Odlewanie jest najstarszą znaną nam techniką metalurgiczną. Pierwszymi funkcjonalnymi elementami metalowymi była przypadkowo rafinowana miedź ze skał chalkopirytu i chalkocytu. Metal można było odlać we wlewki i nadać mu użyteczny kształt. Odlewanie aluminium to niezwykle ważna metoda umożliwiająca wytwarzanie części o dowolnym kształcie. Kształt uzyskuje się zwykle w jednoetapowym procesie od ciekłego metalu do gotowych lub prawie gotowych części. W tym artykule omówimy, czym jest odlew aluminiowy, jak działa, jakie jest jego znaczenie, rodzaje i zastosowanie.
Czym jest proces odlewniczy?
Odlewanie aluminium to proces wprowadzania stopionego aluminium do wnęki w celu uzyskania przez metal określonego kształtu. Aluminium i wiele jego stopów ma stosunkowo niską temperaturę topnienia i niską lepkość po stopieniu, a jednocześnie szybko przybiera określony kształt. Odlewnie aluminium wykorzystują te właściwości poprzez utworzenie żaroodpornej wnęki (w jednej lub dwóch częściach), do której wlewa się stopione aluminium. Następnie metal ochładza się i twardnieje, przybierając kształt wnęki, którą wypełnił. Ten proces pozwala efektywniej wykorzystać aluminium w przemyśle.
Dlaczego odlewanie aluminium jest ważne?
Odlewanie aluminium jest prawdopodobnie najważniejszą technologią, która nadaje takie znaczenie aluminium w przemyśle. Aluminium jest trzecim najczęściej występującym pierwiastkiem w skorupie ziemskiej. Łatwo jest go znaleźć i łatwo rafinować. Aluminium jest kluczem do większości technologii, a proces odlewniczy aluminium jest jednym z kluczowych procesów, dzięki którym materiał ten zyskuje powszechne zastosowanie i uznanie.
Jakie są właściwości odlewu aluminiowego?
Aluminium stosowane w odlewach ogólnie odnosi się do jego stopów, a nie czystego aluminium. Które mają następujące właściwości:
• Odlewy aluminiowe mają większy zakres plastyczności, na ogół niższy niż czysty metal aluminiowy, który jest bardzo miękki.
• Ostateczna wytrzymałość na rozciąganie (UTS) różni się znacznie w zależności od procesu. Tam, gdzie niską porowatość uzyskuje się poprzez agresywne odgazowanie stopu i odlewanie pod wysokim ciśnieniem, UTS zbliża się do optymalnego dla stopu. Niektóre stopy opracowano z myślą o większej sprężystości, a inne o większej sztywności, co oznacza większą skłonność do kruchości.
• Odlewy aluminiowe mają wyjątkowy stosunek sztywności do masy. Lepszy uzyskuje się jedynie w przypadku magnezu lub tytanu.
• Wysoka odporność na korozję jest zjawiskiem normalnym w przypadku odlewanych części aluminiowych.
• Doskonała przewodność elektryczna i cieplna.
Jaka jest wytrzymałość na rozciąganie odlewu aluminiowego?
Wytrzymałość na rozciąganie zależy od rodzaju stopu, przy czym czyste aluminium ma tu najgorsze wskaźniki. Na przykład czyste aluminium ma wytrzymałość na rozciąganie 90 MPa, podczas gdy stop odlewniczy A07130 ma wartość 221 MPa. Odlewnie aluminium oferują współcześnie produkty, które są dostosowane do oczekiwań i potrzeb zleceniodawcy.
Osobną kwestią jest to, na ile proces odlewniczy zwiększa czy zmniejsza trwałość aluminium.
Jak trwałe są części z odlewanego aluminium?
Odlewy aluminiowe są bardzo wytrzymałe, jeśli zostały zaprojektowane tak, aby wykorzystać mocne strony stopu i zrównoważyć słabe strony procesu. Odlewy aluminiowe są podatne na pękanie naprężeniowe, ścieranie i obciążenia udarowe, a wszystkie te czynniki należy uwzględnić w procesie projektowania produktu końcowego.
Czy odlew aluminiowy jest odporny na ciepło?
Odlew aluminiowy jest ogólnie odporny na ciepło. Jednak skala tej odporności znacznie różni się w zależności od stopu. Niektóre stopy można łatwo odlewać, są odporne na pękanie pod wpływem ciepła i wytrzymują temperaturę do 180 ° C. Inne wytrzymują temperaturę 350 ° C, ale do odlewania wymagają prostszych kształtów i grubszych przekrojów. Wiele zależy od zastosowanego procesu odlewania. Najczęściej stosuje odlewanie ciśnieniowe, piaskowe czy trwałe odlewanie form. Odlewanie ciśnieniowe obejmuje zarówno proste narzędzia z ręcznie nalewanym napełnieniem, jak i całkowicie zautomatyzowane systemy do bardzo dużych objętości.
