แท่งอลูมิเนียมคืออะไร?

แท่งอลูมิเนียมคืออะไร?

อะลูมิเนียมเป็นโลหะสีขาวเงิน จัดอยู่ในกลุ่มโลหะหนักอันดับสามของเปลือกโลก รองจากออกซิเจนและซิลิคอน อะลูมิเนียมมีความหนาแน่นค่อนข้างต่ำ เพียง 34.61% ของเหล็ก และ 30.33% ของทองแดง จึงถูกเรียกว่าโลหะเบา อะลูมิเนียมเป็นโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก มีปริมาณการผลิตและการบริโภคเป็นอันดับสองของโลกรองจากเหล็กกล้า เนื่องจากอะลูมิเนียมมีน้ำหนักเบา จึงมักใช้ในการผลิตยานพาหนะทั้งทางบก ทางทะเล และทางอากาศ เช่น รถยนต์ รถไฟ รถไฟใต้ดิน เรือ เครื่องบิน จรวด และยานอวกาศ เพื่อลดน้ำหนักและเพิ่มน้ำหนักบรรทุก วัตถุดิบในอุตสาหกรรมของเราเรียกว่าแท่งอะลูมิเนียม ตามมาตรฐานแห่งชาติ (GB/T 1196-2008) ควรเรียกว่า "แท่งอะลูมิเนียมสำหรับการหลอมใหม่" แต่ทุกคนมักเรียกกันว่า "แท่งอะลูมิเนียม" ผลิตโดยกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสโดยใช้อะลูมินาไครโอไลต์ หลังจากแท่งอะลูมิเนียมเข้าสู่การใช้งานในอุตสาหกรรมแล้ว จะมีสองประเภทหลัก ได้แก่ โลหะผสมอะลูมิเนียมหล่อ และโลหะผสมอะลูมิเนียมขึ้นรูป อะลูมิเนียมหล่อและอะลูมิเนียมผสม คือ อลูมิเนียมหล่อที่ผลิตโดยวิธีการหล่อ ส่วนอะลูมิเนียมที่ผ่านกระบวนการขึ้นรูปด้วยความดัน ได้แก่ แผ่น แถบ แผ่นฟอยล์ ท่อ แท่ง รูปทรง ลวด และงานตีขึ้นรูป ตามมาตรฐานแห่งชาติ แท่งอะลูมิเนียมที่หลอมใหม่แบ่งออกเป็น 8 เกรดตามองค์ประกอบทางเคมี ได้แก่ Al99.90, Al99.85, Al99.70, Al99.60, Al99.50, Al99.00, Al99.7E, Al99.6E (หมายเหตุ: ตัวเลขหลัง Al คือปริมาณอะลูมิเนียม) บางคนเรียกอะลูมิเนียม "A00" ซึ่งจริงๆ แล้วคืออะลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์ 99.7% ซึ่งเรียกว่า "อะลูมิเนียมมาตรฐาน" ในตลาดลอนดอน มาตรฐานทางเทคนิคของประเทศเราในช่วงทศวรรษ 1950 มาจากอดีตสหภาพโซเวียต "A00" เป็นแบรนด์รัสเซียในมาตรฐานแห่งชาติของสหภาพโซเวียต "A" เป็นตัวอักษรรัสเซีย ไม่ใช่ "A" ในภาษาอังกฤษ หรือ "A" ในอักษรจีน หากเป็นไปตามมาตรฐานสากล จะเรียกว่า "อลูมิเนียมมาตรฐาน" ได้ถูกต้องกว่า อลูมิเนียมมาตรฐานคือแท่งอลูมิเนียมที่มีอะลูมิเนียม 99.7% ซึ่งจดทะเบียนในตลาดลอนดอน

แท่งอลูมิเนียมทำอย่างไร
กระบวนการหล่อแท่งอะลูมิเนียมใช้อะลูมิเนียมหลอมเหลวฉีดเข้าแม่พิมพ์ และหลังจากนำอะลูมิเนียมออกมาแล้วและถูกหล่อเย็นลงในแผ่นหล่อ กระบวนการฉีดถือเป็นขั้นตอนสำคัญต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ กระบวนการหล่อยังเป็นกระบวนการทางกายภาพในการตกผลึกอะลูมิเนียมเหลวให้เป็นอะลูมิเนียมแข็งอีกด้วย
ขั้นตอนกระบวนการหล่อแท่งอลูมิเนียมคร่าวๆ มีดังนี้: การเจาะอะลูมิเนียม-การตกตะกอน-การเก็บ-ส่วนผสม-การบรรจุในเตา-การกลั่น-การหล่อ-แท่งอลูมิเนียมสำหรับการหลอมใหม่-การตรวจสอบผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป-การตรวจสอบผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป-การจัดเก็บ การเอาอะลูมิเนียมออก-การตกตะกอน-การเก็บ-ส่วนผสม-การบรรจุในเตา-การขัดถู-การหล่อ-แท่งโลหะผสม-การหล่อแท่งโลหะผสม-การตรวจสอบผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป-การตรวจสอบผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป-การจัดเก็บ

