الخلاصة: سبائك الألومنيوم هي الأكثر استخدامًا حاليًا والصب المواد المستخدمة على نطاق واسع في صناعة السيارات وصناعة الدراجات النارية والفضاء وغيرها من الصناعات. خصائص سبائك الألومنيوم هي كما يلي: (1) كثافة سبائك الألومنيوم صغيرة نسبيًا ، فقط حوالي ثلث كثافة الحديد والنحاس والزنك ، وتتمثل خصائصها في قوتها وصلابة عالية.

الألمنيوم الخام هو ألومنيوم منخفض النقاء مستخرج من مكون كيميائي طبيعي ، أكسيد الألومنيوم. الألمنيوم الخام هو ألومنيوم غير نقي ، مثل الحديد الخام ، يمكن أن يتحطم بسهولة بضربة قوية. منتجات الألمنيوم الشائعة خفيفة ورقيقة ، وهي عبارة عن ألومنيوم مطبوخ. يتم صهر سبائك الألومنيوم عن طريق إضافة كمية صغيرة من المغنيسيوم والمنغنيز والنحاس والمعادن الأخرى إلى الألومنيوم النقي ، مما يحسن بشكل كبير من مقاومة التآكل والصلابة. تركيبة الألمنيوم الخام: أقل من 98٪ من الألومنيوم ، منتجات هشة وصلبة ، منتجات صب الرمل فقط. تركيبة الألمنيوم الناضجة: أكثر من 98٪ من الألمنيوم ، لينة بطبيعتها ، قادرة على دحرجة أو ثقب الأواني المختلفة.

الصب هو عملية صهر ومعالجة للمعادن ، وعادة ما تستخدم خطورة من المعدن لصب القالب. لكن "صب الألمنيوم" لا يتم عن طريق الجاذبية ، ولكن عن طريق تطبيق قدر معين من الضغط. إنها تشبه إلى حد ما "قولبة الحقن". لكن لديها مجموعة من أنظمة السحب والتبريد الأساسية عالية التقنية وأنظمة أخرى. بشكل عام ، يتم تسليم المادة إلى التجويف ليتم صبها من خلال مدخل مركزي ، لتشكيل الأجزاء. الألومنيوم المناسب لعملية الصب بالقالب هو ألومنيوم مصبوب بالقالب ، وعادة ما يكون عبارة عن سبيكة ألومنيوم مصبوبة بالقالب. 3. 6061 الألومنيوم و 6063 الألومنيوم سبائك الألومنيوم ممثلة بأربعة أرقام ، مع المغنيسيوم والسيليكون كعناصر السبائك الرئيسية ومرحلة Mg2Si كمرحلة تقوية.

خصائص أداء سبائك الألومنيوم Al Mg هي: الخصائص الميكانيكية الجيدة في درجة حرارة الغرفة ؛ مقاومة قوية للتآكل. أداء الصب ضعيف نسبيًا ، مع تقلبات كبيرة في الخواص الميكانيكية وتأثيرات سمك الجدار ؛ أثناء الاستخدام طويل المدى ، قد يكون هناك انخفاض في مرونة السبيكة بسبب التقادم ، وحتى تكسير مصبوبات القوالب ؛ إن ميل تكسير التآكل الإجهادي في مصبوبات القوالب مهم أيضًا. عوضت عيوب سبيكة Al Mg جزئياً مزاياها ، مما حد من تطبيقها.

بعد التعتيق الطبيعي ، يمكن لمسبوكات سبائك الألومنيوم Al Zn تحقيق خصائص ميكانيكية عالية. عندما يكون الجزء الكتلي للزنك أكبر من 10٪ ، تتحسن القوة بشكل ملحوظ. عيب هذه السبيكة هو ضعف مقاومة التآكل ، والميل نحو التآكل الإجهادي ، والتعرض للتشقق الساخن أثناء صب القالب. سبائك Y401 شائعة الاستخدام لديها قابلية جيدة للتدفق وسهلة لملء تجويف القالب. العيب هو أنه يميل إلى تكوين المسام ، ويكون عرضة للتشقق الساخن عندما يكون محتوى السيليكون والحديد منخفضًا.

