محتوا
- اهمیت بالای ریخته گری آلیاژهای غیر آهنی در صنعت
- ریخته گری آلیاژهای غیر آهنی چیست؟
- مزایای ریخته گری آلیاژهای غیر آهنی
- مقاومت و دوام بالا
- مقاومت در برابر خوردگی
- وزن پایین
- نرخ رسانایی بالا
- جذابیت‌های دکوراتیو
- ویژگی‌های غیرمغناطیسی
- قابلیت بازیافت و ویژگی‌های زیست‌محیطی
- کاربردهای ریخته گری آلیاژهای غیر آهنی
- فرایند ریخته گری آلیاژهای غیر آهنی
- ریخته گری با شن
- ریخته گری با قالب دائمی
- ریخته گری تحت فشار
- محصولات گوناگون را به روش ریخته گری آلیاژهای غیر آهنی بسازید
- سوالات متداول
- مهمترین ویژگی قطعات ریخته گری با آلیاژ تیتانیوم چیست؟
- آیا قطعات ریخته گری آلیاژهای غیر آهنی در صنعت ساخت و ساز هم کاربرد دارند؟
- چرا آلیاژهای غیر آهنی گران‌تر هستند؟
اهمیت بالای ریخته گری آلیاژهای غیر آهنی در صنعت
بشر فرایند ریخته گری آلیاژهای غیر آهنی را از ۳,۲۰۰ سال پیش از میلاد مسیح به کار می‌برد. این شیوه نقش بسیار مهمی در بسیاری از ابداعات صنعتی ایفا کرده است. طی هزار سال گذشته نیز شاهد نوآوری‌ها و بروزرسانی تکنیک‌های ریخته گری آلیاژهای غیر آهنی بوده‌ایم، اما با این وجود روند کلی همچنان بدون تغییر مانده است. یکی از مهمترین فاکتورها هنگام انجام ریخته گری استفاده از فلز مناسب است؛ در غیر این صورت فاکتورهای مکانیکی و بصری مدنظر به دست نمی‌آیند. آلیاژهای غیر آهنی به دلیل کیفیت بسیار بالا و سهولت کار کردن با آن‌ها شناخته می‌شوند و از محبوبیت بسیار بالایی برخوردار هستند. در این مطلب با فرایند ریخته گری آلیاژهای غیر آهنی و جزئیات آن آشنا می‌شویم
ریخته گری آلیاژهای غیر آهنی چیست؟
به طور ساده ریخته گری آلیاژهای غیر آهنی به فرایند قالب‌گیری با استفاده از متریال‌های بدون آهن گفته می‌شود. در این بین از متریال‌های مختلف برای این نوع ریخته گری استفاده می‌شود که برخی از مهمترین آن‌ها را می‌توانید در جدول زیر مشاهده کنید.
| نفره | پلاتین | طلا | مس |
| برنز | برنج | نیکل | پالادیوم |
| تیتانیوم | آلومینیوم | قلع | سرب |
| روی | تنگستن | بریلیم | بیسموت |
| کادمیوم | منگنز | وانادیوم | سلنیوم |
معمولا از فلزهای غیر آهنی به دلیل دوام بالایی که دارند برای ساخت سازه‌های مختلف استفاده می‌شود. این آلیاژها می‌توانند با داشتن چگالی پایین فشارهای بسیار بالا را تحمل کنند. علاوه بر این در برابر خوردگی و پوسیدگی‌ها مقاوم هستند و بسیاری از آن‌ها را می‌توان بدون نگرانی درباره مسمومیت در صنایع غذایی نیز استفاده کرد.
معمولا از آلیاژهای آلومینیومی در ریخته گری قطعات خودرو و ساخت بدنه اتومبیل استفاده می‌شوند. بسیاری از بخش‌های موتور اتومبیل شامل سرسیلندر، منیفولد و … با آلیاژهای آلومینیوم تولید می‌شوند. مس نیز به صورت گسترده در صنایع الکترونیکی کاربرد دارد و به عنوان ماده رسانا و مبدل حرارتی به کار می‌رود.
مزایای ریخته گری آلیاژهای غیر آهنی
فرایند ریخته گری آلیاژهای غیر آهنی و آهنی شباهت‌های بسیار زیادی به یکدیگر دارد. به طور کلی پروسه تولید قطعات تفاوت چندانی با یکدیگر ندارد، اما ویژگی‌ها و مزایای ریخته گری آلیاژهای غیر آهنی باعث می‌شوند برای برخی مقاصد خاص بیشتر به کار بروند. در ادامه با برخی از مهمترین مزایای ریخته گری آلیاژهای غیر آهنی آشنا می‌شویم.
