برنج آلومینیومی
برنج آلومینیومی را می توان به دو دسته تقسیم کرد. یکی اضافه کردن مقدار کمی آلومینیوم به ریخته گری برنج برای حذف ناخالصی ها و افزایش سیالیت است. برای ریختهگری قطعات پیچیده، آلومینیوم اضافی در آلیاژ از 0.5% تجاوز نمیکند. دیگری اضافه کردن آلومینیوم به برنج آهنگری برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی است. اغلب به عنوان کندانسور استفاده می شود. محدوده ترکیب کلی Al1~6٪، Zn24~42٪، Cu55~71٪ است.
برنج آلومینیومی درجه و انواع زیادی ندارد. 6 گرید برنج آلومینیومی در استاندارد ملی وجود دارد. این عمدتا برای افزودن منگنز، آهن و سایر عناصر به برنج آلومینیوم برای بهبود استحکام، مقاومت در برابر سایش و سایر خواص جامع آلیاژ است. متداولترین برنجهای آلومینیومی عبارتند از: HAl77-2، HAl66-6-3-2، HAl64-3-1، و سایر موارد HAl60-10-1، HAl59-3-2 و غیره هستند.
برنج عملکرد عالی و کاربرد گسترده ای دارد و بسیار مورد علاقه است. در میان آنها، برنج آلومینیومی پیچیده چند جزئی به دلیل استحکام بالا و مقاومت در برابر سایش خوب، به بلبرینگ های روغنی بدون روغن تبدیل می شود و جایگزین برنز سنتی قلع، برنج سرب، مس قلع سرب آنتیموان و سایر مواد یاتاقان می شود. برنج آلومینیومی پیچیده چند جزئی به طور گسترده در یاتاقان ها و آستین هایی استفاده می شود که روغن کاری و جایگزینی آنها دشوار است [1]. به دلیل روی بالای برنج آلومینیومی چند جزئی پیچیده، علاوه بر فاز، مقدار زیادی فاز نیز وجود دارد و مقدار کمی فاز تولید میشود که ذوب و ریختهگری آلیاژ را بسیار دشوار میکند.
مخصوصاً زمانی که از ریخته گری پیوسته استفاده می شود، بسیار آسان است که سطح شمش ترک خورده یا زبر شود که در فرآیند اکستروژن بعدی اصطکاک بیشتری ایجاد می کند و باعث گرم شدن اکستروژن می شود و کیفیت محصول را به شدت تحت تاثیر قرار می دهد. بنابراین، در تولید صنعتی، چگونگی کاهش هزینه تولید برنج آلومینیومی پیچیده و تولید محصولات واجد شرایط با عملکرد عالی بسیار مورد توجه قرار گرفته است.
1. مواد تشکیل دهنده
مس الکترولیتی، آلومینیوم خالص، منگنز الکترولیتی، روی الکترولیتی، قلع و عناصر میکرو آلیاژی با خلوص بالا. لازم است همه مواد فاقد روغن، آب و ناخالصی باشند. ترتیب افزودن منگنز و آهن با ویژگی های انحلال آنها در برنج تعیین می شود.
2. تجهیزات
کوره القایی با هسته فرکانس توان برای ذوب استفاده می شود. از آنجایی که این کوره برای تولید جریان های گردابی برای گرمایش به خود مواد متکی است، ویژگی های سرعت ذوب سریع، دمای محیط کار پایین، دمای مایع مسی یکنواخت و نیروی همزن الکترومغناطیسی قوی را دارد که باعث می شود ترکیب مواد یکنواخت و یکنواخت شود. کنترل ترکیب شیمیایی مواد
3. ذوب
به منظور صرفه جویی در هزینه ها و بهبود راندمان تولید، عنصر به طور مستقیم برای ذوب اضافه می شود که ذوب آن دشوار است.