نظرًا لأن سبائك الألومنيوم Al Si تتميز بخصائص فاصل درجة حرارة التبلور الصغير ، والحرارة الكامنة للتصلب الكبير ، والسعة الحرارية النوعية الكبيرة ومعامل الانكماش الخطي الصغير لمرحلة السيليكون في السبيكة ، فإن أداء الصب أفضل بشكل عام من سبائك الألومنيوم الأخرى ، وقدرتها على التعبئة هي جيدة أيضًا ، وميل مسامية التكسير والانكماش الساخن صغير نسبيًا. يحتوي Al Si Cocrystal على أقل طور هشاشة (طور السيليكون) مع كسر كتلة يبلغ حوالي 10٪ فقط ، لذا فإن لدونته أفضل من تلك الموجودة في سبائك الألومنيوم Cocrystal الأخرى. يمكن تحسين المرحلة الهشة المتبقية عن طريق التعديل. يُظهر الاختبار أيضًا أن Al Si Cocrystal لا يزال يحافظ على اللدونة الجيدة عند درجة الحرارة بالقرب من نقطة التصلب ، والتي لا توجد في سبائك الألومنيوم الأخرى. غالبًا ما تكون هناك حاجة إلى كمية كبيرة من Cocrystal في هيكل سبيكة الصب لضمان أداء الصب الجيد ؛ ستؤدي زيادة عدد Cocrystal إلى جعل السبيكة هشة وتقليل الخواص الميكانيكية. هناك تناقض معين بين الاثنين. ومع ذلك ، نظرًا لللدونة الجيدة لـ Al Si Cocrystal ، والتي يمكن أن تلبي بشكل أفضل متطلبات كل من الخصائص الميكانيكية وخصائص الصب ، فإن سبائك Al Si هي أكثر سبائك الألومنيوم المصبوبة استخدامًا في الوقت الحاضر.

تنقسم مواد سبائك الألومنيوم في مصبوبات سبائك الألومنيوم بشكل أساسي إلى:

1. سبائك الألومنيوم والسيليكون: تشمل بشكل أساسي YL102 (ADC1 ، A413.0 ، إلخ) و YL104 (ADC3 ، A360) ؛

2. سبائك الألومنيوم والنحاس والسيليكون: تشمل بشكل أساسي YL112 (A380 ، ADC10 ، إلخ) ، YL113 (3830) ، YL117 (B390 ، ADC14) ADC12 ، إلخ ؛

3. سبائك المغنيسيوم الألومنيوم: تشمل بشكل رئيسي 302 (5180 ، ADC5 ،) ADC6 ، إلخ.

 

بالنسبة لسبائك الألومنيوم السليكونية وسبائك الألومنيوم والنحاس السليكوني ، كما يوحي الاسم ، فإن تركيبتها تتكون أساسًا من السيليكون والنحاس ، باستثناء الألومنيوم ؛ عادةً ما يكون محتوى السيليكون بين 6 و 12٪ ، والذي يلعب دورًا رئيسيًا في تحسين سيولة سائل السبيكة ؛ يحتل محتوى النحاس المرتبة الثانية فقط ، حيث يلعب دورًا رئيسيًا في تعزيز القوة وقوة الشد ؛ عادة ما يكون محتوى الحديد بين 0.7 و 1.2٪ ، وضمن هذه النسبة ، يكون تأثير تشكيل قطعة العمل هو الأفضل ؛ من خلال تكوينه ، يمكن ملاحظة أن هذا النوع من السبائك مستحيل أن يتأكسد ويلون ، وحتى مع أكسدة إزالة الشعر ، من الصعب تحقيق التأثير المطلوب. بالنسبة لسبائك الألومنيوم والمغنيسيوم ، يمكن أن تتأكسد وتلون ، وهي خاصية مهمة تميزها عن السبائك الأخرى. حاليًا ، تستخدم أجزاء الصب من سبائك الألومنيوم عمومًا مواد مثل A380 و A360 و A390 و ADC-1 و ADC-12 وما إلى ذلك. ADC12 يعادل A383 من معيار ASTM الأمريكي ، بينما A380 مكافئ لـ ADC10 من المعيار الياباني . في اليابان ، يستخدم ADC12 على نطاق واسع ، ولكن في الولايات المتحدة ، يتم استخدام A380 على نطاق واسع ، وتكوين الاثنين متشابه نسبيًا. ومع ذلك ، فإن الاختلاف في محتوى Si كبير نسبيًا ، حيث تتراوح نسبة ADC12 بين 9.5-12٪ و A380i 7.5-9.5٪. بالإضافة إلى ذلك ، هناك أيضًا بعض الاختلافات في محتوى النحاس ، حيث تتراوح نسبة ADC12 بين 1.5-3.5٪ و A380 من 2.0 إلى 4.0٪. المكونات الأخرى هي نفسها في الأساس. المواد الأكثر استخدامًا في الصين هي ADC12 و ADC6. الفرق الرئيسي بين المادتين هو أن محتوى Si و Fe و Cu و Zn و Ni و Sn في ADC12 أعلى منه في ADC6 ، بينما محتوى Mg أقل من محتوى ADC6. يتمتع ADC12 بخصائص معالجة ميكانيكية وصب قوالب أفضل ، في حين أن مقاومته للتآكل أقل من مقاومة مادة ADC6.