مقاومت و دوام بالا
از آنجایی که آلیاژهای غیر آهنی حاوی آهن نیستند مقاومت بیشتری در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی نشان می‌دهند. به همین دلیل از قطعات تولید شده با آن‌ها در فضاهایی که پر از مخاطرات محیطی هستند، استفاده می‌کنند. به همین دلیل قطعاتی مانند موتور اتومبیل و تجهیزات صنعتی در فضاهای سرشار از رطوبت و بخارهای سمی و خورنده با استفاده از آلیاژهای غیر آهنی تولید می‌شوند.
مقاومت در برابر خوردگی
آلیاژهای غیر آهنی در برابر خوردگی و اکسید شدن مقاوم هستند. این متریالها می‌توانند در محیط‌های خورنده و دارای اکسیژن بالا مورد استفاده قرار گیرند و به دلیل نبود عنصر آهن دچار مشکل و خوردگی نشوند. قطعات تولید شده به شیوه ریخته گری آلیاژهای غیر آهنی در محیط‌های مرطوب و سرشار از بخار آب نصب و استفاده می‌شوند. این ویژگی موجب می‌شود تا شاهد کاربردهای گوناگون آلیاژهای غیر فلزی در صنایع باشیم.
وزن پایین
آلیاژهای غیر آهنی معمولا در مقایسه با آلیاژهای آهنی وزن کمتری دارند. عنصر آهن وزن بالایی دارد و نبود آن در این آلیاژها موجب کاهش وزن محسوس آن‌ها می‌شود. یکی از مشهورترین نمونه‌های آلیاژهای غیر آهنی سبک‌وزن آلومینیوم نام دارد. وزن پایین آلیاژهای غیر آهنی باعث می‌شود تا کاربردهای ویژه و گوناگون در صنعت پیدا کنند.
نرخ رسانایی بالا
رسانایی یک فاکتور فیزیکی فلزات است که بیانگر سهولت حرکت الکترون‌ها از درون ماده می‌باشد. برخی از آلیاژهای غیر آهنی مانند مس دارای رسانایی الکتریکی و حرارتی بسیار بالا هستند. همین موضوع باعث می‌شود تا از آن‌ها به صورت گسترده برای ساخت سیم و ابزارهای الکترونیکی استفاده کنند. به طور کلی رسانایی الکتریکی و حرارتی آلیاژهای غیر آهنی در مقایسه با آلیاژهای آهنی بیشتر است.
جذابیت‌های دکوراتیو
برخی از آلیاژهای غیر آهنی به صورت گسترده برای تهیه قطعات دکوری و تزئینی استفاده می‌شوند. مس، نیکل، قطع، کادمیوم، روی، آلومینیوم و سرب برخی از مهمترین آلیاژهای غیر آهنی در این حوزه هستند. برخی از فلزات گران‌بها مانند نقره، برنز، طلا و پلاتین نیز به صورت محدود استفاده می‌شوند. این آلیاژها به دلیل رنگ جذاب و خواص خاص خود محبوبیت پیدا کرده‌اند. یکی دیگر از ویژگی‌های آن‌ها سهولت استفاده و امکان ریخته گری قطعات خاص با جزئیات بسیار زیاد است. به دلیل ارزشمند بودن این نوع فلزات در بسیاری از موارد آن‌ها را به صورت روکش به قطعات دکوری اضافه می‌کنند.
ویژگی‌های غیرمغناطیسی
از آنجا که این نوع آلیاژها حاوی آهن نیستند خواص غیرمغناطیسی و ویژه خود را نیز دارند. به طور کلی این نوع آلیاژها می‌توانند با توجه به آرایش الکترونی خود واکنش‌های مختلف در درون میدان مغناطیسی نشان دهند. این ویژگی به مهندسان و طراحان این امکان را می‌دهد تا قطعات خاص و ویژه را برای استفاده در محیط‌های دارای میدان مغناطیسی قوی طراحی کنند. این خاصیت کاربردهای بسیار زیادی در دنیای الکترونیک و سیم‌کشی وسایل برقی دارد.
