الألومنيوم مادة خفيفة الوزن. وهذا يشكل مقاومة ممتازة للتآكل. ولهذا السبب، فهو خيار مركّز في الصناعات المتنوعة. يأتي مع مجموعة واسعة من درجات السبائك. تشير كل سبيكة من سبائك الألومنيوم المصبوبة بالقالب إلى سمات متنوعة. ويختلف ذلك باختلاف وظائفها.
يعد تحديد اختيار المواد المناسبة أمرًا محوريًا. فهو يسهل عملية التصنيع. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يلبي احتياجات تحقيق نتيجة الإنتاج المطلوبة.
تعرّف على خصائصها الشاملة والعوامل المؤثرة عليها وتطبيقاتها في هذه المقالة. هذا هو الجانب الأكثر أهمية عند اختيار المادة المناسبة.
الشكل 7 قسم التدفق البارد مع صب الطلاء على البارد
سبائك مواد صب الألومنيوم الشائعة في القوالب
لأن اختيار المواد يؤثر بشكل مباشر على عمليات التصنيع أو المنتجات النهائية. لذلك، من الضروري اختيارها بحكمة مع الموازنة بين سماتها المختلفة.
كل سبائك الألومنيوم توفر خصائص معينة. قد يكون ذلك عرضة لمنتجات معينة أو أقل عرضة إلى حد ما لمنتجات أخرى.
اكتشف تفاصيل السبائك التالية. يشيع استخدامها في الصب بالقالب عالي الضغط.
- سبائك الألومنيوم A380
- سبائك الألومنيوم A356
- سبائك الألومنيوم A383
- سبيكة ألومنيوم A413
- سبائك الألومنيوم A360
- سبيكة 43
- سبيكة B390
سبائك الألومنيوم A380
سبائك الألومنيوم 380 هي المادة. تُستخدم بشكل أساسي في العديد من الصناعات. تحتوي على صفات مقاومة ممتازة للتآكل. تُستخدم هذه المادة على وجه التحديد لصناعة الأجزاء المعقدة ذات الخصائص الجيوميكانيكية القوية.
توفر قوة ميكانيكية كبيرة وخصائص شد جيدة. هذه السبيكة نقية لإنتاج تطبيقات تدوم طويلاً. التي تتعرض لبيئات قاسية.
ولا تسمح قوتها بتآكلها بسرعة. وعلاوةً على ذلك، يمكن للمصنعين تشغيل هذه المادة أو لحامها أو إصلاحها بسهولة مقارنةً بغيرها.
المزايا
- توفير خصائص ممتازة لمقاومة التآكل، خاصةً للاستخدامات الخارجية، مثل الأسقف والكسوة.
- متانتها فعالة بما يكفي لتحمل درجات الحرارة التشغيلية القصوى.
- يمكن استخدامه للمنتجات خفيفة الوزن لتحسين الأداء الوظيفي.
- تُسهم سيولة سبيكة A380 في إنتاج أشكال معقدة وجدران أرق.
- يوفر إمكانية التشغيل الآلي الفعال.
العيوب
- باهظة الثمن ويصعب إعادة تدويرها
- ذات ذوبان أقل ولا تناسب منتجات التحميل الثقيل.
- وغالباً ما يسبب التشقق الساخن والمسامية.
سبائك الألومنيوم A356
تُعد سبائك الألومنيوم 356 مثالية للاستخدام في قطاعات الطيران أو القطاعات الصناعية. وبفضل قوة الشد الجيدة، فإنها توفر مزيجاً جيداً من المكونات.
وبالإضافة إلى ذلك، فإنه يتميز بمقاومة ممتازة للتآكل وميزات ممتازة للسبك. وهذا يجعله خيارًا مناسبًا لصنع منتجات متينة.
هذه المادة متاحة بسهولة. وهي المادة المفضلة عندما يتعلق الأمر بالأداء وخفض الوزن.
المزايا
- تمتلك قوة عالية. وهذا مناسب لتطبيقات الأحمال الثقيلة.
- تشتمل سبيكة A356 على سمات قابلية لحام مناسبة.
