סגסוגות אלומיניום ליציקת השקעה

סקירה כללית של יציקת השקעה

כאשר משתמשים בשעווה ליצירת תבנית, יציקת השקעה נקראת גם "יציקת שעווה אבודה". יציקת השקעה מתייחסת בדרך כלל לתכנית יציקה שבה הצורה עשויה מחומרים מותכים, פני השטח של הצורה מצופים בכמה שכבות של חומרים עקשן ליצירת מעטפת תבנית, ולאחר מכן התבנית מותכת מתוך מעטפת התבנית, כך שמתקבלת תבנית ללא משטח נפרד, שניתן למלא בחול ולצקת לאחר קלייה בטמפרטורה גבוהה. יציקת השקעה נקראת לעתים קרובות "יציקת שעווה אבודה" בשל השימוש הנרחב בחומרים שעווה לייצור התבנית.
סוגי הסגסוגות המיוצרות ביציקת השקעה הם פלדת פחמן, סגסוגת פלדה, סגסוגת עמידה בחום, נירוסטה, סגסוגת מדויקת, סגסוגת מגנט קבוע, סגסוגת מיסבים, סגסוגת נחושת, סגסוגת אלומיניום, סגסוגת טיטניום וברזל יצוק קשרי, ועוד.
באופן כללי, צורתן של יציקות השקעה היא מורכבת יחסית. הקוטר המינימלי של חור היציקה יכול להגיע ל-0.5 מ"מ, ועובי הדופן המינימלי של היציקה הוא 0.3 מ"מ. בייצור, חלקים מסוימים המורכבים במקור מכמה חלקים ניתנים לעיצוב לחלק שלם וליצוק ישירות על ידי יציקת השקעה על ידי שינוי מבנה החלקים, על מנת לחסוך שעות עיבוד וצריכת חומר מתכת, כך שמבנה החלקים יהיה סביר יותר.

תהליך יציקה של סגסוגת אלומיניום

יציקת סגסוגת אלומיניום מתייחסת לפרופילי סגסוגת אלומיניום שניתן להשיג חלקים מהם באופן מיידי בתהליך יציקה ועיצוב של חומרי מתכת. הרכב יסודות הסגסוגת של יציקות סגסוגת אלומיניום עולה בדרך כלל על הרכב פרופילי סגסוגת אלומיניום מעוותים המתאימים. יציקת סגסוגת אלומיניום היא חומר מתכת מסורתי, בשל צפיפותו הקטנה יחסית ותכונות חוזק גבוהות, הנמצא בשימוש נרחב בחברות תעופה, חלל, כלי רכב, ציוד מכני ותחומים אחרים.

המאפיינים של סגסוגות אלומיניום

סגסוגת אלומיניום עשויה ממטיל אלומיניום כחומר גלם, ומוסיפה כמה אלמנטים, כגון נחושת, סיליקון, מגנזיום, אבץ, מנגן וחומרי עזר אחרים באמצעות סדרה של תהליכים מורכבים, והיא הנפוצה ביותר בתעשייה של סוג של חומרי מבנה לא ברזליים. היא נמצאת בשימוש נרחב בתעופה, חלל, רכב, ייצור מכני ותעשייה כימית. כיום, סגסוגת אלומיניום היא הסגסוגת הרב-תכליתית והעמידה ביותר.
מאפייני סגסוגת אלומיניום:
1. צפיפות נמוכה
2. עוצמה גבוהה
3. מוליכות תרמית ומוליכות תרמית טובה
4. קורוזיה ההתנגדות
5. קל לעיבוד