วิธีการหล่อที่ใช้กันทั่วไปแบ่งออกเป็นการหล่อต่อเนื่องและการหล่อแบบกึ่งต่อเนื่องแนวตั้ง

การหล่อแบบต่อเนื่อง

การหล่อแบบต่อเนื่องสามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภท คือ การหล่อแบบผสมในเตาหลอม (mixed furnace casting) และการหล่อแบบภายนอก (external casting) ซึ่งใช้เครื่องหล่อแบบต่อเนื่อง การหล่อแบบผสมในเตาหลอม (mixed furnace casting) คือกระบวนการหล่ออะลูมิเนียมหลอมเหลวเข้าไปในเตาหลอม โดยส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตแท่งอะลูมิเนียมสำหรับหลอมและหล่อโลหะผสม การหล่อแบบภายนอกจะดำเนินการโดยตรงจากทัพพีไปยังเครื่องหล่อ ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในกรณีที่อุปกรณ์หล่อไม่สามารถตอบสนองความต้องการในการผลิตได้ หรือคุณภาพของวัตถุดิบที่เข้ามาไม่ดีพอที่จะป้อนเข้าเตาหลอมโดยตรง เนื่องจากไม่มีแหล่งความร้อนภายนอก จึงจำเป็นต้องใช้ทัพพีที่มีอุณหภูมิที่เหมาะสม โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 690-740°C ในฤดูร้อน และ 700-760°C ในฤดูหนาว เพื่อให้แน่ใจว่าแท่งอะลูมิเนียมมีรูปลักษณ์ที่สวยงาม

สำหรับการหล่อในเตาผสม ส่วนผสมต้องผสมให้เข้ากันก่อน จากนั้นเทลงในเตาผสม คนให้เข้ากัน แล้วจึงเติมฟลักซ์เพื่อกลั่น แท่งโลหะผสมหล่อต้องผ่านการทำให้บริสุทธิ์นานกว่า 30 นาที และสามารถหล่อตะกรันได้หลังจากการทำให้บริสุทธิ์แล้ว ในระหว่างการหล่อ ห่วงเตาของเตาผสมจะอยู่ในแนวเดียวกับแม่พิมพ์ที่สองและสามของเครื่องหล่อ ซึ่งจะช่วยให้เกิดการเคลื่อนตัวในระดับหนึ่งเมื่อการไหลของของเหลวเปลี่ยนแปลงและแม่พิมพ์ถูกเปลี่ยน ห่วงเตาและเครื่องหล่อเชื่อมต่อกับเครื่องล้าง ควรใช้เครื่องล้างที่สั้นกว่า ซึ่งจะช่วยลดการเกิดออกซิเดชันของอะลูมิเนียมและหลีกเลี่ยงกระแสน้ำวนและการกระเด็น เมื่อเครื่องหล่อหยุดทำงานนานกว่า 48 ชั่วโมง ควรอุ่นแม่พิมพ์ล่วงหน้าเป็นเวลา 4 ชั่วโมงก่อนเริ่มการทำงานอีกครั้ง อะลูมิเนียมหลอมเหลวจะไหลเข้าสู่แม่พิมพ์ผ่านเครื่องล้าง และฟิล์มออกไซด์บนพื้นผิวของอะลูมิเนียมหลอมเหลวจะถูกกำจัดออกด้วยพลั่ว ซึ่งเรียกว่า ตะกรัน หลังจากเติมแม่พิมพ์หนึ่งแล้ว อ่างล้างจะถูกย้ายไปยังแม่พิมพ์ถัดไป และเครื่องหล่อจะเคลื่อนที่ไปข้างหน้าอย่างต่อเนื่อง แม่พิมพ์จะเคลื่อนที่ไปตามลำดับ และอลูมิเนียมหลอมเหลวจะค่อยๆ เย็นตัวลง เมื่ออลูมิเนียมหลอมเหลวถึงกึ่งกลางของเครื่องหล่อ อลูมิเนียมหลอมเหลวจะแข็งตัวเป็นแท่งอลูมิเนียม ซึ่งเครื่องพิมพ์จะทำเครื่องหมายหมายเลขการหลอมเหลวไว้ เมื่อแท่งอลูมิเนียมถึงจุดสูงสุดของเครื่องหล่อ อลูมิเนียมหลอมเหลวจะแข็งตัวเป็นแท่งอลูมิเนียมอย่างสมบูรณ์ ในขั้นตอนนี้ แม่พิมพ์จะถูกพลิกกลับด้าน และแท่งอลูมิเนียมจะถูกดีดออกจากแม่พิมพ์ และตกลงบนรถเข็นรับแท่งอลูมิเนียมอัตโนมัติ ซึ่งจะถูกจัดเรียงและมัดรวมกันโดยอัตโนมัติโดยเครื่องเรียงซ้อน กลายเป็นแท่งอลูมิเนียมสำเร็จรูป เครื่องหล่อจะเย็นลงด้วยการฉีดน้ำ แต่จะต้องป้อนน้ำหลังจากเปิดเครื่องหล่อครบหนึ่งรอบ อลูมิเนียมหลอมเหลวแต่ละตันจะใช้น้ำประมาณ 8-10 ตัน และจำเป็นต้องใช้เครื่องเป่าลมเพื่อระบายความร้อนบนพื้นผิวในฤดูร้อน แท่งอลูมิเนียมหลอมเหลว (Ingot) คือการหล่อแบบแบน ทิศทางการแข็งตัวของอะลูมิเนียมหลอมเหลวจะเรียงจากล่างขึ้นบน และส่วนบนตรงกลางจะแข็งตัวในที่สุด ทำให้เกิดการหดตัวเป็นร่อง ระยะเวลาและสภาวะการแข็งตัวของแท่งอลูมิเนียมแต่ละส่วนไม่เหมือนกัน ดังนั้นองค์ประกอบทางเคมีจึงแตกต่างกัน แต่ยังคงเป็นไปตามมาตรฐานโดยรวม

