Əlvan Metalların Dökülməsi

Qara metallar üstünlüyü, mexaniki xassələrinin çeşidi və aşağı qiymətləri səbəbindən maşınqayırma sənayesində geniş istifadə olunur. Yenə də, ümumiyyətlə yüksək qiymətə baxmayaraq, qara ərintiləri ilə müqayisədə, əlvan metallar xüsusi xüsusiyyətlərinə görə müxtəlif tətbiqlərdə istifadə olunur. İstənilən mexaniki xassələri bu ərintilərdə işlə bərkitmə, yaşla sərtləşdirmə və s. yolu ilə əldə etmək olar, lakin qara ərintilər üçün istifadə olunan normal istilik müalicəsi prosesləri ilə deyil. Maraqlanan əsas əlvan materiallardan bəziləri alüminium, mis, sink və maqneziumdur.

1. Alüminium

Bütün əlvan ərintilərdən alüminium və onun ərintiləri əla xassələrinə görə ən mühümdür. Mühəndislik sənayesində istifadə olunduğu təmiz alüminiumun bəzi xüsusiyyətləri bunlardır:

• 1) Əla istilik keçiriciliyi (0,53 kal/sm/C)
• 2) Əla elektrik keçiriciliyi (376 600/ohm/sm)
• 3) Aşağı kütlə sıxlığı (2,7 q/sm)
• 4) Aşağı ərimə nöqtəsi (658C)
• 5) Əla korroziyaya davamlılıq
• 6) Zəhərsizdir.
• 7) Ən yüksək əks etdiricilərdən birinə (85-95%) və çox aşağı emissiya qabiliyyətinə (4-5%) malikdir.
• 8) Çox yumşaq və çevikdir, buna görə də çox yaxşı istehsal xüsusiyyətlərinə malikdir.

Təmiz alüminiumun ümumiyyətlə istifadə edildiyi bəzi tətbiqlər elektrik keçiricilərində, radiatorların fin materiallarında, kondisioner qurğularında, optik və işıq reflektorlarında, folqa və qablaşdırma materiallarındadır.

Yuxarıda göstərilən faydalı tətbiqlərə baxmayaraq, təmiz alüminium aşağıdakı problemlərə görə geniş istifadə edilmir:

• 1) Aşağı çəkilmə gücünə (65 MPa) və sərtliyə (20 BHN) malikdir.
• 2. Qaynaq və ya lehimləmə çox çətindir.

Alüminiumun mexaniki xüsusiyyətləri ərintisi ilə əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırıla bilər. İstifadə olunan əsas ərinti elementləri mis, manqan, silisium, nikel və sinkdir.

Alüminium və mis CuAl2 kimyəvi birləşməsini əmələ gətirir. 548 C-dən yuxarı temperaturda maye alüminiumda tamamilə həll olunur. Bu söndürüldükdə və süni yaşlandırıldıqda (100 - 150C-də uzun müddət saxlama), bərkimiş bir ərinti əldə edilir. Yaşlanmamış CuAl2 alüminium və misin bərk məhlulundan çökməyə vaxt tapmır və buna görə də qeyri-sabit vəziyyətdədir (otaq temperaturunda çox doymuşdur). Yaşlanma prosesi CuAl2-nin çox incə hissəciklərini çökdürür, bu da ərintinin güclənməsinə səbəb olur. Bu proses məhlulun sərtləşməsi adlanır.

İstifadə olunan digər ərinti elementləri 7%-ə qədər maqnezium, 1,5%-ə qədər manqan, 13%-ə qədər silikon, 2%-ə qədər nikel, 5%-ə qədər sink və 1,5%-ə qədər dəmirdir. Bunlardan əlavə, kiçik faizlərdə titan, xrom və kolumbium da əlavə edilə bilər. Daimi qəlibləmə və tökmədə istifadə edilən bəzi tipik alüminium ərintilərinin tərkibi onların tətbiqi ilə birlikdə Cədvəl 2. 10-da verilmişdir. Daimi qəliblər və ya təzyiqli tökmə ilə töküldükdən sonra bu materialların gözlənilən mexaniki xüsusiyyətləri Cədvəl 2.1-də göstərilmişdir.

2. Mis

Alüminium kimi, saf mis də aşağıdakı xüsusiyyətlərinə görə geniş tətbiq tapır

• 1) Təmiz misin elektrik keçiriciliyi ən təmiz formada yüksəkdir (5,8 x 105 /ohm/sm). Hər hansı kiçik çirk, keçiriciliyi kəskin şəkildə aşağı salır. Məsələn, 0.1% fosfor keçiriciliyi 40% azaldır.
• 2) Çox yüksək istilik keçiriciliyinə malikdir (0,92 kal/sm/C)
• 3) Ağır metaldır (xüsusi çəkisi 8,93)
• 4) Lehimləmə yolu ilə asanlıqla birləşdirilə bilər
• 5) Korroziyaya davamlıdır,
• 6) Xoş rəngə malikdir.

