ریخته گری آلومینیوم

با سلام خدمت همراهان همیشگی پارس بوته. از سری مقالات آموزشی این بار به سراغ ریخته گری آلومینیوم رفته ایم. به فرآیندی که فلز آلومینیوم را در حالتی دوگانه انجماد و ذوب قرار داده و درون یک قالب ریخته شده و پس از یک زمان بندی از قبل تعیین شده اجازه جهت انجمادسازی صادر می‌شود، ریخته گری آلومینیوم می‌گویند.

اکثر خواص مکانیکی و شیمیایی این فلز طی این فرآیند ایجاد می‌شود. ضمن اینکه فرآیند ریخته گری آلومینیوم معایبی چون انقباض انجماد، تخلخل گاز و چندین مورد دیگر طی این مرحله رخ داده که با یک استراتژیک و کنترل پارامترهای آن از بروز آن‌ها جلوگیری می‌شود.

به دلیل اینکه آلومینیوم خالص، فلزی نرم بوده و استفاده از آن در تمامی صنایع و دیگر کاربردها ممکن نیست، هرچند از آلومینا با درصد بالایی خالصی بدست می‌آید. پس برای افزایش استحکام آلومینیوم آن را با دیگر فلزات ترکیب کرده و به صورت آلیاژ استفاده می‌کنند. با ادامه مطلب همراه ما باشید تا بیشتر با این فرآیند آشنا شوید.

ویژگی‌هایی آلیاژهای آلومینیوم

صنعتگران بسیاری برای تولید قطعات خود از آلیاژهای آلومینیوم استفاده می‌کنند.

• با استفاده از ریخته گری آلومینیوم قطعه تولیدی را با ابعاد و اندازه‌ای متناسب‌تر با ابعاد نمونه نمونه اولیه(Near Net Shape) داده و به همین سبب دیگر استفاده از فرآیند ماشین کاری ثانویه لزومی ندارد.
• این قطعات ضمن سبک بودن، ظاهری زیبا و جذاب داشته و دارای استحکام بسیار بالایی نیز هستند.
• قطعاتی تولیدی نه تنها محصولاتی باکیفیت تر هستند، بلکه کم‌هزینه‌تر نیز هستند و قیمت مناسبی دارند که در جذب مشتری و جلب رضایت ایشان بسیار کارآمد است.
• از دیگر ویژگی‌های مثبت این آلیاژها مقاومت بالا در برابر خوردگی است که در بخش‌های مختلف و زیادی از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند.
• این قطعات که به واسطه ریخته گری آلومینیوم بدست آمده‌اند، از طول عمر بالایی برخوردار بوده و بنابر همین دلیل مقرون به صرفه نیز هستند.

انواع ریخته گری آلومینیوم

یکی از قدیمی‌ترین روش‌های استفاده از فلرات ریخته گری است که در این فرآیند فلز موردنظر را به شکل دلخواه تبدیل می‌کند. کوره‌های ریخته گری در این فرآیند مورد استفاده قرار می‌گیرند. اولین کوره‌ها از این نوع را با خاک رس ساخته‌ و بعدها با پیشرفت علم، کوره‌هایی از جنس چوب و مس نیز ساخته شد.

برای تولید قطعاتی با شکل‌های منحصر به فرد یا موم‌سانی‌کم از روش ریخته گری استفاده می‌کنند. یکی از اساسی‌ترین روش‌های تولید قطعات و محصولات آلومینیومی استفاده از ریخته گری آلومینیوم است.

روش‌های ریخته گری آلومینیوم

با توجه به ویژگی‌های آلومینیوم، همانند دیگر فلزات مرغوب می‌توان به روش‌های مختلفی از آن استفاده کرد. این روش‌ها عبارت‌اند از:

1. ریخته گری دایکست
2. قالب مصرف شدنی
3. قالب ماسه‌ای
4. قالب دائمی
5. قالب گچی
6. قالب ریخته گری دقیق آلومینیوم
7. ریخته گری مداوم
8. ریخته گری با فوم
9. کوبشی(اسکوئیز)
10. پرس ایزواستاتیک گرم یا هیپ

ریخته گری دایکست

برای ریخته گری آلومینیوم و دیگر آلیاژهای وابسته به آن نسبت به دیگر فلزات پایه‌ای از روش ریخته گری دایکست استفاده می‌شود. با استفاده از این روش می‌توان قطعاتی کوچک و با وزنی حدودا 5 کیلوگرمی در مقدار بسیار زیاد تولید نمود. ضمن اینکه ظرفیت آن تا سقف 50 کیلوگرم نیز بالا رفته و می‌توان قطعاتی به وزن 50 کیلوگرم با این روش تولید کرد.