ข้อบกพร่องทั่วไปของแท่งอลูมิเนียมสำหรับการหลอมใหม่ ได้แก่:

① โพรงจมูก สาเหตุหลักคืออุณหภูมิการหล่อสูงเกินไป อะลูมิเนียมหลอมเหลวมีก๊าซมาก พื้นผิวของแท่งอะลูมิเนียมมีรูพรุนจำนวนมาก (รูเข็ม) พื้นผิวมีสีเข้ม และในกรณีที่รุนแรงอาจเกิดรอยแตกร้าวจากความร้อน
② ตะกรันเกาะติด สาเหตุหลักคือตะกรันเกาะไม่สะอาด ส่งผลให้ตะกรันเกาะติดบนพื้นผิว ประการที่สองคืออุณหภูมิของอะลูมิเนียมหลอมเหลวต่ำเกินไป ทำให้เกิดตะกรันเกาะติดภายใน
③มีคลื่นและแสงวาบ สาเหตุหลักคือการทำงานไม่ถูกต้อง แท่งอลูมิเนียมมีขนาดใหญ่เกินไป หรือเครื่องหล่อทำงานไม่ราบรื่น
④ รอยแตกร้าว รอยแตกร้าวจากความเย็นส่วนใหญ่เกิดจากอุณหภูมิการหล่อที่ต่ำเกินไป ซึ่งทำให้ผลึกอะลูมิเนียมแท่งไม่หนาแน่น ทำให้เกิดความหลวมและรอยแตกร้าวที่สม่ำเสมอ รอยแตกร้าวจากความร้อนเกิดจากอุณหภูมิการหล่อที่สูง
⑤ การแยกชิ้นส่วน ส่วนใหญ่เกิดจากการผสมที่ไม่สม่ำเสมอเมื่อหล่อโลหะผสม

