ریخته گری یکی از متداول ترین روشهای تولیدی است که برای تولید قطعات پیچیده برای صنایعی مانند خودرو ، هوافضا ، ماشین آلات و ساخت و ساز استفاده می شود. از بین مواد گسترده استفاده شده ، آلومینیوم و فولاد دو گزینه محبوب هستند. در حالی که هر دو را می توان به شکل های دقیقی ریخت ، تفاوت های قابل توجهی در خواص ، برنامه ها ، هزینه ها و فرآیندهای تولید وجود دارد. درک این تفاوت ها برای مهندسان و تولید کنندگان هنگام انتخاب مواد مناسب برای یک برنامه خاص بسیار مهم است.
1. ترکیب مواد و خواص
قطعات ریخته گری آلومینیوم
ریخته گری آلومینیوم شامل ذوب آلیاژهای آلومینیوم یا آلومینیوم و ریختن آنها در قالب ها برای تشکیل قطعات است. خصوصیات کلیدی عبارتند از:
سبک وزن: آلومینیوم دارای چگالی تقریبا 2.7 گرم در سانتی متر مربع است و آن را به طور قابل توجهی سبک تر از فولاد می کند.
مقاومت در برابر خوردگی: آلومینیوم به طور طبیعی یک لایه محافظ را تشکیل می دهد و مقاومت در برابر زنگ زدگی و خوردگی را تقویت می کند.
هدایت حرارتی خوب: آلومینیوم به طور مؤثر گرما را از بین می برد و آن را برای کاربردهای حساس مناسب می کند.
هدایت الکتریکی: آلومینیوم برق را بهتر از فولاد انجام می دهد ، که می تواند در اجزای الکتریکی و الکترونیکی مفید باشد.
استحکام متوسط: در حالی که آلیاژهای آلومینیوم می توانند به استحکام معقول دست یابند ، اما به طور کلی نسبت به فولاد ، به ویژه در برنامه های Highstress ، کمتر از فولاد قوی هستند.
ریخته گری
ریخته گری فولاد شامل ذوب آلیاژهای فولادی یا فولاد و ریختن آنها در قالب ها است. خصوصیات کلیدی عبارتند از:
استحکام و سختی بالا: فولاد نسبت به آلومینیوم از استحکام و سختی کششی بالاتری برخوردار است و آن را برای برنامه های سنگین و پر بار مناسب می کند.
دوام: ریخته گری های فولادی در برابر سایش ، تغییر شکل و ضربه تحت بارهای سنگین مقاوم تر هستند.
مقاومت در برابر خوردگی متوسط: فولاد کربن برای مقاومت در برابر زنگ نیاز به پوشش یا درمان سطح دارد. فولاد ضد زنگ مقاومت در برابر خوردگی بهتری ارائه می دهد.
چگالی بالاتر: چگالی فولاد تقریباً 7.85 گرم در سانتی متر مربع است و آن را بسیار سنگین تر از آلومینیوم می کند که می تواند در طرح های حساس به وزن مورد توجه قرار گیرد.
2. تفاوت های فرآیند تولید
فرآیند ریخته گری آلومینیوم
آلومینیوم به دلیل پایین تر بودن ذوب آن (\ 660 درجه سانتیگراد) در مقایسه با فولاد نسبتاً آسان است. روشهای رایج ریخته گری آلومینیوم عبارتند از:
ریخته گری مرده: تزریق فشار زیاد آلومینیوم مذاب به قالبها ، مناسب برای تولید Highvolume با پایان سطح عالی.
ریخته گری ماسه ای: آلومینیوم مذاب در قالب های شن و ماسه ریخته می شود ، ایده آل برای قطعات بزرگ و پیچیده در تولید کوچکتر.
ریخته گری قالب دائمی: از قالب های فلزی قابل استفاده مجدد برای تولید Medianvolume استفاده می کند و دقت بعدی نسبت به ریخته گری شن را ارائه می دهد.
فرآیند ریخته گری فولادی
فولاد دارای نقطه ذوب بسیار بالاتری (\ ~ 1370-1510 درجه سانتیگراد) است که باعث می شود که فولاد با انرژی بیشتری بیشتر شود. روشهای معمولی ریخته گری فولاد عبارتند از:
ریخته گری ماسه ای: متداول ترین برای فولاد به دلیل انعطاف پذیری آن برای اجزای بزرگ و پیچیده است.
ریخته گری سرمایه گذاری: اجزای فولادی بسیار مفصلی را تولید می کند اما گران تر است.
ریخته گری برای فولاد: به ندرت به دلیل دمای بالای ذوب استفاده می شود ، اما برخی از روش های تخصصی فشار بالا وجود دارد.
