Magnezyum ve alüminyum dökülebilir alaşımlardır. Magnezyum daha hafiftir ve yakıt verimliliği ve titreşim sönümleme gerektiren parçalarla iyi gider. Belirli kullanım tekniklerine ihtiyaç duyar. Alüminyum ise daha ucuza temin edilebilir ve genel amaçlı kullanıma uygundur. Korozyona karşı iyi direnç gösterir. Magnezyum basınçlı döküm ve alüminyum basınçlı dökümün hangi benzersiz özelliklerinin onları birbirinden ayırdığını öğrenin. Ayrıca, uygulamalarını ve fabrikasyon hususlarını keşfedin.

Magnezyum ve Alüminyumun Özellikleri

Magnezyum Özellikleri

Spesifik Alaşımlar

Magnezyumun spesifik alaşımları temel olarak alaşımlama yöntemleriyle oluşturulur. Burada farklı elementlerle karıştırılır. Örnekler arasında AZ91D, AM60 ve AS41 bulunur.

Daha iyi mukavemet ve korozyonu önleme kabiliyeti bu alaşımların önemli özellikleridir. Örneğin, AZ91D 240 MPa gerilme mukavemeti sayesinde daha güçlü ve daha hafiftir.

Korozyon Direnci

Magnezyum, hava veya alkali çözeltiler gibi ortamlar nedeniyle korozyona uğrayabilir. Bu durumda, kaplama veya alaşım elementleri en iyi sonucu verir. Örneğin, mühendisler magnezyumu alüminyumla karıştırdığında magnezyumun korozyon direnci daha iyi hale gelir.

Ayrıca, magnezyumdaki düşük yoğunluk (1,74 g/cm³) korozyonu iyi bir şekilde önlemesine izin vermez. Bu yüzden belirli bir korumaya ihtiyaç duyar.

Termal İletkenlik

Birçok magnezyum alaşımı AZ91 (51 W/m-K) gibi iyi bir termal iletkenlik sunar. Yani, ısıyı iyi iletirler ancak bir şekilde alüminyum veya bakır kadar verimli değildirler.

Ancak, bir metal her ısıtıldığında genleşir. Bu termal genleşme olarak bilinir. Magnezyum, alüminyumdan (23,6 x 10-⁶/°C) 25,2 x 10-⁶/°C veya daha yakın bir değerde daha fazla termal genleşme sunar.

Sönümleme Kapasitesi

Magnezyum mükemmel bir titreşim sönümleme özelliğine sahiptir. Bu da onu araçlarda ve uçaklarda kullanım için çok uygun hale getirir. Bu parçalar daha az gürültü ve titreşime ihtiyaç duyduğundan, elastik modülleri 45 GPa'dır ve bu da daha fazla esneklik anlamına gelir. Bu değer alüminyumdan (69 GPa) daha düşüktür.

İşlenebilirlik

Magnezyum alaşımları Al'dan daha düşük bir erime sıcaklığına (650°C) sahiptir. Bununla birlikte, işlenebilirlikleri çeşitli kesme kuvvetleri, takım aşınması ve talaş oluşumu ile tartılır.

Yanıcılığının bir şekilde uygun şekilde ele alınması gerekir. Bunun nedeni, işleme sırasında kıvılcım çıkarabilmesidir.

Alüminyumun özellikleri

Spesifik Alaşımlar

A380, A383 ve ADC1 bir çeşit özel alüminyum alaşımlarıdır. Bu alaşımlar silikon, bakır ve çinko gibi diğer elementleri de içerir.

Bu da daha iyi mukavemet ve korozyon direnci sağlar. Örneğin, A380'in 320 MPa gerilme mukavemeti onu endüstriyel kullanım için daha iyi bir seçim haline getirmektedir.

Korozyon Direnci

Alüminyumda koruyucu bir oksit tabakasının oluşması, atmosferik ve deniz ortamlarında korozyona karşı durmasını sağlar. Ayrıca alüminyum 2,70 g/cm³ yoğunluğa sahiptir. Bu yüzden daha güçlü ancak hafiftir.

Elektriksel İletkenlik

A380 gibi alüminyum alaşımlarında 22.5% IACS (Uluslararası Tavlanmış Bakır Standardı) elektrik iletkenliği vardır. Temel olarak, bakırdan daha düşüktür ancak yine de elektrik kabloları için en iyi sonucu verir.

