آلومینیوم، منیزیوم، روی و روی – آلومینیوم، از متداول‌ترین آلیاژها در فرآیند ریخته‌گری هستند. هر آلیاژ خواص فیزیکی و مکانیکی خاص خود را دارد، که فاکتورهای مهمی در تعیین طول عمر، قدرت و عملکرد کلی محصول نهایی هستند.
بسته به اینکه شما چه نوع آلیاژ فلزی را استفاده میکنید، چندین روش مختلف ریخته‌گری وجود دارد که انعطاف‌پذیری فلز را در طی فرآیند بالا می‌برند. این روش‌ها می‌تواند شامل محفظه گرم، محفظه سرد و ریخته‌گری تحت فشار باشد.
فرآیند ریخته‌گری در محفظه گرم برای فلزاتی با دمای ذوب پایین مثل روی و منیزیم ایده‌آل است و فرآیندهای محفظه سرد برای آلیاژهای فلزی مانند آلومینیوم که دمای ذوب بالاتری دارند مناسب است. ریخته‌گری تحت فشار هم فرآیندی است که در آن مواد مذاب تحت فشار به داخل قالب تزریق می‌شوند و اجزایی با کیفیت بالا تولید می‌کند.
آلیاژ آلومینیوم
با آنکه آلومینیوم نقطه ذوب بالایی دارد ولی یکی از پرکاربردترین آلیاژها در فرآیند ریخته‌گری است. این آلیاژ یکی از ارزان قیمت‌ترین آلیاژها در پروژه‌های ریخته‌گری در حجم بالاست.
اغلب آلومینیوم با موادی همچون سیلیکون، منیزیم و مس آلیاژی می‌شود تا خطر ترک خوردن آن در صورت انقباض و انبساط کاهش یابد.
سیلیکون سیالیت، سختی و مدول الاستیسیته را بالا می‌برد. به علاوه سیلیکون به طور خاص باعث کاهش وزن آلومینیوم، افزایش هادی حرارتی و افزایش مقاومت آن در برابر خوردگی می‌شود.
مس برای افزایش مقاومت آلومینیوم در برابر خوردگی، استحکام کششی و سختی آلیاژ مورد استفاده قرار می‌گیرد و آن را حاوی خواص مکانیکی کامل‌تری می‌کند.
علاوه بر ویژگی‌هایی که در بالا ذکر شد آلومینیوم یک ویژگی مهم دیگری هم دارد و آن خاصیت ماشین‌کاری‌اش است، زیراکه ماشین‌کاری آلومینیوم نسبت به فلزاتی همچون آهن، فولاد و تیتانیوم آسانتر است.
آلیاژ منیزیم
منیزیم یکی دیگر از آلیاژهای سبک وزن است که در ریخته‌گری استفاده می‌شود و مانند آلومینیوم با آلیاژهای دیگر ترکیب می‌شود تا خواص مکانیکی‌اش بهبود یابد. ترکیب منیزیم با سیلیکون، منگنز، آلومینیوم و روی یک تحول بزرگ برای صنعت ریخته‌گری بوجود آورده است.
اجزایی که از ریخته‌گری منیزیم حاصل می‌شوند ساختاری بادوام و سبک دارند. جالب است بدانید که تولیدکنندگان خودرو در حال توسعه فناوری‌های جدید هستند تا بجای برخی از متریال‌های آلومینیومی از متریال‌های منیزیومی استفاده کنند. چرا که سبک‌وزن‌تر هستند و منجر به کاهش مصرف سوخت خودرو می‌شوند.
آلیاژ روی
همانند دو آلیاژ بالا، آلیاژ روی هم برای افزایش خواص مکانیکی و فیزیکی‌اش با فلزاتی همچون زاماک، آلومینیوم، مس و منیزیم ترکیب می‌شود. روی جزو سنگین‌ترین مواد در ریخته‌گری است و معمولا برای ساخت قطعات کوچک در حجم بالا به کار می‌رود. کاربرد روی در ریخته‌گری طرح‌های پیچیده و اجزای پیچیده است.
تفاوت آلیاژ آلومینیوم با آلیاژ منیزیم
آلیاژ منیزیم همانند آلیاژ آلومینیوم در ریخته‌گری برای قطعات خودرو به کار برده می‌شود و خواص مکانیکی و فیزیکی‌اش را به بهترین نحو ارائه می‌دهد. درست است که آزمایشاتی برای جایگزینی منیزیم به جای آلومینیوم انجام گرفته اما بهتر است بدانید که هنوز هم منیزیم نسبت به آلومینیوم نرم‌تر، کم‌ثبات‌تر وگران‌تر است.