סוגי אלומיניום המשמשים ביציקת השקעות

1. סגסוגת אלומיניום סיליקון, המכונה גם "סיליקון אלומיניום אמין" או "סיליקון אלומיניום אמין". יש לה ביצועי יציקה טובים ותכונות עמידות מאוד בפני שחיקה, ומקדם ההתפשטות התרמית שלה קטן יחסית. מבין סגסוגות האלומיניום היצוקות, המגוון הוא הגדול ביותר, כמות הסגסוגת הגדולה ביותר, ותכולת הסיליקון היא 4% ~ 13%. לעיתים מוסיפים 0.2% ~ 0.6% סגסוגת אלומיניום מגנזיום סיליקון, הנמצאת בשימוש נרחב בחלקים מבניים. סגסוגות כאלה נמצאות בשימוש נרחב בחלקים כמו בוכנות.
2. סגסוגת אלומיניום-נחושת, סגסוגת עם תכולת נחושת של 4.5% ~ 5.3% בעלת אפקט החיזוק הטוב ביותר. תוספת מתאימה של מנגן וטיטניום יכולה לשפר משמעותית את החוזק ואת ביצועי היציקה בטמפרטורת החדר ובטמפרטורה גבוהה. משמשת בעיקר לייצור יציקות חול הנושאות עומס דינמי וסטטי גדול והצורה אינה מורכבת.
3. סגסוגת אלומיניום-מגנזיום, סגסוגת האלומיניום היצוקה בעלת הצפיפות הנמוכה ביותר (2.55 גרם/סמ"ק) והחוזק הגבוה ביותר (כ-3 מגה פסקל), המכילה 355% מגנזיום, בעלת אפקט החיזוק הטוב ביותר. לסגסוגת עמידות טובה בפני קורוזיה באטמוספירה ובמי ים, תכונות מכניות טובות ויכולת עיבוד טובה בטמפרטורת החדר.
4. סגסוגת אלומיניום ואבץ, על מנת לשפר את הביצועים, מוסיפים לעתים קרובות סיליקון ומגנזיום, המכונים לעתים קרובות "סיליקון אלומיניום אבץ מינג". בתנאי יציקה, לסגסוגת יש אפקט מרווה, כלומר "מרווה עצמי". ניתן להשתמש בה ללא טיפול בחום, ניתן לעבור טיפול בחום מטמורפי, ליציקה יש חוזק גבוה.

מהן הסגסוגות ביציקת אלומיניום?

חומרי סגסוגת אלומיניום ביציקת סגסוגת אלומיניום מחולקים בעיקר לשלושה סוגים של חומרים: סגסוגת סיליקון אלומיניום, סגסוגת נחושת סיליקון אלומיניום וסגסוגת מגנזיום אלומיניום.
1. סגסוגת אל-סי: כוללת בעיקר את YL102 (ADC1, A413.0 וכו'), YL104 (ADC3, A360);
2. סגסוגת נחושת סיליקון אלומיניום: כוללת בעיקר את YL112 (A380, ADC10 וכו'), YL113 (3830), YL117 (B390, ADC14), ADC12 וכו';
3. סגסוגת אלומיניום ומגנזיום: כוללת בעיקר 302 (5180, ADC5,) ADC6 וכו'.

המאפיינים של יציקת השקעה בסגסוגות אלומיניום

יציקת סגסוגת אלומיניום היא תהליך רב-תכליתי המציע מגוון יתרונות נוספים, כולל:
1. יחס חוזק למשקל גבוה.
2. יציבות כימית מעולה.
3. עמידות מעולה בפני קורוזיה.
4. עמידות בטמפרטורה גבוהה.
5. מוליכות תרמית וחשמלית מעולה.
6. גימור חלק ויצוק.

ההבדל בין יציקות נירוסטה ליציקות סגסוגת אלומיניום

הנה כמה הבדלים עיקריים בין יציקות אלומיניום ליציקות נירוסטה המשפיעים על בחירת הסגסוגות לחלקים תעשייתיים:
1. יכולת עיבוד שבבי. אלומיניום גמיש יותר וקל יותר לעבוד איתו מאשר נירוסטה.
2. ריתוך. קל יותר לרתך נירוסטה מאשר אלומיניום.
3. חוזק ומשקל. בעוד שאלומיניום אינו חזק כמו נירוסטה, הוא שוקל כשליש, מה שהופך אותו לבחירה טובה במצבים בהם יחסי חוזק-משקל חשובים.
4. מוליכות חשמלית. אלומיניום הוא מוליך טוב מאוד, בעוד שפלדת אל-חלד היא גרועה מאוד.
5. עמידות בחום. אלומיניום מתרכך ב-400 מעלות פרנהייט, בעוד שפלדת אל-חלד יכולה לעמוד בטמפרטורות גבוהות יותר.
6. עלות. אלומיניום בדרך כלל עולה פחות מפלדת אל-חלד.