- يوفر مرونة ممتازة مع عدم فقدان القوة.
- تتيح ميزة المتانة والقوة العالية التي تتميز بها جودة مقاومة التآكل.
- يوفر سيولة ممتازة للصب.
العيوب
- هذه المادة باهظة الثمن وتتسبب في الحصول على ظل أغمق من الألومنيوم أثناء عملية الطلاء بأكسيد الألومنيوم.
- تقل الموصلية الكهربائية عند استخدام التقادم الطبيعي على خصائص الحرارة.
سبائك الألومنيوم A383
يعتبر الألومنيوم 383 درجة رائعة. يُستخدم خصيصًا لصناعة الأجزاء المعقدة ذات الأشكال الدقيقة. يمكن للشركة المصنعة أن تملأ القوالب بـ A380. وهذا أفضل قليلاً من A380.
كونها موصل جيد للحرارة، فهي توفر قوة ممتازة تحت درجات الحرارة العالية. لا تتصدع هذه السبيكة في البيئات الصعبة. ومع ذلك، وجد المستهلكون أنها مكلفة وأقل متانة من A380 و A356.
المزايا
- هذه المادة خفيفة الوزن.
- يتميز بمقاومة أعلى للتآكل.
- تتميز سبيكة A383 بمقاومة أعلى للأكسدة.
- وهي مناسبة لمشاريع صب القوالب المعقدة.
- هذه المادة ميسورة التكلفة وسهلة الصب.
العيوب
- وهي أقل متانة من سبائك الألومنيوم 380.
- ويسبب أحيانًا هشاشة تنطوي على التبريد السريع والتشقق.
- توفر هذه السبيكة أداءً محدودًا في درجات الحرارة العالية.
سبيكة ألومنيوم A413
تُفضّل سبيكة A413 لشدتها العالية القوة. يمكن إنتاج تطبيقات مثل المكونات الهيدروليكية باستخدام هذه السبيكة. وهي توفر بشكل فعال درعًا مقاومًا للتسرب لجميع المنتجات.
توفر هذه المادة أيضًا مقاومة جيدة للتآكل للتطبيق. يتضمن ذلك تبديد الحرارة. تستجيب بشكل كبير لمعايير الصب بالقالب.
توفر سبيكة A413 قدرة ممتازة على التشغيل الآلي ونسبة قوة إلى وزن ممتازة. ولذلك، يختارها صانعو الديكورات لمشاريعهم. التي تحتاج إلى قوة عالية.
المزايا
- يمكن أن تقاوم هذه السبيكة الضغط العالي مع عدم وجود فقدان للكسر والانحناء.
- وهي تشتمل على سمات نسبة القوة إلى الوزن العالية.
- يوفر A413 مقاومة التشقق الساخن.
- هذه أفضل مادة لصب الأشكال الهندسية المعقدة.
- يوفر سيولة فائقة بالإضافة إلى جوانب توصيل وحرارة متوازنة.
العيوب
- إنها باهظة الثمن مقارنةً بسبيكة A383.
- هذه المادة لا تحتفظ بالنقاء.
- تتميز بقوة شد أقل من غيرها.
سبائك الألومنيوم A360
تتميز سبائك الألومنيوم A360 بالليونة الممتازة والقوة ومقاومة التآكل التي تتميز بها سبائك الألومنيوم A360 عن غيرها من المواد الأخرى. فهي فعّالة في إنتاج أجزاء ذات سيولة مذهلة ومقاومة للضغط. وهذا ما يجذب العديد من صانعي القوالب.
وهي تتميز بإحكام ضغط فائق مقارنةً بسبائك الألومنيوم A380. بالإضافة إلى ذلك، تُظهر سيولة كبيرة أثناء الصب. وهذا يجعل عملية الصب أسهل. ولهذا السبب، يمكن لصانعي القوالب إنتاج أجزاء ذات أشكال تفصيلية.
المزايا
- يخول عمليات صب عالية الدقة.
- تتمتع هذه السبيكة بمزايا ليونة ممتازة ومقاومة للتآكل.