การหล่อแบบกึ่งต่อเนื่องแนวตั้ง

การหล่อแบบกึ่งต่อเนื่องแนวตั้งส่วนใหญ่ใช้สำหรับการผลิตแท่งลวดอะลูมิเนียม แท่งแผ่น และโลหะผสมขึ้นรูปต่างๆ สำหรับกระบวนการขึ้นรูปโปรไฟล์ อะลูมิเนียมหลอมเหลวจะถูกเทลงในเตาผสมหลังจากผสมเป็นชุด เนื่องจากลวดอะลูมิเนียมมีข้อกำหนดพิเศษ จึงต้องเติมแผ่นอะลูมิเนียม Al-B เพื่อกำจัดไทเทเนียมและวาเนเดียม (แท่งลวด) ออกจากอะลูมิเนียมหลอมเหลวก่อนการหล่อ ส่วนแผ่นอะลูมิเนียมต้องเติมโลหะผสม Al-Ti-B (Ti5%B1%) เพื่อปรับสภาพผิวให้เรียบ ทำการจัดเรียงพื้นผิวให้เรียบร้อย เติมสารปรับสภาพ 2# ลงในโลหะผสมแมกนีเซียมสูง ปริมาณ 5% คนให้เข้ากัน หลังจากทิ้งไว้ 30 นาที กำจัดคราบตะกรันออก แล้วจึงหล่อ ยกตัวถังเครื่องหล่อขึ้นก่อนการหล่อ และเป่าไล่ความชื้นออกจากตัวถังด้วยลมอัด จากนั้นยกแผ่นฐานขึ้นในเครื่องตกผลึก ทาน้ำมันหล่อลื่นที่ผนังด้านในของเครื่องตกผลึก ใส่น้ำหล่อเย็นลงในปลอกน้ำ ใส่แผ่นกระจายที่แห้งและอุ่นไว้แล้ว ปลั๊กควบคุมอัตโนมัติและเครื่องซักผ้าเข้าที่ โดยให้แผ่นกระจายแต่ละพอร์ตอยู่ตรงกลางของเครื่องตกผลึก เมื่อเริ่มการหล่อ ให้กดปลั๊กปรับอัตโนมัติด้วยมือเพื่อปิดหัวฉีด ตัดตาเตาของเตาผสมออก แล้วปล่อยให้ของเหลวอลูมิเนียมไหลเข้าสู่แผ่นกระจายผ่านเครื่องซักผ้า เมื่อของเหลวอลูมิเนียมถึง 2/5 ในแผ่นกระจาย ให้ปล่อยปลั๊กปรับอัตโนมัติ ปรับปลั๊กเพื่อให้อลูมิเนียมหลอมเหลวไหลเข้าสู่เครื่องตกผลึก และอลูมิเนียมหลอมเหลวจะถูกทำให้เย็นลงบนตัวเครื่อง เมื่อของเหลวอลูมิเนียมสูง 30 มม. ในเครื่องตกผลึก สามารถลดตัวเครื่องลงได้ และระบบจะเริ่มส่งน้ำหล่อเย็น ปลั๊กปรับอัตโนมัติควบคุมการไหลของของเหลวอลูมิเนียมเข้าสู่เครื่องตกผลึกอย่างสมดุล และรักษาความสูงของของเหลวอลูมิเนียมในเครื่องตกผลึกให้คงที่ ควรกำจัดคราบตะกรันและฟิล์มออกไซด์บนพื้นผิวของอะลูมิเนียมหลอมเหลวให้หมดจด เมื่อแท่งอะลูมิเนียมยาวประมาณ 6 เมตร ให้ปิดตาเตาหลอม ถอดแผ่นจ่ายออก หยุดจ่ายน้ำหลังจากของเหลวอะลูมิเนียมแข็งตัวสนิทแล้ว ถอดปลอกหุ้มน้ำออก นำแท่งอะลูมิเนียมหล่อออกด้วยเครนรางเดี่ยว แล้ววางบนเครื่องเลื่อยตามขนาดที่ต้องการ เลื่อยออกและเตรียมการหล่อครั้งต่อไป ในระหว่างการหล่อ อุณหภูมิของอะลูมิเนียมหลอมเหลวในเตาผสมจะคงที่อยู่ที่ 690-710°C อุณหภูมิของอะลูมิเนียมหลอมเหลวในแผ่นจ่ายจะคงที่อยู่ที่ 685-690°C ความเร็วในการหล่ออยู่ที่ 190-210 ไมโครเมตรต่อนาที และแรงดันน้ำหล่อเย็นอยู่ที่ 0.147-0.196 เมกะปาสคาล

ความเร็วในการหล่อจะแปรผันตามแท่งโลหะเชิงเส้นที่มีหน้าตัดเป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัส:
VD=K โดยที่ V คือความเร็วในการหล่อ เป็นมิลลิเมตรต่อนาที หรือ ม./ชม. D คือความยาวด้านของส่วนแท่ง เป็นมิลลิเมตร หรือ ม. K คือค่าคงที่ เป็นเมตรต่อชั่วโมง โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 1.2～1.5

การหล่อแบบกึ่งต่อเนื่องแนวตั้งเป็นวิธีการตกผลึกแบบต่อเนื่อง หลังจากอะลูมิเนียมหลอมเหลวเข้าสู่รูหล่อแล้ว จะเริ่มตกผลึกที่แผ่นด้านล่างและผนังด้านในของแม่พิมพ์ เนื่องจากสภาวะการหล่อเย็นของส่วนตรงกลางและด้านข้างแตกต่างกัน การตกผลึกจึงก่อตัวเป็นขอบรอบนอกต่ำ กลาง และสูง ตัวถังจะเคลื่อนลงด้วยความเร็วคงที่ ในขณะเดียวกัน ส่วนบนจะถูกฉีดอะลูมิเนียมเหลวอย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดโซนกึ่งแข็งระหว่างอะลูมิเนียมแข็งและอะลูมิเนียมเหลว เนื่องจากอะลูมิเนียมเหลวจะหดตัวเมื่อควบแน่น และมีชั้นน้ำมันหล่อลื่นอยู่ที่ผนังด้านในของตัวตกผลึก เมื่อตัวถังเคลื่อนลง อะลูมิเนียมที่แข็งตัวแล้วจะไหลออกจากตัวตกผลึก ส่วนล่างของตัวตกผลึกจะมีรูน้ำหล่อเย็นเป็นวงกลม และสามารถฉีดน้ำหล่อเย็นได้จนกระทั่งไหลออก พื้นผิวของแท่งอะลูมิเนียมจะถูกหล่อเย็นด้วยความเย็นทุติยภูมิจนกระทั่งแท่งลวดทั้งหมดถูกหล่อขึ้น

