هنگام انتخاب یک آلیاژ آلومینیوم، اولین تمایز نباید بین "فرفورژه" و "فرور شده" باشد. آهنگری تنها یکی از فرآیندهای تولیدی در خانواده آلیاژهای فرفورژه- است. چارچوب صحیح تمایز بین آنهاستآلیاژهای آلومینیوم فرفورژهوریخته گری آلیاژهای آلومینیوم. این دو خانواده برای روشهای پردازش، فرم‌های محصول، الزامات مکانیکی و کاربردهای مختلف طراحی شده‌اند.
| خانواده | نام‌گذاری‌های معمولی | روشهای پردازش اصلی | فرم های رایج محصول |
|---|---|---|---|
| ساخته شده | سری 1xxx–8xxx، مانند 1050، 3003، 5052، 6061، 7075 | نورد، اکستروژن، رسم، آهنگری | ورق، کویل، صفحه، لوله، پروفیل، آهنگری، سیم |
| بازیگران | A356، A380، A206، آلیاژهای ریخته گری 2xx/3xx/4xx/5xx قدیمی تر، سری ZL چینی | ریخته گری شن و ماسه، ریخته گری قالب، ریخته گری سرمایه گذاری، ریخته گری دائمی-قالب | ریخته‌گری‌های{0}}شکل پیچیده |
آلیاژهای فرفورژه پس از انجماد به صورت مکانیکی کار می شوند. نورد، اکستروژن، کشش و آهنگری همگی روش های فرآوری فرفورژه هستند. خواص نهایی آنها نه تنها توسط ترکیب آلیاژ بلکه توسط مسیر پردازش و مزاج کنترل می شود.
محصولات آلومینیومی فرفورژه معمولاً در عرضه می شوندمزاج O، H و T. O نشان‌دهنده شرایط آنیل‌شده، H نشان‌دهنده کرنش-مواد سخت‌شده، و T نشان‌دهنده مواد تیمار شده با حرارت- است. به عنوان مثال، 5052-H32 و 6061-T6 خواص مکانیکی متفاوتی دارند، زیرا ترکیبات آلیاژی و مزاج آنها متفاوت است.
آلیاژهای ریخته گری، در مقابل، به طور خاص برای پردازش ریخته گری فرموله شده اند. آلیاژهای سیلیکونی آلومینیم{1}}مانند A356 و A380 سیالیت و ویژگی‌های ریخته‌گری خوبی دارند. افزودنی‌های مس و منیزیم می‌توانند استحکام بالاتری داشته باشند و عملیات حرارتی مانند شرایط T5 یا T6 را فراهم کنند.
2. ساختار و خواص مکانیکی
فرآیند تولید تفاوت های مهمی در ساختار مواد ایجاد می کند.
محصولات فرفورژه تحت تغییر شکل مکانیکی قابل توجهی قرار می گیرند که می تواند ساختار دانه را اصلاح و جهت دهی کند و تخلخل داخلی را که معمولاً با محصولات ریخته گری معمولی مرتبط است کاهش یا حذف کند. در نتیجه، آلومینیوم فرفورژه عموماً خواص مکانیکی سازگارتر، شکل‌پذیری خوب، مقاومت در برابر خستگی بالا و کنترل ابعادی دقیق‌تر را ارائه می‌کند.
آلومینیوم ریخته گری مستقیماً از حالت مایع جامد می شود. بسته به آلیاژ و روش ریخته‌گری، ریخته‌گری‌ها ممکن است حاوی تخلخل گاز، حفره‌های جمع‌شدگی، آخال‌ها و سایر عیوب مربوط به ریخته‌گری- باشند. ریزساختار آنها به طور کلی ناهمگن تر از محصولات فرفورژه است و خواص مکانیکی می تواند کمتر از آلیاژهای فرفورژه با شیمی مشابه باشد.
با این حال، تکنولوژی ریخته گری پیشرفت قابل توجهی داشته است. فرآیندهایی مانندریخته‌گری با فشار پایین-ریخته‌گری فشاری، و پرس ایزواستاتیک داغ (HIP)می تواند به طور قابل ملاحظه ای تخلخل را کاهش دهد و عملکرد مکانیکی را بهبود بخشد. بنابراین، فرض اینکه هر ریخته گری به طور خودکار استحکام یا قابلیت اطمینان ضعیفی دارد، نادرست است.