היתרונות של בחירת יציקות אלומיניום להשקעה

יציקת אלומיניום להשקעה היא סוג של טכנולוגיית יציקה עם פחות חיתוך או ללא חיתוך כלל, והיא טכנולוגיה מצוינת בתעשיית היציקה, ויישומה רחב מאוד. היא מתאימה לא רק ליציקות מסוגים שונים וסגסוגות שונות, אלא גם דיוק המימדים ואיכות פני השטח של חלקי האלומיניום היצוק המיוצרים גבוהים יותר משיטות יציקה אחרות. אפילו חלקי אלומיניום יצוקים מורכבים, עמידים בטמפרטורות גבוהות וקשים לעיבוד, שקשה ליצוק בשיטות יציקה אחרות, ניתנים ליציקה מדויקת להשקעה.
היתרון הגדול ביותר של יציקת אלומיניום להשקעה הוא שבגלל יציקות השקעה בעלות דיוק מימדי וגימור פני שטח גבוהים מאוד, ניתן להפחית את העיבוד המכני. ניתן להשאיר רק מעט מרווח עיבוד בחלקים עם דרישות גבוהות יותר. אפילו חלקים מסוימים של אלומיניום יצוק משאירים רק מרווח טחינה וליטוש, וניתן להשתמש בהם ללא עיבוד מכני. ניתן לראות ששיטת יציקת האלומיניום להשקעה יכולה לחסוך הרבה כלי עבודה ושעות עיבוד, ולחסוך מאוד בחומרי גלם של מתכת.
יתרון נוסף של שיטת יציקת אלומיניום להשקעה הוא שניתן ליצוק בה מגוון יציקות מורכבות, במיוחד יציקות סופר-סגסוגת. לדוגמה, להב של מנוע סילון, קווי המתאר היעילים שלו וחלל הקירור שלו כמעט ולא נוצרים באמצעות טכנולוגיית עיבוד שבבי. שימוש בתהליך יציקת אלומיניום להשקעה יכול לא רק להשיג ייצור המוני, להבטיח את עקביות היציקות, אלא גם למנוע ריכוז מאמץ של הלהב שנותר לאחר העיבוד השבבי.

החסרונות של בחירת יציקת אלומיניום להשקעה

1. הכללת סיגים מחמצנים
מאפייני פגם: סיגים מחומצנים מפוזרים בעיקר על פני השטח העליונים של היציקה, בפינת אוורור תבנית היציקה. השבר הוא בעיקר לבן אפרפר או צהוב, אשר ניתן למצוא בצילום רנטגן או בעיבוד מכני, וניתן למצוא אותו גם בשטיפה אלקלית, כבישה או אנודייזציה.
2. נקבוביות ובועות
מאפייני פגם: הנקבוביות בדופן שלושת היציקות הן בדרך כלל עגולות או אליפטיות, עם משטח חלק, בדרך כלל עור תחמוצת מבריק, לפעמים צהוב שמן.
3. לכווץ רופף
מאפייני פגם: התכווצות של יציקות אלומיניום מתרחשת בדרך כלל בעובי שורש הציר ליד המסלול הפנימי, במעבר עובי הדופן ובדופן הדקה עם משטח שטוח גדול. השבר אפור במצב יציקה, צהוב חיוור לאחר טיפול בחום, צהוב חיוור או אפור-שחור. סרט הרנטגן מראה צורה עכורה. ניתן למצוא התכווצות נימית משמעותית באמצעות צילום רנטגן, שבר פלואורסצנטי ושיטות בדיקה אחרות.
4. סדקים
סיבות: מבנה היציקה אינו סביר, יש פינות חדות, עובי הדופן רחב מדי, תבנית החול אינה טובה, ותבנית היציקה מתחממת יתר מקומית.