قابلیت بازیافت و ویژگی‌های زیست‌محیطی
تقاضا برای آلیاژهای غیر آهنی به دلیل مصارف و کاربردهای گسترده بسیار بالا است. به همین دلیل نرخ بازیافت این مواد به صورت ضایعات قابل توجه می‌باشد. این موضوع باعث می‌گردد که به ندرت به صورت زباله در طبیعت رها شوند و از آن‌ها برای ساخت آلیاژهای جدید و قطعات مختلف استفاده می‌کنند. بازیافت گسترده آلیاژهای غیر فلزی باعث می‌شود تا میزان انرژی مورد نیاز برای تامین آن‌ها کاهش پیدا کند و استفاده از این نوع فلزات آسیب کمتری به محیط زیست برساند.
کاربردهای ریخته گری آلیاژهای غیر آهنی
به طور کلی آلیاژهای غیر آهنی به دلیل مقاومت و دوام بسیار بالایی که دارند برای ساخت سازه‌ها استفاده می‌شوند. با این وجود کاربرد آن‌ها بسیار متنوع است و می‌توان قطعات گوناگون را به روش قالب‌گیری با آن‌ها ساخت. از آنجایی که آلیاژهای غیر آهنی تنوع بسیار بالایی دارند می‌توانید برای کاربردهای گوناگون از آن‌ها استفاده کنید.
آلیاژ آلومینیوم به صورت گسترده در صنعت اتومبیل‌سازی استفاده می‌شود. قطعات ریخته گری شده با آلیاژهای آلومینیوم به دلیل شکل خاص و بی‌نظیر و طراحی منحصر بفرد خود شهرت دارند. این آلیاژها در دمای ۶۶۰ درجه سانتی‌گراد ذوب می‌شوند، قابلیت چکش‌خواری خوبی دارند و رسانایی حرارتی و الکتریکی آن‌ها بسیار بالا است. شما می‌توانید به راحتی آلومینیوم را ذوب کنید و آن را در داخل قالب به قطعه مورد نظر تبدیل کنید. همچنین تولید قطعه‌های آزمایشی و ویژه اتومبیل با آلیاژ آلومینیوم و دستگاه CNC نیز وجود دارد. بسیاری از قطعات آلومینیومی و قالب‌های مورد استفاده در فرایند ریخته گری با استفاده از نرم‌افزارهای ویژه و با دقت بالا طراحی می‌شوند. شما می‌توانید قطعات آلومینیومی را در بخش‌های داخلی و خارجی اتومبیل‌ها مشاهده کنید.
آلیاژ روی نیز قابلیت استفاده در فرایند ریخته گری را دارد. سطح قطعات روی را می‌توان سمباده زد و قابلیت روکش شدن با کروم را نیز دارند. این فرایند به دلیل مقاومت بسیار بالای نیکل در برابر خوردگی و با هدف پیشگیری از سایش و پارگی قطعات روی انجام می‌شود. روکش نیکل-کروم قطعات را در برابر عوامل خورنده مقاوم می‌کند و می‌توانید با خیال راحت آن‌ها را در محیط‌های صنعتی و بسیار خشن استفاده کنید. علاوه بر این سطح قطعات روی امکان روکش شدن با مس را نیز دارند. قطعات ریخته گری با روی بسیار بادوام هستند و ثبات ابعادی خوبی دارند و می‌توانید از خواص مکانیکی و هدایت حرارتی و الکتریکی عالی آن‌ها استفاده کنید.
فرایند ریخته گری آلیاژهای غیر آهنی
فرایند ریخته گری بسیار پچیده و دقیق است و می‌تواند برای تولید قطعات گوناگون فلزی استفاده شود. در این پروسه فلزات ابتدا به حالت مذاب در می‌آیند و در ادامه با ورود به قالب مدنظر و سرد شدن شکل نهایی را پیدا می‌کنند. در این بین از انواع فلزات و آلیاژها برای ریخته گری استفاده می‌شود. شما باید برای این منظور گام‌های مختلف را پیش از هر چیز دنبال کنید تا با توجه به نیاز خود پروسه را دنبال کنید.
به طور کلی باید پیش از هر چیز مراحل زیر را انجام دهید:
- تجزیه و تحلیل خط مونتاژ و ریخته گری: بررسی جنبه‌های مختلف فرایند با هدف کاستن از هزینه‌ها پیش از تولید قطعات به روش ریخته گری
- مهندسی معکوس: استفاده از تکنولوژی سه‌بعدی با هدف بررسی ابعادی قطعات، به این ترتیب می‌توانید انواع ریخته گری‌های انجام شده را بررسی و با دقت بالا تکرار کنید. انجام مهندسی معکوس موجب صرفه‌جویی قابل توجه در هزینه‌ها می‌شود
- پروتوتایپ‌های غیر آهنی: ساخت پروتوتایپ‌های ریخته گری، به صورت عملکردی و غیرعملکردی، بسیار مهم است. از این مدل‌های آزمایشی برای انجام تست و بررسی بازار استفاده می‌شود. در صورتی که قصد جذب سرمایه‌گذار داشته باشید باید این پروتوتایپ‌ها را به منظور ارائه به آن‌ها تولید کنید
انجام ریخته گری آلیاژهای غیر آهنی به شیوه‌های مختلف انجام می‌شود. به طور کلی پروسه تولید این نوع قطعات شباهت زیادی به فرایند ریخته گری فلزات آهنی دارد و تنها جنس قالب‌ها و برخی پارامترها را می‌توان متفاوت یافت. در ادامه با مهمترین فرایندهای ریخته گری آلیاژهای غیر آهنی آشنا می‌شویم.