3. برنامه های کاربردی معمولی
آلومینیوم فرفورژه به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد که خواص ثابت، مقاطع نازک، محصولات بلند، قابلیت جوشکاری یا یکپارچگی فشار مهم هستند. ورق و کویل برای بسته بندی، روکش ساختمان، پانل های خودرو و ساخت عمومی استفاده می شود. ورق معمولاً در کاربردهای دریایی، حمل و نقل و سازه استفاده می شود. لوله ها و پروفیل های اکسترود شده در مبدل های حرارتی، قاب ها، سیستم های HVAC و تجهیزات صنعتی استفاده می شود. آهنگری برای اجزای ساختاری با یکپارچگی بالا انتخاب می شوند که در آن استحکام و قابلیت اطمینان بسیار مهم است.
آلومینیوم ریخته‌گری به‌ویژه زمانی ارزشمند است که یک جزء دارای هندسه سه‌بعدی-پیچیده‌ای باشد که اگر از مواد فرفورژه ساخته شود، به ماشینکاری یا مونتاژ گسترده نیاز دارد. کاربردهای معمولی شامل بلوک موتور، سرسیلندر، بدنه سوپاپ، محفظه پمپ، جعبه انتقال، چرخ ها و سخت افزار معماری است.
4. هزینه و ملاحظات طراحی
بزرگترین مزیت ریخته گری توانایی آن در تولید استاشکال پیچیده از نظر اقتصادی، به خصوص در تولید-تولید با حجم بالا. اگرچه هزینه های اولیه ابزار و قالب می تواند قابل توجه باشد، این هزینه ها در بسیاری از قسمت ها توزیع می شود. ریخته‌گری شکل نزدیک به-شبکه- همچنین می‌تواند نیازهای ماشینکاری، ضایعات مواد و مونتاژ را کاهش دهد.
محصولات فرفورژه معمولاً زمانی ترجیح داده می شوند که طراحی به دیوارهای نازک، مقاطع طولانی یا پیوسته، تحمل ابعادی کم، خواص مکانیکی ثابت، جوش پذیری عالی یا مقاومت بالا در برابر فشار و نشتی نیاز داشته باشد.
هیچ یک از خانواده ها برتری جهانی ندارند. در بسیاری از محصولات مهندسی شده مکمل یکدیگر هستند. یک مجموعه تمام شده ممکن است از محفظه ریخته گری همراه با لوله های آلومینیومی فرفورژه، صفحات، بست ها، آسترها یا اتصالات استفاده کند.
5. راهنمای انتخاب
انتخاب کنیدآلومینیوم فرفورژهزمانی که کاربرد مستلزم استحکام ثابت، هندسه های نازک یا بلند، تحمل های محکم، جوشکاری، مقاومت در برابر خستگی یا یکپارچگی فشار/نشتی باشد.
انتخاب کنیدریخته گری آلومینیومهنگامی که قطعه دارای هندسه پیچیده است، حجم تولید بالا است، نیازهای ماشینکاری باید به حداقل برسد و خواص مکانیکی متوسط قابل قبول است.
برای اجزای ریختگی حیاتی، مشخصات باید فراتر از تعیین آلیاژ باشد. خریدار ممکن است نیاز به تعریف فرآیند ریخته‌گری، الزامات کیفیت، عملیات حرارتی، محدودیت‌های تخلخل و آزمایش غیرمخرب (NDT) داشته باشد. هنگامی که سلامت داخلی و عملکرد خستگی از اهمیت ویژه ای برخوردار است، ممکن است فرآیندهای برتر مانند HIP نیز در نظر گرفته شوند.
نکته کلیدی ساده است:آلومینیوم ریخته گری و فرفورژه دو خانواده آلیاژی مکمل هستند، در حالی که آهنگری تنها یک روش پردازش در خانواده فرفورژه است.شناسایی صحیح خانواده مواد به مهندسان کمک می کند تا آلیاژ مناسب، فرآیند ساخت، خواص مکانیکی، ساختار هزینه و الزامات کیفیت را برای کاربرد نهایی انتخاب کنند.