Dökülebilirlik

Alüminyum alaşımları mükemmel dökülebilirlikleri sayesinde her türlü karmaşık şekli alabilirler. Kalıbın içine sorunsuzca akarlar ve ince duvarlar oluşturabilirler. Bu yüzden popüler bir üretim tercihi haline gelmiştir. Ayrıca, yüksek erime noktaları döküm sırasında daha yüksek sıcaklıklara dayanmalarını sağlar.

Magnezyum Basınçlı Döküm Uygulamaları

Havacılık ve Uzay

Magnezyumun hafifliği ve orta derecede mukavemeti, onu çeşitli havacılık ve uzay parçalarının üretiminde kullanılabilir hale getirir. Buna uçak dişli kutusu muhafazaları ve helikopter rotor göbekleri de dahildir.

Otomotiv

Otomotiv sektöründe üreticiler bunları daha az yakıt kullanmaları ve hafif olmaları nedeniyle kullanmaktadır. Uygulamalar arasında gösterge panelleri, direksiyonlar, bagaj kapağı içleri, kapı panelleri ve direksiyon askı kirişleri yer almaktadır.

Elektronik

Magnezyum ayrıca dizüstü bilgisayar kasaları ve akıllı telefon bileşenlerinin imalatı için de uygundur. Parça ağırlığını azaltır ve dayanıklılık sunar.

Ağırlık Tasarrufu

Magnezyum alüminyumdan daha fazla ağırlık içermediği için direksiyon simidini 40% daha hafif yapmak için kullanılabilir.

Havacılık endüstrisinden bahsetmişken, alüminyum yerine dişli kutusu muhafazaları için ağırlık tasarrufu sağlayabilir. Bu da uçakların daha verimli çalışması anlamına geliyor.

Ağırlık Azaltmanın Önemi

Daha önce de keşfettiğiniz gibi, hafif özelliklerin etkisi. Bununla birlikte, magnezyum kullanan otomobiller gibi uygulamalar daha az yakıt kullanır ve daha az emisyon üretir. Dahası, daha hafif uçaklar daha uzak mesafelere uçabiliyor. Ayrıca, hafif ürünleri daha kolay taşıyabilirsiniz.

Alüminyum Basınçlı Döküm Uygulamaları

Otomotiv

Alüminyum, üreticilerin onu herhangi bir şekil ve formda dökmesine olanak tanıyan bir metaldir. Hafifliği ve dayanıklılığı sayesinde motor blokları, şanzıman gövdeleri ve tekerlek yapımına uygundur. Sonuç olarak, uygulamalar daha az enerji kullanır ve daha uzun ömürlü olur.

Havacılık ve Uzay

Yüksek stresi etkili bir şekilde kaldırabilir. Bu nedenle, havacılık şirketleri yapısal bileşenleri ve elektronik muhafazaları için kullanmaktadır.

Endüstriyel ekipman

Alüminyum alaşımları parçaları korozyondan korur. Buna direnç göstererek, özellikle ihtiyaç duyan endüstriyel parçalarda dayanıklılık ve aşınma direnci sağlarlar. Örneğin, pompalar ve dişli kutuları.

Geri Dönüştürülebilirlik

Alüminyum geri dönüştürülebilir. Bu şekilde sürdürülebilir bir seçenek olarak bilinir. Hiç bitmeyen zinciri sayesinde ürün malzemesini yeniden kullanabilirsiniz. Ayrıca kalitesini ve özelliklerini kaybetmez.

Alüminyum geri dönüşüm süreci, boksitten birincil alüminyumu çıkarmak için 5%'den fazlasını kullanmaz. Bu da çevresel etkiyi azaltmaktadır.

Basınçlı Dökümde Alüminyum Geri Dönüşümünün Faydaları

Geri dönüştürülmüş alüminyum genellikle basınçlı dökümde de kullanılır. Bu sayede kaynak ve maliyet tasarrufu sağlanır. Aynı zamanda çeşitli sektörlerde sürdürülebilir hedefleri karşılamak için bir seçenektir. Geri dönüştürülmüş metal kullanımı karbon ayak izini ortadan kaldırır ve ekonomik açıdan mantıklıdır.

Dökümde İmalatla İlgili Hususlar

Magnezyum Döküm

Kalıp Sıcaklığı ve Reaksiyon

Diecaster magnezyum alaşımlarını erime noktasında (650°C) ısıttığında erimiş hale gelir.

