 09 (AlSi9 این خواص را داراست.

 

نوشته در حال تکمیل است …

ارسال دیدگاه