יציקות סגסוגת אלומיניום נמצאות בשימוש נרחב בתעשיית התעופה

לסגסוגת אלומיניום שורה של יתרונות כגון צפיפות נמוכה, חוזק ספציפי גבוה, עמידות טובה בפני קורוזיה ויכולת עיצוב, עלות נמוכה, מגוון רחב של אפשרויות יישומים ומעמד שאין לו תחליף בתעופה, חלל, בניית ספינות, תעשיית הגרעין ותעשיית הנשק. בתעופה, סגסוגת אלומיניום היא החומר העיקרי למבנה גוף המטוס.
למרות שצפיפות סגסוגת האלומיניום נמוכה, חוזקה גבוה יחסית, קרוב או גבוה מפלדה איכותית, גמישותה טובה, ניתן לעבד אותה לפרופילים שונים, בעלת מוליכות חשמלית, מוליכות תרמית ועמידות בפני קורוזיה מצוינים, נמצאת בשימוש נרחב בתעשייה, והשימוש בה שני רק לפלדה
ניתן לחלק את סגסוגת האלומיניום לסגסוגת אלומיניום עיוותת וסגסוגת אלומיניום יציקה לפי שיטות העיבוד. סגסוגת אלומיניום יצוק, המשמשת במצב יצוק; סגסוגת אלומיניום מעוותת, יכולה לעמוד בעיבוד בלחץ, תכונות מכניות גבוהות יותר מאשר יצוק. ניתן לעבד אותה לצורות שונות, מפרטים של סגסוגת אלומיניום. משמש בעיקר לייצור ציוד תעופה, צרכים יומיומיים, דלתות וחלונות לבניית דלתות.

יציקות סגסוגת אלומיניום נמצאות בשימוש נרחב בתעשייה האזרחית
ליציקת סגסוגת אלומיניום יש כמה יתרונות שיציקות אחרות אינן יכולות להשתוות אליהם, כגון יופי, איכות אור, עמידות בפני קורוזיה ועוד, ולכן היא פופולרית מאוד בקרב משתמשים. יציקת סגסוגת אלומיניום, במיוחד בגלל שוק הרכב, נמצאת בשימוש נרחב בתעשיית הרכב.
הצפיפות של סגסוגת אלומיניום יצוקה נמוכה יותר מזו של ברזל יצוק ופלדה יצוקה, אך החוזק הסגולי גבוה יותר. לכן, תחת אותם תנאי עומס, שימוש ביציקות סגסוגת אלומיניום יכול להפחית את משקל המבנה, ולכן בתעשיית התעופה ובייצור מכונות כוח ותובלה, נעשה שימוש נרחב בחלקי יציקת סגסוגת אלומיניום. לסגסוגת אלומיניום יש ברק פני שטח טוב, עמידות טובה בפני קורוזיה באטמוספירה ובמים מתוקים, ולכן יש לה מגוון רחב של שימושים בייצור כלי שיט אזרחיים. אלומיניום טהור בחומצה חנקתית, חומצה אצטית ותווך חומצי חמצוני אחר בעל עמידות טובה בפני קורוזיה, ולכן ליציקת סגסוגת אלומיניום יש שימוש מסוים בתעשייה הכימית. אלומיניום טהור וסגסוגת אלומיניום בעלי מוליכות תרמית טובה, התקני חילופי חום המשמשים בייצור כימי, וחלקים בעלי מוליכות תרמית טובה, כגון כיסוי הצילינדר והבוכנה של מנוע בעירה פנימית, מתאימים גם לייצור עם סגסוגת אלומיניום.

אילו בעיות עלולות להתעורר במהלך תהליך יציקת סגסוגת אלומיניום?

בעיות נפוצות:
1. חורי סיכה
2. בועות
3. חורי חול
כדי לפתור את הבעיות הנ"ל, בעיקר לפתור את בעיית "המים". כדי לפתור את בעיית המים, המהות היא לפתור את בעיות המימן בהנדסת התכת סגסוגות אלומיניום. מאפייני סגסוגת אלומיניום: קל לחמצון, קל לספוג את האוויר והלחות של מטילי האלומיניום עצמם. לכן, כדי לשלוט בתופעת חורי הסיכה, הבועות והחול, כדי למנוע ולשלוט מהמקור, כולל דרישות הטמפרטורה, שימוש בחומרי סיגים וסילוק גזים.