Bu ısıtılmış metali işlemek için, daha düşük sıcaklıklarda kalıp seçmek anlamsızdır. Bu nedenle, bir kalıp en az 700°C sıcaklığa dayanmalıdır. Magnezyum oksijenle karşılaştığında ortaya çıkan reaksiyonlar vardır. Bu oksidasyon veya yangın tehlikesi olabilir.

Bunu önlemek için, kapalı fırınlar arasında seçim yapabilirsiniz, argon, veya SF6 gaz kapakları. Ayrıca, kuru aletler kullanmak oksidasyonu durdurmaya yardımcı olur.

Ayrıca, uygun büzülme boşluklarının ve maça yerleşimlerinin dikkate alınması, ileride oluşabilecek kusurların olasılığını azaltır.

Kalıp Malzemesi ve Bakımı

Magnezyum dökmek için kullanılan kalıplar genellikle H13 çeliğinden (45-50 HRC sertlik) ve 4140 çeliğinden (28-32 HRC sertlik) yapılır.

H13 çeliği yaklaşık 600°C sıcaklığa dayanabilir. Bir şekilde hızlı aşınır çünkü magnezyum reaksiyonlar yaratır.

Çekim açılarının eklenmesi, döküm parçanın kalıplardan dışarı itilmesine yardımcı olur. Bu da pürüzsüz kalıp performansına yardımcı olduğu anlamına gelir.

Ayrıca, düzenli bakım ve nitrürleme kaplamaları sayesinde kalıp daha uzun ömürlü olur.

Çevrim Süresi

Magnezyum döküm daha hızlı katılaşır. Her döngü 20 ila 40 saniyeden fazla sürmez. Ayrıca, hattın kalıplarda ayrılması, kolayca ayrılmasını sağlar. Bu da üretim süresinden tasarruf sağlar.

Güvenlik Önlemleri

SF6 gaz bastırma, magnezyum dökümleri sırasında meydana gelebilecek yangın tehlikesi durumlarının kontrol edilmesine yardımcı olur.

Ayrıca, su bazlı soğutma sıvıları kullanmaktan kaçının. Çünkü ısıtılmış magnezyum su ile şiddetli reaksiyona girer.

Çekme açıları ve ayırma çizgileri işlem sırasında sorun yaratmaz ve riski azaltır.

Yüzey İşlemleri

1 ila 3 derecelik çekim açıları eklemek daha iyi yüzeyler elde etmenizi sağlar. Ayrıca, çeşitli döküm sonrası kaplamalar ve boyalar parça görünümünü iyileştirir ve onları korozyondan korur.

Alüminyum Döküm

Kalıp Sıcaklığı ve Basıncı

Alüminyum döküm, 140.000 kPa'ya kadar basınç altında 350°C'de çalışmak için daha güçlü kalıplara ihtiyaç duyar. Bunun nedeni alüminyumun yüksek erime noktalarına sahip olması ve daha yüksek basıncın çatlamaya neden olabilmesidir.

Kalıp Malzemesi ve Üretim Limitleri

Çelikten (H13) yapılan kalıplar genellikle iyi performans gösterir ve değiştirilmesi gerekmeden önce 100.000 çevrimi tamamlayabilir.

Buradaki ayırma çizgisi stresi azaltır ve ömrü uzatır. Ayrıca, kalıp tasarımlarının optimizasyonu dayanıklılık ve performansta olumlu değişiklikler getirir. Bu teknikler aynı zamanda kalıp değişimiyle ilgili maliyetleri de en aza indirir.

Alüminyum Çevrim Süresi

Alüminyum dökümün her döngüsünün bitmesi 20 saniye ile 1,5 dakika arasında sürer. Yaklaşık (2-10 mm) et kalınlığına sahip parçalar oluşturur.

Temel olarak, döngü süresi enjeksiyon hızı (1-5 m/s), kalıp sıcaklığı (150-250°C) ve katılaşma süresini (5-20 saniye) içerir. Bu nedenle bu işlem biraz daha yavaştır ancak hassasiyet sağlar.

Alüminyum Güvenlik Önlemleri

Alüminyum döküm genellikle duman çıkarır. Bu nedenle havalandırılmış alanlarda çalışmak önemlidir. Ayrıca, ısıya dayanıklı KKD giyin ve makine koruyucularını koruyun. Erimiş alüminyum ve kalıp sıcaklığı ile ilgili sıkı bir protokol olmalıdır. Böylece yanıkları, yangınları ve soluma tehlikelerini önleyebilirsiniz.