به دلیل نقطه ذوب بالاتر ، ریخته گری فولاد به تجهیزات قوی تر ، زمان چرخه طولانی تر و مصرف انرژی بالاتر نیاز دارد.
3. ملاحظات وزن
یکی از اصلی ترین تفاوت ها بین ریخته گری های آلومینیوم و فولاد وزن است:
آلومینیوم: سبک و ایده آل برای کاربردهایی که کاهش وزن بسیار مهم است ، مانند هوافضا ، قطعات خودرو و دستگاه های قابل حمل.
فولاد: سنگین اما قوی ، مناسب برای اجزای ساختاری ، ماشین آلات و برنامه هایی که نیاز به ظرفیت بارگذاری بالا دارند.
اختلاف وزن می تواند بر انتخاب های طراحی ، هزینه حمل و نقل و بهره وری انرژی در برنامه های استفاده نهایی تأثیر بگذارد.
4. قدرت و دوام
قطعات ریخته گری آلومینیوم: استحکام متوسط ، اغلب برای برنامه های بارگذاری متوسط کافی است. آنها بیشتر مستعد تغییر شکل تحت استرس شدید هستند. درمان های سطح و آلیاژ می تواند قدرت را بهبود بخشد.
ریخته گری های فولادی: مقاومت برتر و مقاومت در برابر سایش ، قادر به تحمل بارهای زیاد ، ضربه و محیط های سخت. ایده آل برای ماشین آلات صنعتی ، وسایل نقلیه سنگین و اجزای ساختاری.
5. مقاومت در برابر خوردگی
آلومینیوم به طور طبیعی به دلیل لایه اکسید آن در برابر خوردگی مقاومت می کند و باعث می شود آن برای محیط های در فضای باز یا مرطوب و بدون پوشش اضافی مناسب باشد. فولاد برای مقاومت در برابر خوردگی به طور مؤثر نیاز به درمان - مانند گالوانیزه کردن ، نقاشی یا استفاده از فولاد ضد زنگ - دارد. در برنامه های کاربردی در معرض رطوبت یا مواد شیمیایی ، آلومینیوم می تواند مزیت روشنی داشته باشد مگر اینکه از فولاد ضد زنگ استفاده شود.
6. ملاحظات هزینه
ریخته گری های آلومینیومی: به طور کلی هزینه مواد کمتری نسبت به فولاد برای قطعات سبک وزن ، اما آلیاژهای تخصصی یا ریخته گری با پیشرفت بالا می تواند قیمت را افزایش دهد. مصرف انرژی به دلیل پایین بودن نقطه ذوب کمتر است.
ریخته گری های فولادی: مصرف انرژی بالاتر برای ذوب و تجهیزات قوی تر مورد نیاز است. هزینه مواد اولیه بسته به درجه فولاد متفاوت است و از جنس استنلس استیل گران تر است.
در نهایت ، انتخاب بستگی به تعادل قدرت ، وزن ، مقاومت در برابر خوردگی و هزینه های تولید دارد.
7. برنامه های معمولی
قطعات ریخته گری آلومینیوم
اجزای موتور خودرو ، موارد انتقال و قطعات بدن
اجزای هوافضا برای هواپیما و هواپیماهای بدون سرنشین
غرق گرما ، محفظه ها و اجزای الکترونیکی
قطعات ماشین آلات سبک وزن
ریخته گری
اجزای ماشین آلات سنگین (جعبه دنده ، قاب ، شفت)
اجزای ساختاری در ساخت و ساز
دریچه های صنعتی ، پمپ ها و قطعات مطبوعات
قطعات پر از خودرو و راه آهن
قطعات ریخته گری آلومینیوم و ریخته گری های فولادی نیازهای مختلفی را در ساخت ارائه می دهند. آلومینیوم قطعات سبک ، خوردگی و مقاوم در برابر حرارت و از نظر حرارتی را برای کاربردهای هوافضا ، خودرو و الکترونیک ارائه می دهد. ریخته گری های فولادی مقاومت بیشتری ، مقاومت در برابر سایش و ظرفیت بارگذاری را فراهم می کنند و آنها را برای ماشین آلات سنگین ، کاربردهای ساختاری و محیط های مرتفع ایده آل می کنند.
انتخاب بین ریخته گری های آلومینیوم و فولادی نیاز به بررسی دقیق وزن ، استحکام ، مقاومت در برابر خوردگی ، روش تولید و هزینه دارد. در بسیاری از کاربردهای مدرن ، طراحان غالباً هر دو ماده را برای بهینه سازی عملکرد ، دوام و کارآیی ترکیب می کنند. $ $