Təmiz mis elektrik naqillərinin, şinlərin, ötürücü kabellərin, soyuducu borularının və boru kəmərlərinin istehsalında istifadə olunur.

Misin ən təmiz halda mexaniki xassələri çox yaxşı deyil. Yumşaq və nisbətən zəifdir. Mexanik xüsusiyyətləri yaxşılaşdırmaq üçün sərfəli şəkildə ərintilə bilər. İstifadə olunan əsas ərinti elementləri sink, qalay, qurğuşun və fosfordur.

Mis və sinkin ərintilərinə pirinç deyilir. Tərkibində 39%-ə qədər sink olan mis bir fazalı (α-faza) struktur təşkil edir. Belə ərintilər yüksək çevikliyə malikdir. Alaşımın rəngi 20% sink tərkibinə qədər qırmızı qalır, lakin bundan sonra sarı olur. β-faza adlanan ikinci struktur komponent sinkin 39-46%-i arasında görünür. Bu, əslində artan sərtliyə cavabdeh olan CuZn inter-metal birləşməsidir. Az miqdarda manqan və nikel əlavə edildikdə misin gücü daha da artır.

Misin qalayla ərintiləri bürünc adlanır. Bürüncün sərtliyi və gücü qalay tərkibindəki qırışlarla artır. Qalay faizinin 5-dən yuxarı artması ilə çeviklik də azalır. Alüminium da əlavə edildikdə (4-11%), nəticədə əldə edilən ərinti, xeyli yüksək korroziya müqavimətinə malik olan alüminium bürünc adlanır. Bahalı bir metal olan qalay mövcudluğuna görə tunclar mislərlə müqayisədə nisbətən bahadır.

3. Digər Əlvan Metallar

sink

Sink əsasən aşağı ərimə temperaturu (419,4 C) və sinkin təmizliyi ilə artan korroziyaya davamlılığına görə mühəndislikdə istifadə olunur. Korroziyaya davamlılıq səthdə qoruyucu oksid örtüyünün əmələ gəlməsi nəticəsində yaranır. Sinkin əsas tətbiqləri poladı korroziyadan qorumaq üçün sinklənmədə, çap sənayesində və kalıp tökmədə istifadə olunur.

Sinkin çatışmazlıqları deformasiya edilmiş şəraitdə nümayiş olunan güclü anizotropiya, qocalma şəraitində ölçülü sabitliyin olmaması, aşağı temperaturda təsir gücünün azalması və dənəvər korroziyaya həssaslıqdır. 95.C-dən yuxarı temperaturda xidmət üçün istifadə edilə bilməz, çünki bu, dartılma gücü və sərtliyində əhəmiyyətli azalmaya səbəb olacaqdır.

Onun kalıp tökmələrində geniş istifadəsi ondan ibarətdir ki, o, daha aşağı təzyiq tələb edir, bu da digər kalıp tökmə ərintiləri ilə müqayisədə daha yüksək kalıp ömrü ilə nəticələnir. Bundan əlavə, çox yaxşı emal qabiliyyətinə malikdir. Sinkin tökmə üsulu ilə əldə edilən finiş, ayrılıq müstəvisində mövcud olan parıltının aradan qaldırılması istisna olmaqla, hər hansı sonrakı emallara zəmanət vermək üçün çox vaxt adekvatdır.

Maqnezium

Yüngül çəkisi və yaxşı mexaniki gücü sayəsində maqnezium ərintiləri çox yüksək sürətlə istifadə olunur. Eyni sərtlik üçün maqnezium ərintiləri C25 polad çəkisinin yalnız 37,2%-ni tələb edir, beləliklə çəkiyə qənaət edir. İstifadə olunan iki əsas ərinti elementi alüminium və sinkdir. Maqnezium ərintiləri qum tökmə, daimi kalıp tökmə və ya kalıp tökmə ola bilər. Qumla tökmə maqnezium ərintisi komponentlərinin xassələri daimi qəlib tökmə və ya döküm komponentləri ilə müqayisə edilə bilər. Döküm ərintiləri ümumiyyətlə yüksək mis tərkibinə malikdir, belə ki, xərcləri azaltmaq üçün onları ikinci dərəcəli metallardan hazırlamağa imkan verir. Onlar avtomobil təkərlərinin, krank korpuslarının və s. istehsalı üçün istifadə olunur. Tərkib nə qədər yüksək olarsa, maqneziumla işlənmiş ərintilərin, məsələn, yuvarlanmış və saxta komponentlərin mexaniki gücü bir o qədər yüksək olar. Maqnezium ərintiləri ənənəvi qaynaq proseslərinin əksəriyyəti ilə asanlıqla qaynaq edilə bilər. Maqnezium ərintilərinin çox faydalı xüsusiyyəti onların yüksək emal qabiliyyətidir. Onlar aşağı karbonlu poladla müqayisədə emal üçün yalnız təxminən 15% güc tələb edir.