ریخته گری با شن
در روش ریخته گری با شن مدت زمان لازم برای خنک شدن فلز بیشتر است و این موضوع ساختار قطعات ساخته شده با آلیاژهای غیر آهنی را دندریتی می‌کند. برای تولید قطعات باید از پر شدن تمام بخش‌های قالب شنی مطمئن شوید. همچنین قالب باید کیفیت لازم را داشته باشد تا دچار شکست و خرابی نشود. قالب شنی باید امکان خروج گاز نیز داشته باشد تا بر تولید قطعه تاثیر منفی نگذارد.
ریخته گری با قالب دائمی
در ریخته گری با قالب دائمی همان طور که از نامش پیدا است از قالب‌های چندبار مصرف و بادوام استفاده می‌شود. این قابل‌ها از دو بخش تشکیل می‌شوند و دیواره‌های آن بین ۱۵ تا ۵۰ میلی‌متر ضخامت دارند. مرکز این قالب‌ها نیز با شن خشک یا فلز ساخته می‌شود. ریخته گری انواع آلیاژهای غیر آهنی با قالب‌های دائمی فولادی صورت می‌گیرد.
ریخته گری تحت فشار
در ریخته گری تحت فشار از قالب‌های دائمی استفاده می‌شود. این فرایند در فشارهای ۷۰ تا ۵,۰۰۰ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع انجام می‌گیرد. فشار مورد نیاز برای انجام این تکنیک با استفاده از هوای فشرده یا هیدرولیک تامین می‌شود.
محصولات گوناگون را به روش ریخته گری آلیاژهای غیر آهنی بسازید
ریخته گری آلیاژهای غیر آهنی به دلیل خواص ویژه این نوع متریالها از محبوبیت بسیار بالایی برخوردار است. به طور کلی بسیاری از قطعات مورد استفاده در زندگی روزمره با استفاده از این شیوه تولید می‌شوند. برای این منظور الگوها و قالب با دقت بسیار بالا باید تهیه شوند تا شکل و فرم قطعه نهایی مطابق با انتظار باشد. مجموعه متالکست مدلسازی و ریخته گری انواع قطعات صنعتی با آلیاژهای غیر آهنی را انجام می‌دهد. شما می‌توانید برای ثبت سفارش از طریق سایت اقدام کنید.
سوالات متداول
مهمترین ویژگی قطعات ریخته گری با آلیاژ تیتانیوم چیست؟
قطعات ریخته گری شده با آلیاژ تیتانیوم دوام بسیار بالایی دارند و همزمان وزن آن‌ها نیز خیلی کم است. به طور کلی آلیاژ تیتانیوم یک جایگزین پیشرفته برای آلیاژهای آهنی به شمار می‌رود که کاربردهای گوناگون، مخصوصا در ساخت قطعات اتومبیل و محصولات مختلف دارد.
آیا قطعات ریخته گری آلیاژهای غیر آهنی در صنعت ساخت و ساز هم کاربرد دارند؟
بله، شما می‌توانید قطعات تولید شده با آلیاژهای غیر آهنی را در لوله‌کشی، ساخت ناودان، قطعات الکترونیکی و بخش‌های مختلف سقف مشاهده کنید. این نوع متریال در برابر خوردگی و در تماس با دماهای بالا مقاومت خوبی دارند و به همین دلیل از آن‌ها استفاده می‌شود.
چرا آلیاژهای غیر آهنی گران‌تر هستند؟
آلیاژهای غیر آهنی به دلیل داشتن خواص فیزیکی عالی قیمت بالاتری دارند. این نوع آلیاژها در برابر خوردگی مقاوم هستند و ثبات پایداری عالی دارند. به همین دلیل برای تولید برخی قطعات باید حتما از این نوع متریال استفاده کنید.