การตกผลึกแบบต่อเนื่องสามารถสร้างสภาวะการแข็งตัวที่ค่อนข้างน่าพอใจ ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อขนาดเกรน คุณสมบัติเชิงกล และการนำไฟฟ้าของการตกผลึก ไม่มีความแตกต่างในคุณสมบัติเชิงกลในทิศทางความสูงของแท่งโลหะเปรียบเทียบ การแยกตัวก็น้อย อัตราการเย็นตัวเร็วขึ้น และได้โครงสร้างผลึกที่ละเอียดมาก

พื้นผิวของแท่งลวดอลูมิเนียมควรเรียบและเรียบ ปราศจากตะกรัน รอยแตก รูพรุน ฯลฯ รอยแตกบนพื้นผิวไม่ควรเกิน 1.5 มม. ความลึกของตะกรันและรอยย่นสันบนพื้นผิวไม่ควรเกิน 2 มม. และต้องไม่มีรอยแตก รูพรุน และเศษตะกรันปะปนบนผิวชิ้นงาน เศษตะกรันปะปนที่มีขนาดเล็กกว่า 1 มม. ไม่เกิน 5 ชิ้น

ข้อบกพร่องหลักของแท่งลวดอลูมิเนียมมีดังนี้:

① รอยแตกร้าว สาเหตุคืออุณหภูมิของอะลูมิเนียมหลอมเหลวสูงเกินไป ความเร็วรอบสูงเกินไป และความเค้นตกค้างเพิ่มขึ้น ปริมาณซิลิคอนในอะลูมิเนียมหลอมเหลวสูงกว่า 0.8% จึงเกิดการหลอมอะลูมิเนียมและซิลิคอนในปริมาณเท่ากัน ทำให้เกิดซิลิคอนอิสระจำนวนหนึ่ง ซึ่งทำให้คุณสมบัติการแตกร้าวจากความร้อนของโลหะเพิ่มขึ้น หรือปริมาณน้ำหล่อเย็นไม่เพียงพอ เมื่อพื้นผิวของแม่พิมพ์ขรุขระหรือไม่ได้ใช้น้ำมันหล่อลื่น พื้นผิวและมุมของแท่งโลหะก็จะแตกร้าวเช่นกัน

② ตะกรันที่ปะปนอยู่ ตะกรันที่ปะปนอยู่บนพื้นผิวของแท่งลวดอลูมิเนียมเกิดจากการผันผวนของอะลูมิเนียมหลอมเหลว การแตกของฟิล์มออกไซด์บนพื้นผิวของอะลูมิเนียมหลอมเหลว และคราบตะกรันที่ปะปนอยู่บนพื้นผิวของแท่งลวดอลูมิเนียมหลอมเหลว บางครั้งน้ำมันหล่อลื่นก็สามารถนำตะกรันเข้ามาได้เช่นกัน ตะกรันที่ปะปนอยู่ภายในเกิดจากอุณหภูมิต่ำของอะลูมิเนียมหลอมเหลว ความหนืดสูง ตะกรันไม่สามารถลอยตัวได้ตามเวลา หรือการเปลี่ยนแปลงระดับของอะลูมิเนียมหลอมเหลวบ่อยครั้งในระหว่างการหล่อ

③ช่องเย็น การเกิดชั้นกั้นความเย็นส่วนใหญ่เกิดจากความผันผวนของระดับอะลูมิเนียมหลอมเหลวในแม่พิมพ์มากเกินไป อุณหภูมิการหล่อต่ำ ความเร็วในการหล่อที่ช้าเกินไป หรือการสั่นสะเทือนและการตกที่ไม่สม่ำเสมอของเครื่องหล่อ

④ ปากใบ (stoma) รูพรุนที่กล่าวถึงในที่นี้หมายถึงรูพรุนขนาดเล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 1 มิลลิเมตร สาเหตุคืออุณหภูมิในการหล่อสูงเกินไปและการควบแน่นเร็วเกินไป ทำให้ก๊าซที่อยู่ในของเหลวอะลูมิเนียมไม่สามารถระบายออกได้ทันเวลา และหลังจากการแข็งตัว ฟองอากาศขนาดเล็กจะรวมตัวกันจนกลายเป็นรูพรุนในแท่งโลหะ