قالب مصرف شدنی

در این روش لازم است که قالب ریخته گری را تخریب کرده تا قطعه تولیدی آزاد و رها شود. موادی چون ماسه، گچ و مواد چسبناک جهت اتصال در ساخت این قالب‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

قالب ماسه‌ای

در این روش می‌توان از ماسه طبیعی رودخانه و ماسه بادی یا ماسه مصنوعی که آهک آن را جدا کرده‌اند یا ترکیبی از هر دو استفاده کرد. ماسه‌ها را به چهار گروه دسته گرد، گوشه‌دار، شبه گرد و مخلوطی تقسیم می‌کنند. ماسه‌های گوشه‌دار به دلیل گوشه زیاد به راحتی با یکدیگر چفت شده و استحکام بالایی برای جابجایی مواد مذاب دارند اما گاز به سختی از آن‌ها عبور می‌کند.

برای استفاده از این قالب ماسه را با خاک رس، چسب و آب مخلوط کرده و اطراف مدل را فشرده‌سازی می‌کنند.

قالب گچی

برای ریخته گری این نوع قالب، ریختن دوغاب داخل آن و اندکی صبر جهت شکل‌گیری لازم است و باید از یک قالب متخلخل که دارای حفره‌های زیادی باشد، استفاده کرد. از این روش معمولا در ریخته گری آلومینیوم زیاد استفاده می‌کنند.

قالب ریخته گری دقیق آلومینیوم

از مدل‌های مومی یا پلاستیکی که با ذوب شدن از محل قرارگیری قالب ریخته گری آلومینیوم خارج می‌شود استفاده می‌کنند. مهم‌ترین ویژگی ریخته گری دقیق آلومینیوم، یک بار مصرف بودن آن است. اما در عوض این قطعات تولیدی با ظاهری جذاب و دقت بالا تولید می‌شوند.

قطعاتی که دارای اشکال پیچیده و متفاوتی نسبت به دیگر قطعات هستند را به این روش تولید می‌کنند. در این روش برای جابجایی مواد مذاب در این روش می‌توان از بوته گرافیتی نیز استفاده کرد.

ویژگی‌هایی ریخته گری دقیق آلومینیوم

این روش نیز همانند دیگر روش‌ها مزایا و معایبی دارد که در ادامه به آن می‌پردازیم.

ویژگی‌های مثبت

• تولید قطعات را به صورت یکنواخت می‌توان تکرار کرد و تغییر و خللی در آن پیش نمی‌آید.
• تولید قطعات با آلیاژهای مختلف را ممکن می‌سازد.
• رفع عیوب خط جدایش محصول با حذف آن
• تولید قطعات دارای خواص متالورژیکی منحصر به فرد
• تولید قطعات آلومینیومی در ابعاد و اشکال مختلف
• تولید ورق آلومینیوم در اشکال پیچیده را آسان می‌سازد.
• استفاده از ماشین‌کاری محصولات را کاهش داده و به حداقل می‌رساند.

ویژگی‌های منفی

• به نیروی کار زیادی برای تولید به این روش ریخته گری نیاز است.
• محدودیت در اندازه و وزن قطعه تولیدی
• قیمت بالای تجهیزات مورد استفاده در این روش

عواملی تاثیرگذار در انتخاب روش ریخته گری آلومینیوم

این روش را می‌توان بر اساس معیارهای مختلفی ارزیابی نمود و روش مناسب و به صرفه را انتخاب کرد. برای تولید هر محصولی مهمترین معیارها کیفیت و هزینه ساخت آن و انعطاف‌پذیری آن با شرایط مختلف را سنجش کرده و پس از دستیابی به نتایج ارزیابی، انتخاب آسانتر می‌شود.

ریخته گری آلیاژهای آلومینیومی نیز مستثنی از این ارزیابی نیست و آن‌ها را به روش‌های مختلفی ریخته گری می‌کنند و کیفیت محصول نهایی نیز بر انتخاب روش مناسب تاثیر خود را می‌گذارد. محصول نهایی باید عاری از هرگونه عیب و ایراد باشد و بهترین بازده را به مشتری دهد.

جمع‌بندی

در این مقاله سعی شد شما را از تمامی جهات با ریخته گری آلومینیوم آشنا کرده و اطلاعات جامع و دقیقی به شما انتقال دهیم. وظیفه خود دانستم که شما را از ارائه نکاتی که در انتخابی درست و به صرفه کمک رسانی می‌کند، دریغ نکرده و شما را با انواع این نوع ریخته گری ، ویژگی‌های آن و همچنین مزایا و معایب هر کدام از روش‌ها آشنا سازم.