خصائص أداء سبائك الألومنيوم Al Mg هي: الخصائص الميكانيكية الجيدة في درجة حرارة الغرفة ؛ مقاومة قوية للتآكل. أداء الصب ضعيف نسبيًا ، مع تقلبات كبيرة في الخواص الميكانيكية وتأثيرات سمك الجدار ؛ أثناء الاستخدام طويل المدى ، قد يكون هناك انخفاض في مرونة السبيكة بسبب التقادم ، وحتى تكسير مصبوبات القوالب ؛ إن ميل تكسير التآكل الإجهادي في مصبوبات القوالب مهم أيضًا. عوضت عيوب سبيكة Al Mg جزئياً مزاياها ، مما حد من تطبيقها.

بعد التعتيق الطبيعي ، يمكن لمسبوكات سبائك الألومنيوم Al Zn تحقيق خصائص ميكانيكية عالية. عندما يكون الجزء الكتلي للزنك أكبر من 10٪ ، تتحسن القوة بشكل ملحوظ. عيب هذه السبيكة هو ضعف مقاومة التآكل ، والميل نحو التآكل الإجهادي ، والتعرض للتشقق الساخن أثناء صب القالب. سبائك Y401 شائعة الاستخدام لديها قابلية جيدة للتدفق وسهلة لملء تجويف القالب. العيب هو أنه يميل إلى تكوين المسام ، ويكون عرضة للتشقق الساخن عندما يكون محتوى السيليكون والحديد منخفضًا.

نظرًا لأن سبائك الألومنيوم Al Si تتميز بخصائص فاصل درجة حرارة التبلور الصغير ، والحرارة الكامنة للتصلب الكبير ، والسعة الحرارية النوعية الكبيرة ومعامل الانكماش الخطي الصغير لمرحلة السيليكون في السبيكة ، فإن أداء الصب أفضل بشكل عام من سبائك الألومنيوم الأخرى ، وقدرتها على التعبئة هي جيدة أيضًا ، وميل مسامية التكسير والانكماش الساخن صغير نسبيًا. يحتوي Al Si Cocrystal على أقل طور هشاشة (طور السيليكون) مع كسر كتلة يبلغ حوالي 10٪ فقط ، لذا فإن لدونته أفضل من تلك الموجودة في سبائك الألومنيوم Cocrystal الأخرى. يمكن تحسين المرحلة الهشة المتبقية عن طريق التعديل. يُظهر الاختبار أيضًا أن Al Si Cocrystal لا يزال يحافظ على اللدونة الجيدة عند درجة الحرارة بالقرب من نقطة التصلب ، والتي لا توجد في سبائك الألومنيوم الأخرى. غالبًا ما تكون هناك حاجة إلى كمية كبيرة من Cocrystal في هيكل سبيكة الصب لضمان أداء الصب الجيد ؛ ستؤدي زيادة عدد Cocrystal إلى جعل السبيكة هشة وتقليل الخواص الميكانيكية. هناك تناقض معين بين الاثنين. ومع ذلك ، نظرًا لللدونة الجيدة لـ Al Si Cocrystal ، والتي يمكن أن تلبي بشكل أفضل متطلبات كل من الخصائص الميكانيكية وخصائص الصب ، فإن سبائك Al Si هي أكثر سبائك الألومنيوم المصبوبة استخدامًا في الوقت الحاضر.

تنقسم عملية تشكيل الألمنيوم المصبوب إلى:

1. صب يموت الصب

2. تلميع خشن لإزالة بقايا العفن

3. تلميع جيد

ملخص: عند اختيار مواد صب القوالب ، يجب على المهندسين الميكانيكيين اختيار مواد الصب الصحيحة بشكل معقول بناءً على عوامل مختلفة مثل أداء المنتج وأداء العملية وظروف الإنتاج والاقتصاد وخصائص مواد الصب. تشتمل مواد الصب الشائعة لعنصر الماكينة على سبائك الألومنيوم وسبائك الزنك وسبائك المغنيسيوم.