- يوفر ثباتاً في الأبعاد.
- يمكن للمصنعين اعتماد هذه السبيكة في الحالات التي تتطلب قوة ميكانيكية عالية لدرجات الحرارة العالية.
- وبالإضافة إلى ذلك، يوفر قابلية التشغيل الآلي والمتانة لصناعة السيارات والطائرات.
العيوب
- إنه أغلى من الفولاذ.
- يتطلب تشطيبات سطحية ويسهل خدشها.
- ليس من السهل صب هذه السبيكة.
- لا يتوهج باللون الأحمر قبل الوصول إلى درجة حرارة التسخين.
سبيكة 43
لا تتوافر سبيكة 43 بسهولة. ولا تُستخدم هذه المادة بشكل شائع في التصنيع إلى حد ما بسبب خاصية المقاومة المعتدلة للتآكل. ومع ذلك، فهي توفر مرونة عالية ومناسبة لإنتاج المنتجات البحرية.
المزايا
- توفير بروبيتات المرونة.
- يطرح قوة جيدة
- وهي فعالة من حيث التكلفة ومتاحة بسهولة.
العيوب
- من الصعب استخدام الماكينة
- يمكن أن تكون هذه المادة هشة، مما يؤدي إلى التشقق.
- يوفر مقاومة محدودة للتآكل.
سبيكة B390
إذا كنت على وشك إنتاج منتجات ذات قدرة تحمل عالية، يجب عليك استخدام سبيكة B390. هذه المادة مفضلة لصنع المكابس والمضخات وأنظمة المكابح. التي تتطلب مقاومة التآكل.
ومع ذلك، فإنه يسبب صعوبات أثناء التصنيع الآلي وعدوانية على أدوات الصب بالقالب.
المزايا
- تتميز بدرجات انصهار أقل مقارنةً بغيرها.
- توفير ليونة وخصائص صلبة.
- يوفر توصيلية رائعة.
- تحتوي هذه السبيكة على خصائص إعادة تدوير عالية مع ميزات سيولة الصب.
العيوب
- من الصعب طلاءه بأكسيد الألومنيوم
- يطرح ليونة أقل ليونة
- أقل مقاومة للتآكل والخصائص الميكانيكية
- يتطلب إجراءات مناولة آمنة.
- يمكن أن يتسبب في تآكل تجويف القالب وأفران الصهر تحت درجات حرارة عالية.
خصائص السبائك التي تؤثر على نتيجة الإخراج
يجب أن تكون على دراية بالعديد من خصائص وتحديات السبائك. سيساعدك ذلك في تحديد المواد المطلوبة لمشاريعك.
بالإضافة إلى ذلك، قد يؤدي الاختيار الخاطئ للمواد إلى حدوث عيوب في المنتجات النهائية. على سبيل المثال، التسريب، أو الأشكال غير المناسبة، أو وظائف أقل.
فيما يلي خاصية شائعة لسبائك الألومنيوم. التي قد تؤثر على الإنتاج.
- نسبة القوة إلى الوزن
- مقاومة التآكل
- التوصيل الحراري
- قابلية التصنيع
نسبة القوة إلى الوزن
تُعد سبائك الألومنيوم المختلفة ضرورية في كل قطاع لأنها توفر نسبة ممتازة من القوة إلى الوزن. يمكن لخاصية خفة وزن سبائك الألومنيوم أن تعزز وظائف التطبيقات وتقلل من استهلاكها للوقود. وهذا الاعتبار فعال لإنتاج تطبيقات معينة حيث يكون الوزن مصدر قلق.
مقاومة التآكل
سبائك الألومنيوم مفضلة للغاية لمقاومة التآكل. تنتج المادة طبقات واقية من الأكسيد على السطح. يساعد ذلك في تقليل الصدأ والتدهور في المواقف القاسية.
تتضمن العديد من التطبيقات، خاصة في المباني والمنازل والسيارات، التعرض للرطوبة. لذلك، يمكن للمصنعين ضمان طول عمر هذه الأجزاء. ولهذا، يمكنهم اختيار سبائك ذات سمات مقاومة ممتازة للتآكل. على سبيل المثال، 380 أو 356.
