آلومینیوم چیست ؟

آلومینیوم ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی دارای علامت AL و عدد اتمی ۱۳ می باشد . آلومینیوم که عنصری نقره ای و انعطاف پذیر است ، عمدتاً بصورت سنگ معدن بوکسیت یافت می شود و از نظر مقاومتی که در برابر اکسیداسیون دارد. ، همچنین وزن و قدرت آن ، قابل توجه است . آلومینیوم در صنعت برای تولید میلیون ها محصول مختلف بکار می رود و در جهان اقتصاد ، عنصر بسیار مهمی است.

ویژگی های آلومینیوم کدامند ؟ 

آلومینیوم ، فلزی نرم و سبک ، اما قوی است ، با ظاهری نقره ای – خاکستری مات و لایه نازک اکسایش که در اثر برخورد با هوا در سطح آن تشکیل می شود ، از زنگ خوردگی ، چکش خوار ، انعطالف پذیری و به راحتی خم می شود همچنین بسیار با دوام و مقوام در برابر زنگ خوردگی است . بعلاوه این عنصر غیر مغناطیسی ، بدون جرقه ، دومین فلز چکش خوار و ششمین فلز انعطاف پذیر است.

کاربرد های آلومینیوم

چه از نظر کیفیت و چه از نظر ارزش ، آلومینیوم کاربردی ترین فلز بعد از آهن است و تغریبا در تمامی بخش های صنعت دارای اهمیت می باشد . آلومینیوم خالص ، نرم و ضعیف است ، اما میتواند آلیاژهایی را با مقادیر کمی از مس ، منیزیوم ، منگنز  ، سیلیکون و دیگر عناصر بوجود آورد که این آلیاژ ها ویژگی های مفید گوناگونی دارند . این آلیاژ ها اجزای مهم هواپیما ها و راکت ها را می سازد.

وقتی آلومینیوم را در خلاء تبخیر کنند ، پوششی تشکیل می دهد که هم نور مرئی و هم گرمای تابشی را منعکس می کند .

این پوشش ها لایه نازک اکسید آلومینیوم محافظ را بوجود می آورد که همانند پوشش های نقره خاصیت خود را از دست نمی دهند . یکی دیگر از از موارد استفاده از این فلز در لایه آینه های تلسکوپی های نجومی است . 

فهرست کاربرد های آلومینیوم

برخی از کاربرد های فراوان آلومینیوم عبارتند از  : 

حمل و نقل ( اتومبیل ها ، هواپیما ها ، کامیون ها ، کشتی ها ، ناوگان های دریایی ، راه آهن و …)

بسته بندی ( قوطی ، فویل ها )

ساختمان ( در بو  پنجره ، دیوارپوش ها و نما ها و سایر موارد )

کالاهای با دوام مصرف کننده ( وسایل برقی خانگی ، وسایل آشپزخانه  و …)

خطوط انتقال الکتریکی ( هدایت الکتریکی آلومینیوم از مس بیشتر و از طلا کمتر می باشد اما استحکام مکانیکی آن در برابر کشش از کمتر می باشد و لذا برای ساخت هادی های آلومینیوم به منظور استفاده در خطوط انتقال از هسته ای فولادی برای تقویت استحاکم آن در برابر کشش استفاده می کنند معروف ترین هادی آلومینیومی با ویژگی بالا که در ۹۰ درصد خطوط انتقال استفاده می شود هادی ACSR  می باشد.

استفاده از اکستروژن آلومینیوم در طراحی و ساخت محصولات در دهه های اخیر به طور قابل توجهی افزایش یافته است. طبق گزارش ها از سال ۲۰۱۹ رشد بازار جهانی اکستروژن آلومینیوم به صورت ویژه ای بالا رفته است. امروز ما در مورد اکستروژن آلومینیوم، مزایای مربوط به آن نیاز است که مسائلی را فراگیریم و مراحل مربوط به آن را بدانیم. آلومینیوم اکستروژن دارای خصوصیات ویژه ای می باشد که تحت فشار و گرما تولید می شود.

آلومینیوم اکستروژن چیست؟

اکستروژن آلومینیوم فرآیندی است که در آن مواد آلیاژ آلومینیوم از طریق یک قالب با مشخصات مقطع خاص عبور می کنند. اکستروژن آلومینیوم را می توان به فشار دادن خمیر دندان از یک لوله تشبیه کرد. یک قوچ قدرتمند آلومینیوم را از داخل قالب هل می دهد و از دهانه قالب خارج می شود. وقتی این کار صورت گیرد به همان شکل قالب بیرون می آید و در امتداد میز بیرون کشیده می شود.

در یک سطح اساسی، درک فرایند اکستروژن آلومینیوم نسبتاً ساده است. نیروی وارد شده را می توان به نیرویی که هنگام فشار دادن یک لوله خمیر دندان با انگشتان خود اعمال می کنید تشبیه نمود. با فشار دادن، خمیر دندان به شکل دهانه لوله ظاهر می شود.باز شدن لوله خمیر دندان اساساً همان عملکرد قالب اکستروژن را انجام می دهد. از آنجایی که دهانه یک دایره جامد است، خمیر دندان به صورت یک اکستروژن جامد طولانی خارج می شود. شکل های متنوعی از آلومینیوم اکستروژن تهیه می شود که می تواند در موارد مختلف مورد استفاده قرار گیرد.