⑤ พื้นผิวขรุขระ เนื่องจากผนังด้านในของเครื่องตกผลึกไม่เรียบ ประสิทธิภาพการหล่อลื่นไม่ดี และเนื้องอกอะลูมิเนียมบนพื้นผิวผลึกอาจก่อตัวขึ้นในกรณีที่รุนแรง หรือเนื่องจากอัตราส่วนของเหล็กต่อซิลิกอนสูงเกินไป จึงทำให้เกิดปรากฏการณ์การแยกตัวเนื่องจากความเย็นที่ไม่สม่ำเสมอ

⑥การรั่วไหลของอะลูมิเนียมและการวิเคราะห์ซ้ำ สาเหตุหลักคือปัญหาการใช้งาน และปัญหาร้ายแรงอาจทำให้เกิดก้อนเนื้อได้

การประยุกต์ใช้โลหะผสมอะลูมิเนียมหล่อซิลิคอน (Al-Si)
โลหะผสมอะลูมิเนียม-ซิลิคอน (Al-Si) โดยทั่วไปจะมีสัดส่วนมวลของ Si อยู่ที่ 4%~22% เนื่องจากโลหะผสมอะลูมิเนียม-ซิลิคอนมีคุณสมบัติการหล่อที่ดีเยี่ยม เช่น การไหลตัวที่ดี ความหนาแน่นของอากาศที่ดี การหดตัวน้อย และค่าความร้อนต่ำ หลังจากการดัดแปลงและอบชุบด้วยความร้อน โลหะผสมอะลูมิเนียม-ซิลิคอนจึงมีคุณสมบัติเชิงกล คุณสมบัติทางกายภาพ ความต้านทานการกัดกร่อน และคุณสมบัติการตัดเฉือนปานกลางที่ดี โลหะผสมอะลูมิเนียมหล่อชนิดนี้มีความอเนกประสงค์และใช้งานได้หลากหลายที่สุด ต่อไปนี้คือตัวอย่างโลหะผสมอะลูมิเนียมหล่อที่นิยมใช้กันมากที่สุด:

(1) โลหะผสม ZL101(A) โลหะผสม ZL101 มีคุณสมบัติการยึดเกาะของอากาศ การไหลตัว และการต้านทานการแตกร้าวจากความร้อนที่ดี สมบัติเชิงกลปานกลาง ประสิทธิภาพการเชื่อมและความต้านทานการกัดกร่อน ส่วนประกอบเรียบง่าย หล่อง่าย และเหมาะสำหรับวิธีการหล่อที่หลากหลาย โลหะผสม ZL101 ถูกนำมาใช้ในชิ้นส่วนที่ซับซ้อนซึ่งรับน้ำหนักปานกลาง เช่น ชิ้นส่วนเครื่องบิน เครื่องมือ ตัวเรือนเครื่องมือ ชิ้นส่วนเครื่องยนต์ ชิ้นส่วนรถยนต์และเรือ เสื้อสูบ ตัวปั๊ม ดรัมเบรก และชิ้นส่วนไฟฟ้า นอกจากนี้ โลหะผสม ZL101 ยังควบคุมปริมาณสิ่งเจือปนอย่างเข้มงวด และโลหะผสม ZL101A ที่มีคุณสมบัติเชิงกลสูงขึ้นได้มาจากการพัฒนาเทคโนโลยีการหล่อ โลหะผสมนี้ถูกนำไปใช้หล่อชิ้นส่วนเปลือกต่างๆ ตัวปั๊มเครื่องบิน กระปุกเกียร์รถยนต์ และน้ำมันเชื้อเพลิง ข้อต่อกล่อง อุปกรณ์เสริมเครื่องบิน และชิ้นส่วนรับน้ำหนักอื่นๆ

(2) โลหะผสม ZL102 มีคุณสมบัติต้านทานการแตกร้าวจากความร้อนได้ดีที่สุด ความหนาแน่นของอากาศดี ไหลลื่นได้ดี ไม่สามารถเพิ่มความแข็งแรงได้ด้วยการอบชุบด้วยความร้อน และมีความต้านทานแรงดึงต่ำ เหมาะสำหรับการหล่อชิ้นส่วนขนาดใหญ่ที่มีผนังบาง เหมาะสำหรับการหล่อแบบฉีดขึ้นรูป โลหะผสมชนิดนี้ส่วนใหญ่ใช้สำหรับหล่อชิ้นส่วนที่มีผนังบางที่มีภาระต่ำและมีรูปร่างซับซ้อน เช่น ตัวเรือนเครื่องมือต่างๆ ตัวเรือนรถยนต์ อุปกรณ์ทันตกรรม ลูกสูบ เป็นต้น