فرآیند ذوب به این صورت است: مس الکترولیتی را به کوره اضافه کنید، وقتی ذوب شروع شد، ماده پوشش دهنده خشک را اضافه کنید، پس از تمام ذوب شدن، اکسید زدا را اضافه کنید و پس از هر پوشش کامل، تا 1300 درجه حرارت دهید، منگنز را اضافه کنید و پس از ذوب شدن منگنز، آهن را اضافه کنید. ; پس از ذوب آهن، مس باقیمانده را برای عملیات خنک سازی اضافه کنید، سپس روی و آلومینیوم را اضافه کنید تا ذوب شود، گرم شود و قلع و خاک کمیاب را اضافه کنید تا به هم بزند و پس از پاشش دما برای ریخته گری نیمه پیوسته از کوره خارج کنید.
1. عناصر منگنز و آهن
از آنجایی که نقطه ذوب منگنز و آهن بسیار بالا است، رسیدن به دمای نقطه ذوب آنها دشوار است. پس از افزودن، آنها را فقط می توان با انتشار در مس حل کرد. منگنز حلالیت بالایی در مس دارد و در دماهای بالا به راحتی در مس حل می شود. اگرچه حلالیت جامد آهن در مس بسیار کم است، اما حلالیت جامد آن در آلیاژ مس - منگنز نسبتاً زیاد است و به راحتی می توان آن را اضافه کرد. بنابراین، این فرآیند روش افزودن عناصر منگنز و آهن را با افزودن منگنز در دمای بالا و سپس افزودن آهن اتخاذ میکند که نه تنها ترکیب آلیاژ را تضمین میکند، بلکه از فرآیند ساخت آلیاژهای میانی جلوگیری میکند و در نتیجه هزینههای تولید را کاهش میدهد. بهبود راندمان تولید منگنز را می توان در مقادیر زیاد به مس ذوب کرد و در تقویت محلول جامد نقشی ایفا کرد و می تواند به طور موثری از "زنگ زدایی" برنج جلوگیری کند و مقاومت در برابر خوردگی برنج را بهبود بخشد. آهن حلالیت جامد کم در دمای اتاق دارد و یک فاز غنی از آهن رسوب میکند. فاز غنی از آهن باعث بهبود روانکاری مواد، استحکام ماتریس و مقاومت در برابر سایش آلیاژ می شود.
2. عناصر روی و آلومینیوم
روی و آلومینیوم نقطه ذوب بسیار پایینی دارند و به راحتی اکسید می شوند. هنگامی که دمای مذاب آلیاژ بالا باشد، افزودن آلومینیوم و روی به راحتی اکسید شده و می سوزد. به همین دلیل، روش افزودن مواد سرد (مس یا مواد زائد) را برای خنک شدن پس از حل شدن منگنز و آهن و سپس افزودن آلومینیوم و روی اتخاذ میکنیم. از آنجایی که Al و Zn حلالیت جامد زیادی در مس دارند، به راحتی در مس حل می شوند و ترکیب شیمیایی آلیاژ را تضمین می کنند. ضریب معادل روی آلومینیوم بسیار زیاد است (n=6). مقدار کمی آلومینیوم می تواند فاز برنج دوبلکس را افزایش دهد. در برنج آلومینیومی پیچیده، حتی فاز شکننده نیز تولید میشود که استحکام و سختی آلیاژ را افزایش میدهد و در عین حال انعطافپذیری و چقرمگی را به میزان قابل توجهی کاهش میدهد.
3. عناصر میکروآلیاژی
عناصر میکروآلیاژی در آخرین فرآیند اضافه شده و به کوره شعله پاش گرم می شوند. افزودن قلع می تواند ماتریس ماده را تقویت کند، فیلم محافظ SnO2 را برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی ایجاد کند و از وقوع "زنگ زدایی" جلوگیری کند. با این حال، افزودن بیش از حد قلع، ترکیبات شکننده مواد را افزایش میدهد و بر عملکرد مواد تأثیر میگذارد. افزودن عناصر خاکی کمیاب می تواند دانه ها را تصفیه کند، ماتریکس را تقویت کند و خواص پردازش سرد و گرم مواد را بهبود بخشد.