شکل های مختلفی که می تواند اکسترود کرد؟

در این قسمت می توان اشکال اکسترود شده را به سه دسته تقسیم کنیم. جامد بدون حفره یا منافذ محصور که می تواند به شکل میله، تیر یا زاویه باشد. توخالی، با یک یا چند فضای خالی همانند لوله مربع، مستطیل و همچنین نیمه توخالی با فضای خالی تا حدی محصور شده که معمولاً به شکل کانال C با شکاف باریک است.

اکسترود دارای کاربردهای زیادی در بسیاری از صنایع مختلف از جمله صنایع معماری، خودروسازی، الکترونیک، هوافضا، انرژی و.. دارد.موردی که می توان در مورد تولیدات بیان نمود این می باشد که برخی از آن ها شامل چندین اکستروژن است. طراحان سیستم هایی با اشکال متعدد و در هم تنیدع ایجاد کردند.

فرآیند اکستروژن آلومینیوم

قالب اکستروژن آماده شده و به پرس اکستروژن منتقل می شود

ابتدا یک قالب گرد از فولاد ماشین کاری می شود. اگر یکی از آنها از قبل موجود باشد، از انباری مانند آنچه اینجا می بینید بیرون کشیده می شود. قبل از اکستروژن، قالب باید از قبل بین ۴۵۰ تا ۵۰۰ درجه سانتیگراد گرم شود تا به حداکثر عمر آن کمک کند و جریان یکنواخت فلز را تضمین کند. هنگامی که قالب از قبل گرم شد، می توان آن را در پرس اکستروژن قرار داد.

گرم کردن شمش آلومینیوم قبل از اکستروژن

یک بلوک جامد و استوانه ای از آلیاژ آلومینیوم، به نام بیلت، از یک سیاهه بلندتر از مواد آلیاژ بریده می شود. البته این قطعه در فری بین دمای ۴۰۰ تا ۵۰۰۲ درجه سانتیگراد گرم می شود. این موضوع باعث می شود که برای فرایند اکستروژن به اندازه کافی شکل پذیر باشد اما مذاب نباشد.

بلیت به پرس اکستروژن منتقل می کنیم

هنگامی که بیلت گرم شد به صورت مکانیکی به پرس اکستروژن منتقل می شود. قبل از اینکه روی پرس قرار گیرد، یک روان کننده روی آن استفاده می شود. عامل رهاسازی نیز روی قوچ اکستروژن اعمال می شود تا از چسبیدن بیلت و قوچ به هم جلوگیری شود.

قوچ مواد بیلت را به داخل ظرف فشار می دهد

اکنون شمش چکش خوار در پرس اکستروژن قرار می گیرد، جایی که قوچ هیدرولیک تا ۱۵۰۰۰ تن فشار به آن وارد می کند. همانطور که قوچ فشار وارد می کند، مواد بیلت به داخل ظرف پرس اکستروژن رانده می شود. مواد منبسط می شود تا دیواره های ظرف را پر کند.

مواد اکسترود شده از طریق قالب ظاهر می شوند

همانطور که مواد آلیاژی ظرف را پر می کند، اکنون در برابر قالب اکستروژن فشرده می شود. با اعمال فشار مداوم بر روی آن، مواد آلومینیومی جایی برای خروج ندارد مگر از طریق دهانه های قالب صورت گیرد. از دهانه قالب به شکل نیمرخ کاملاً شکل گرفته بیرون می آید.

اکستروژن ها در امتداد جدول Runout هدایت می شوند و خاموش می شوند

پس از بیرون آمدن اکستروژن توسط یک کششگر گرفته می شود، مانند چیزی که در اینجا مشاهده می کنید، که آن را در امتداد جدول runout با سرعتی که مطابق با خروج آن از پرس است، هدایت می کند.

همانطور که در امتداد جدول runout حرکت می کند، پروفیل کوئیچ یا به طور یکنواخت توسط یک حمام آب یا توسط فن های بالای میز خنک می شود.

اکستروژن ها به طول جدول برش خواهند داد

هنگامی که یک اکستروژن به طول میز کامل خود رسید، توسط یک اره داغ برش داده می شود تا از فرایند اکستروژن جدا شود. در هر مرحله از فرایند دما نقش مهمی ایفا می کند. اگرچه اکستروژن پس از خروج از پرس خاموش شد، اما هنوز به طور کامل سرد نشده است.

اکستروژن ها تا دمای اتاق خنک می کنیم

پس از برش، اکستروژن های طول میز به طور مکانیکی از میز runout به میز خنک کننده منتقل می شوند. پروفیل ها تا زمانی که به دمای اتاق برسند در آنجا باقی می مانند.

اکستروژن ها به برانکارد منتقل می شوند و به سمت تراز کشیده می شوند

مقداری پیچش طبیعی در پروفیل ها رخ داده است و این باید اصلاح شود. برای اصلاح این، آن ها را به یک برانکارد منتقل می کنند. هر پروفیلی به صورت مکانیکی در دو انتها گرفته می شود و تا زمانی که کاملاً صاف شده و در مشخصات آورده شود کشیده می شود.

اکستروژن ها به اره پایانی منتقل شده و به طول برش داده خواهند شد

در حالی که اکستروژن های طول میز اکنون مستقیم و کاملاً سخت شده است، به میز اره منتقل می شوند. در اینجا، آن ها به طول های از پیش تعیین شده، معمولاً بین ۸ تا ۲۱ فوت اره می شوند. این مرحله، خواص اکستروژن ها با حالت T5 مطابقت دارد. پس از اره کردن، می توان آن ها را به یک کوره کهنه منتقل کرد تا به سن مزاج T5 یا T6 تبدیل شوند.