Alüminyum Yüzey İşlemleri

Yüzey bitirme durumunda, alüminyum çeşitli işlemlerden geçer. Burada kumlama, parlatma ve eloksal çok iyi gider.

Alüminyum döküm, 0,8 ila 3,2 µm arasında değişen pürüzlülüğe (Ra) sahip parçalar üretir.

Toz boya (60-120 µm kalınlık) gibi kaplamalar bu nedenle dayanıklılığını ve güzelliğini artırır. Pas oluşumunu azaltır ve performansını artırır.

Mekanik Özelliklerin Karşılaştırılması

Magnezyum ve alüminyum benzersiz özelliklere sahip iki farklı metaldir. Bu nedenle magnezyum çeşitli imalat ürünlerinde kullanılabilir. Örneğin, üreticiler alaşımlar oluşturmak için 43% alüminyum ile karıştırırlar.

Benzer şekilde, 40% magnezyum yapısal metal yapımında kullanılır. Hafif mühendislikteki önemini bu şekilde vurgulamaktadır.

Çekme Dayanımı ve Akma Dayanımı

Metalin gerilme mukavemeti, kırılmadan önce kuvvetleri karşılama yeteneğini gösterir.

Akma dayanımı, bir metalin kalıcı olarak bükülmeye başladığı noktadır.

Özellikle AZ91D gibi magnezyum alaşımları 240 MPa gerilme mukavemeti ve 150 MPa akma mukavemeti sunar. Bu da döküm için daha hafif bir seçenek olmasına katkıda bulunur.

Alüminyumun değeri ne olursa olsun, 320 MPa'lık avantajı vardır Çekme Dayanımı  ve A380'de 130 ve 280 MPa'ya kadar akma dayanımı.

Bu metallerin yüksek gerilimli parçalar için kullanılmasının nedeni budur.

Uzama ve Darbe Dayanımı

Metaller kırılmadan önce belirli sınırlarda gerilebilir, bu da uzamalarını ifade eder.

Uzama metal direncini etkiler ve şokları absorbe etme kabiliyetini gösterir.

Magnezyumda 5 ila 6% uzama ve 4-8 J darbe direnci vardır. Bu da onu daha esnek ve şok emici yapar.

Ancak alüminyumda uzama aralığı 1 ila 10%'dir ve 3-5 J darbe direncine sahiptir. Bu da biraz daha kırılgan oldukları anlamına gelir.

Yorulma Dayanımı

Metallerin tekrarlanan strese direnme kabiliyeti yorulma mukavemeti olarak bilinir.

Magnezyum alaşımları 70-150 MPa yorulma dayanımı verir. Alüminyumdan daha az güçlü olmalarına rağmen güvenilirlik sağlarlar.

Alüminyumda yorulma mukavemeti 90 ile 180 MPa arasında değişir. Bu da onu motor parçalarında kullanım için uygun hale getirir.

Sertlik

Metallerin sertliği çizilmeye karşı dirençlerini ölçer. Örneğin magnezyum 60-80 HB sertliğe sahiptir ve yumuşak metaller kategorisinde sayılır. Alüminyum ise 70-100 HB sertliktedir. Yani daha dayanıklıdır.

Sürünme Direnci

Isı, zaman geçtikçe malzemelerin kalitesini ve performansını etkiler. Sürünme direnci parametresi, metallerin zaman içinde ısıya dayanma kabiliyetini ölçen bir türdür.

Örneğin, magnezyum yüksek ısılı kullanımla sınırlıdır, bu nedenle daha hızlı zayıflar. Bu durumda alüminyum, daha yüksek sıcaklıklara dayanabilmesi nedeniyle alternatif bir seçenektir.

Sonuç:

İçinde Magnezyum basınçlı dökümalaşımları hızla katılaşır, ancak daha yüksek yangın riski olasılığı vardır. Bu arada, alüminyumun soğuması magnezyumdan biraz daha fazla zaman alır. Bununla birlikte, parça üretiminde dayanıklılık sağlar. Magnezyumu büyük hacimli parçaları hızlı bir şekilde üretmek için hafif bir metal olarak kullanabilirsiniz. Öte yandan alüminyum, zaman içinde korozyona uğramaması gereken daha güçlü parçalara uygundur. Bununla birlikte, magnezyum ve alüminyum arasında doğru metal seçimi, uygulama ihtiyaçları tartılarak yapılabilir.