(3) โลหะผสม ZL104 มีคุณสมบัติการยึดเกาะที่ดี การไหลตัวที่ดี และทนต่อการแตกร้าวจากความร้อนได้ดี มีความแข็งแรง ทนต่อการกัดกร่อน สมรรถนะการเชื่อมและการตัดสูง แต่ทนความร้อนต่ำ รูพรุนขนาดเล็กจึงผลิตได้ง่าย กระบวนการหล่อมีความซับซ้อนมากขึ้น ดังนั้นจึงนิยมใช้ในการผลิตชิ้นส่วนหล่อโลหะทรายขนาดใหญ่ที่รับน้ำหนักได้สูง เช่น ตัวเรือนเกียร์ เสื้อสูบ วาล์วฝาสูบ ล้อสายพาน กล่องเครื่องมือ และชิ้นส่วนเครื่องบิน เรือ และรถยนต์อื่นๆ

(4) โลหะผสม ZL105 มีคุณสมบัติเชิงกลสูง ประสิทธิภาพการหล่อและการเชื่อมที่น่าพอใจ ประสิทธิภาพการตัดและความทนทานต่อความร้อนดีกว่าโลหะผสม ZL104 แต่มีความเป็นพลาสติกต่ำและเสถียรภาพการกัดกร่อนต่ำ เหมาะสำหรับการหล่อโลหะหลากหลายประเภท โลหะผสมชนิดนี้ส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตเครื่องบิน แม่พิมพ์ทรายเครื่องยนต์ และชิ้นส่วนหล่อโลหะที่ต้องรับน้ำหนักมาก เช่น ตัวเรือนเกียร์ เสื้อสูบ ตัวเรือนปั๊มไฮดรอลิก และชิ้นส่วนเครื่องมือ รวมถึงส่วนรองรับลูกปืนและชิ้นส่วนเครื่องจักรอื่นๆ

การประยุกต์ใช้โลหะผสมอลูมิเนียมหล่อสังกะสี (Al-Zn)

สำหรับโลหะผสม Al-Zn เนื่องจาก Zn มีความสามารถในการละลายสูงใน Al เมื่อเติม Zn ที่มีสัดส่วนมวลมากกว่า 10% ลงใน Al ความแข็งแรงของโลหะผสมจึงเพิ่มขึ้นอย่างมาก แม้ว่าโลหะผสมประเภทนี้จะมีแนวโน้มการเสื่อมสภาพตามธรรมชาติสูงและสามารถผลิตความแข็งแรงสูงได้โดยไม่ต้องผ่านกระบวนการอบชุบด้วยความร้อน แต่ข้อเสียของโลหะผสมประเภทนี้คือ ความต้านทานการกัดกร่อนต่ำ ความหนาแน่นสูง และแตกร้าวได้ง่ายเมื่อถูกความร้อนในระหว่างการหล่อ ดังนั้น โลหะผสมประเภทนี้จึงถูกนำมาใช้ในการผลิตชิ้นส่วนตัวเรือนเครื่องมือหล่อขึ้นรูปเป็นหลัก

ลักษณะเฉพาะและการใช้งานของโลหะผสมหล่อ Al-Zn ทั่วไปมีดังต่อไปนี้:

(1) โลหะผสม ZL401 โลหะผสม ZL401 มีประสิทธิภาพการหล่อปานกลาง โพรงหดตัวเล็กและแนวโน้มการแตกร้าวจากความร้อน ประสิทธิภาพการเชื่อมและการตัดดี มีความแข็งแรงสูงในสถานะหล่อ แต่มีความเหนียวต่ำ ความหนาแน่นสูง และทนต่อการกัดกร่อนต่ำ โลหะผสม ZL401 ส่วนใหญ่ใช้สำหรับชิ้นส่วนหล่อแรงดันต่างๆ อุณหภูมิในการทำงานไม่เกิน 200 องศาเซลเซียส และโครงสร้างและรูปร่างของชิ้นส่วนรถยนต์และเครื่องบินมีความซับซ้อน

(2) โลหะผสม ZL402 โลหะผสม ZL402 มีประสิทธิภาพการหล่อปานกลาง มีความลื่นไหลดี ความหนาแน่นของอากาศปานกลาง ทนต่อการแตกร้าวจากความร้อน ประสิทธิภาพการตัดดี คุณสมบัติเชิงกลสูงและความเหนียวต่อแรงกระแทกในสถานะหล่อ แต่มีความหนาแน่นสูง กระบวนการหลอมมีความซับซ้อน และส่วนใหญ่ใช้ในอุปกรณ์ทางการเกษตร เครื่องมือกล การหล่อเรือ อุปกรณ์วิทยุ ตัวควบคุมออกซิเจน ล้อหมุน และลูกสูบคอมเพรสเซอร์อากาศ
การประยุกต์ใช้โลหะผสมอลูมิเนียมแมกนีเซียม (Al-Mg) หล่อ