آلیاژ آلومینیوم نسبت به آلیاژ منیزیم سخت‌تر است و عمر طولانی‌تری نسبت به منیزیم دارد.
ریخته‌گری منیزیم کار بیشتری می‌برد اما ریخته‌گری آلومینیوم آسانتر است.
در مقایسه با هزینه ذوب آلومینیوم، تکنولوژی‌های جدید هزینه ذوب منیزیم را نسبت به آلومینیوم کاهش داده‌اند. با تمام مزایایی که منیزیم در ریخته‌گری دارد اما هنوز آلومینیوم برای ریخته‌گری ارزان‌تر است.
تفاوت آلیاژ روی با آلیاژ منیزیم
یکی از تفاوت‌های اصلی بین آلیاژهای منیزیم و روی این است که آلیاژهای روی و آلومینیوم - روی، در ریخته‌گری نیاز به فشار و دمای پایین‌تری دارند و به دلیل همین که روی به دمای ذوب پایین‌تری نیاز دارد نسبت به منیزیم عمر طولانی‌تری را در محصول ایجاد می‌کند، که این امر به نوبه خود به کاهش هزینه‌های تولید کمک می‌کند.
به علاوه آلیاژهای روی مقاومت بالایی نسب به آلیاژهای منیزیم از خود نشان می‌دهند.
تفاوت آلیاژ آلومینیوم با آلیاژ روی
آلیاژ روی نسبت به آلیاژ آلومینیوم نقطه ذوب پایین‌تری دارد و در نتیجه ریخته‌گری به فشار کمتری نیاز پیدا می‌کند. نقطه ذوب پایین‌تر روی نسبت به آلومینیوم باعث می‌شود که نسبت به آن عمر طولانی‌تر،مقاومت بالاتر و در نهایت کاهش هزینه‌های بیشتر را به خصوص در پروژه‌های بزرگ داشته باشید.
علاوه بر موارد فوق، دمای ذوب پایین روی اجازه می‌دهد تا ریخته‌گری در محفظه گرم که ارزان‌تر از ریخته‌گری در محفظه سرد است، برای این آلیاژ انجام گیرد. استفاده از روش ریخته‌گری محفظه گرم سرعت در تولید را بالا می‌برد. روی یکی از سخت‌ترین آلیاژهاس که که در مقوله مقاومت در برابر خوردگی از آلومینیوم پیشی گرفته است.
یکی دیگر از مزیت‌های روی نسبت به آلومینیوم این است که روی برای ساخت اجزای بسیار پیچیده یک انتخاب عالی است. همچنین به دلیل اینکه روی نقطه ذوب پایینی دارد ماشیکاری و برش آن راحت‌تر صورت می‌گیرد زیرا فشار و حرارت کمتری را برای عملیات می‌طلبد.
نتیجه‌گیری کلی
آلومینیوم نسبت به دیگر آلیاژها ارزان‌تر است، البته در این مورد باید به نوسانات بازار هم توجه داشته باشید. آلومینیوم و منیزیم سبک وزن هستند در صورتی که روی جزو سنگین‌ترین آلیاژها در ریخته‌گری است. دمای ذوب منیزیم و آلومینیوم بالاتر از روی است که این مورد هزینه‌های ریخته‌گری را در دو مورد اول بالا می‌برد. روش ریخته‌گری محفظه گرم که برای منیزیم و روی به کار می‌رود ارزان‌تر از روش اتاق سرد است که برای آلومینیوم به کار می‌رود، که این به نوبه خود باعث کاهش هزینه‌های ریخته‌گری می‌شود.
به طور کلی، برای پروژه‌هایی که دمای بالا مطرح است، آلومینیوم استحکام بهتری نسبت به آلیاژهای دیگر از خود نشان می‌دهد. برای طرح‌هایی که نیازمند قدرت بازده بالا و مدول الاستیسیته هستند، آلیاژهای روی بهترین انتخاب هستند. همچنین منیزیم به خاطر وزن سبک‌ترش فواید زیادی دارد و می‌تواند جایگزین آلومینیوم برای ساخت اجزای خاص شود.
تالیف و ترجمه:پ.ز