التوصيل الحراري
توفر سبائك الألومنيوم موصلية حرارية لا غنى عنها. وهذا مفيد لإنتاج الأجزاء مع إدارة الحرارة دون المخاطرة بالقوة. اختر المادة التي توفر توصيلًا حراريًا جيدًا لمشاريعك. على سبيل المثال، في التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية مثل المشتتات الحرارية وأنظمة المحركات.
قابلية التصنيع
تعمل سبائك الألومنيوم المختلفة بشكل مختلف عند تعريضها لعمليات الصب بالقالب أو حتى الحفر. فبعضها سيكون من الصعب تصنيعها آليًا، وبعضها الآخر سيجعل عملك خاليًا من العيوب. لذا، اختر السبيكة التي تنحني بسهولة في القالب لإنشاء أشكال معقدة.
خواص السبائك التي تؤثر على عملية الصب
يمكن أن تؤثر المادة التي تفضلها للصب أيضًا على العملية بعدة طرق. يمكن أن تسبب مشاكل أثناء التصنيع.
- التكسير الساخن
- لحام القالب
التكسير الساخن
يشير التكسير الساخن في عملية الصب بالقالب أيضًا إلى تكسير اللحام. وهو عيب نموذجي لسبائك الألومنيوم. يمكن أن ينتج عنه تمزقات داخلية أو على مستوى السطح. وغالبًا ما تتسبب السبائك التي تُعزى إلى الإجهاد الداخلي الناجم عن الحرارة في حدوث عيوب. هذه المواد أكثر عرضة للتشقق الساخن من غيرها. ومع ذلك، تساعد السبائك ذات الليونة العالية، مثل 360، على تقليل التشقق الساخن.
لحام القالب
لحام القالب هو عيب آخر يحدث أثناء عملية الصب بالقالب. حيث تلتصق السبائك بجدار القالب وتسبب مشاكل في عملية الطرد. ويضر بشدة بالقالب والقوالب. لذلك، ابحث عن سبيكة تحتوي على ميزات مضادة للحام.
العوامل المؤثرة في اختيار السبيكة لصب القوالب
تبدأ عملية التصنيع المثالية عندما تختار المادة، وتزن خصائصها المميزة. تخضع بعض التطبيقات للمرونة المستمرة. ولهذا السبب يجب مراعاة الجوانب التالية قبل اختيار السبيكة:
- الخواص الميكانيكية والفيزيائية
- السيولة
- الحماية من التآكل
- فعالية التكلفة والتصنيع
الخواص الميكانيكية والفيزيائية
النظر في السمات الميكانيكية والفيزيائية للمادة. يتضمن ذلك القوة والصلابة والليونة وما إلى ذلك. تحدد هذه الخصائص قابلية تشغيل السبائك تحت الضغط.
السيولة
تعتبر السيولة العالية ضرورية للتطبيقات التي تكون فيها الدقة بالغة الأهمية. وهو جانب حاسم آخر. يجب أن تتدفق السبيكة المختارة بشكل جيد في القالب. بحيث يمكنها ملء الأشكال المعقدة دون عيوب. هذا الجانب عرضة لإنتاج أجزاء ذات أشكال تفصيلية وتصميمات معقدة.
الحماية من التآكل
تتمتع سبائك الألومنيوم ذات القدرة الممتازة على مقاومة التآكل بعمر افتراضي أطول. يقلل من تكاليف الإصلاح والصيانة.
فعالية التكلفة والتصنيع
تؤثر تكلفة المعدن بشكل كبير على عملية التصنيع والميزانية الإجمالية. هذه هي الاعتبارات العملية. وبالمثل، تؤثر عمليات التصنيع الفعالة على التكلفة الإجمالية للإنتاج. وقد يشمل ذلك أيضًا وقت الدورة ومعدلات الكشط.