สัดส่วนมวลของแมกนีเซียมในโลหะผสมอะลูมิเนียม-แมกนีเซียมอยู่ที่ 4%~11% โลหะผสมชนิดนี้มีความหนาแน่นต่ำ สมบัติเชิงกลสูง ทนทานต่อการกัดกร่อนดีเยี่ยม ประสิทธิภาพการตัดที่ดี และพื้นผิวที่เงางามสวยงาม อย่างไรก็ตาม เนื่องจากกระบวนการหลอมและหล่อที่ซับซ้อนของโลหะผสมชนิดนี้ นอกจากจะทนทานต่อการกัดกร่อนแล้ว ยังใช้เป็นโลหะผสมสำหรับตกแต่งอีกด้วย คุณสมบัติและการใช้งานของโลหะผสมอะลูมิเนียม-แมกนีเซียมหล่อทั่วไปมีดังนี้

(1) โลหะผสม ZL301 โลหะผสม ZL301 มีความแข็งแรงสูง ยืดตัวได้ดี มีประสิทธิภาพการตัดดีเยี่ยม เชื่อมได้ดี สามารถชุบอโนไดซ์และสั่นสะเทือนได้ ข้อเสียคือมีแนวโน้มที่จะหลวมในระดับจุลภาคและหล่อยาก โลหะผสม ZL301 ถูกนำมาใช้ในการผลิตชิ้นส่วนที่มีความต้านทานการกัดกร่อนสูงภายใต้ภาระหนัก อุณหภูมิการทำงานต่ำกว่า 150 องศาเซลเซียส และทำงานในบรรยากาศและน้ำทะเล เช่น โครง โครงรองรับ แท่ง และอุปกรณ์เสริม

(2) โลหะผสม ZL303 มีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนได้ดี เชื่อมได้ดี มีประสิทธิภาพการตัดที่ดี ขัดเงาง่าย มีประสิทธิภาพการหล่อที่ยอมรับได้ สมบัติเชิงกลต่ำ ไม่สามารถเสริมความแข็งแรงด้วยการอบชุบด้วยความร้อน และมีแนวโน้มที่จะเกิดรูหดตัว นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในการหล่อแบบฉีดขึ้นรูป โลหะผสมชนิดนี้ส่วนใหญ่ใช้สำหรับชิ้นส่วนที่มีภาระปานกลางภายใต้การกัดกร่อน หรือชิ้นส่วนในบรรยากาศเย็นและอุณหภูมิใช้งานไม่เกิน 200 องศาเซลเซียส เช่น ชิ้นส่วนเรือเดินทะเลและโครงเครื่องจักร

(3) โลหะผสม ZL305 โลหะผสม ZL305 ส่วนใหญ่ถูกเติมด้วย Zn บนพื้นฐานของโลหะผสม Al-Mg เพื่อควบคุมการเสื่อมสภาพตามธรรมชาติ เพิ่มความแข็งแรงและความต้านทานการกัดกร่อนจากความเค้น มีคุณสมบัติเชิงกลที่ดี และลดการเกิดออกซิเดชัน ความพรุน และข้อบกพร่องด้านรูพรุนของโลหะผสม โลหะผสมประเภทนี้ส่วนใหญ่ใช้สำหรับงานที่รับน้ำหนักมาก อุณหภูมิการทำงานต่ำกว่า 100 องศาเซลเซียส และชิ้นส่วนที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงที่ทำงานในบรรยากาศหรือน้ำทะเล เช่น ชิ้นส่วนในเรือเดินทะเล
ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับแท่งอลูมิเนียม
แท่งอลูมิเนียมสำหรับการหลอมใหม่-15กก., 20กก. (≤99.80%Al):
แท่งอลูมิเนียมรูปตัว T--500กก., 1,000กก. (≤99.80%Al):
แท่งอลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูง-10กก., 15กก. (99.90%～99.999% Al);
แท่งโลหะผสมอลูมิเนียม - 10กก., 15กก. (Al--Si, Al--Cu, Al--Mg);
แท่งเหล็กแผ่น--500～1000กก. (สำหรับทำแผ่น)
แกนกลม-30～60กก. (สำหรับการดึงลวด)

รายละเอียดเพิ่มเติม ลิงค์:https://www.wanmetal.com/

 

 

 

ที่มาอ้างอิง : อินเตอร์เน็ต
ข้อสงวนสิทธิ์: ข้อมูลในบทความนี้มีไว้สำหรับการอ้างอิงเท่านั้น ไม่ใช่ข้อเสนอแนะในการตัดสินใจโดยตรง หากคุณไม่มีเจตนาที่จะละเมิดสิทธิ์ตามกฎหมายของคุณ โปรดติดต่อเราทันที