المقارنة الشاملة لسبائك الألومنيوم المصبوبة بالقالب
فيما يلي مقارنة شاملة لسبائك الألومنيوم المصبوبة بالقالب. سيعطي ذلك صورة واضحة عن الاختلافات في خواصها.
| الممتلكات | سبيكة A380 | سبيكة A356 | سبيكة A383 | سبيكة A413 | سبيكة A360 | سبيكة 43 | سبيكة B390 |
| الكثافة (جم/سم مكعب) | 2.71 | 2.68 | 2.74 | 2.66 | 2.63 | 2.80 | 2.80 |
| نطاق الذوبان (درجة مئوية) | 540-595 | 555-615 | 516-582 | 573-613 | 557-596 | 525-595 | 510-595 |
| الموصلية الكهربائية (% IACS) | 27 | 36 | 23 | 35 | 30 | 21 | 22 |
| الموصلية الحرارية (وات/م كلفن) | 96.2 | 110 | 96.2 | 117 | 113 | 92 | 109 |
| قوة الشد القصوى (ميجا باسكال) | 320 | 250 | 310 | 320 | 320 | 300 | 390 |
| قوة الخضوع (MPa) | 160 | 175 | 150 | 160 | 170 | 140 | 250 |
| الصلابة (BHN) | 80 | 65 | 75 | 75 | 75 | 70 | 90 |
| قوة الإعياء (MPa) | 140 | 95 | 145 | 95 | 120 | 120 | 125 |
| قوة القص (ميجا باسكال) | 190 | 150 | 190 | 180 | 180 | 185 | 210 |
| الاستطالة (%) | 3.5 | 7.0 | 3.5 | 3.5 | 3.5 | 3.0 | 1.0 |
تطبيقات سبائك الألومنيوم في الصب بالقالب
تُستخدم المواد القائمة على الألومنيوم على نطاق واسع في العديد من الصناعات. وتُعدّ خفة وزنها وقوتها العالية مفيدة للأجزاء الحرجة. فهي توفر كلاً من القوة والكفاءة في استهلاك الوقود في التطبيقات الإنشائية. فيما يلي بعض تطبيقات هذه السبائك. وهي مذكورة في الجدول أدناه:
| سبيكة | الخصائص الرئيسية | التطبيقات | الصناعات |
| سبيكة A380 | خواص ميكانيكية جيدة، وإحكام الضغط | كتل المحرك، وعلب ناقل الحركة، وعلب التروس | صناعة السيارات |
| سبيكة A360 | مقاومة عالية للتآكل، ومقاومة عالية للتآكل، وضيق في الضغط | المكونات الهيكلية، والأغلفة، وأغطية المحركات | السيارات، المعدات الصناعية |
| سبيكة A356 | مرونة فائقة ونسبة قوة إلى الوزن | الهيكل، والعجلات، والأجزاء الهيكلية | السيارات، الآلات الصناعية |
| سبيكة A383 | ثبات الأبعاد، وقابلية الصب | العبوات الإلكترونية والأغلفة والموصلات الإلكترونية | الإلكترونيات والسلع الاستهلاكية |
| سبيكة A413 | موصلية حرارية عالية، وضيق في الضغط | المشتتات الحرارية، والمكونات الهيدروليكية، وأغطية المحرك | الإلكترونيات والسيارات |
| سبيكة 43 | مقاومة جيدة للتآكل، قوة معتدلة | المعدات الخارجية والأجزاء الهيكلية والإلكترونيات الاستهلاكية | المعدات الصناعية والسلع الاستهلاكية |
| سبيكة B390 | مقاومة ممتازة للتآكل، ومرونة منخفضة | أجزاء المحرك عالية الأداء، ومكونات ناقل الحركة، والمشتتات الحرارية | السيارات والإلكترونيات والمعدات الصناعية |
الخلاصة:
تقدم سبائك الألومنيوم مجموعة واسعة من الفوائد في العديد من الصناعات. فهي توفر خصائص مميزة. كل واحدة منها ضرورية لتلبية مواصفات الأجزاء المطلوبة. يعتمد تحديد المواد بشكل كبير على خصائصها. لذلك، فإن فهمها بعمق قد يساعد على ثنائيات الألومنيوم. يرشدهم في المضي قدمًا في الحصول على المواد.