अलौह धातु कास्टिङ

लौह धातुहरू ईन्जिनियरिङ् उद्योगमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ किनभने तिनीहरूको उत्कृष्टता, मेकानिकल गुणहरूको दायरा र कम लागतहरू। अझै पनि, अलौह धातुहरू तिनीहरूको सामान्य रूपमा उच्च लागतको बावजुद लौह मिश्र धातुहरूको तुलनामा तिनीहरूको विशिष्ट गुणहरूको लागि विभिन्न अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग गरिन्छ। वांछित यान्त्रिक गुणहरू यी मिश्रहरूमा कडा मेहनत, उमेर कडाइ, आदि द्वारा प्राप्त गर्न सकिन्छ, तर फेरस मिश्रहरूको लागि प्रयोग गरिने सामान्य ताप उपचार प्रक्रियाहरू मार्फत होइन। चासोका केही प्रमुख गैर-फेरस सामग्रीहरू एल्युमिनियम, तामा, जस्ता, र म्याग्नेसियम हुन्।

1. एल्युमिनियम

सबै अलौह मिश्र धातुहरू मध्ये, एल्युमिनियम र यसको मिश्रहरू तिनीहरूको उत्कृष्ट गुणहरूको कारण सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण छन्। ईन्जिनियरिङ् उद्योगमा प्रयोग हुने शुद्ध एल्युमिनियमका केही गुणहरू निम्न हुन्:

• 1) उत्कृष्ट थर्मल चालकता (0.53 cal/cm/C)
• 2) उत्कृष्ट विद्युत चालकता (376 600/ohm/cm)
• ३) कम जनघनत्व (२.७ ग्राम/सेमी)
• 4) कम पिघलने बिन्दु (658C)
• 5) उत्कृष्ट जंग प्रतिरोध
• 6) यो गैर-विषाक्त छ।
• 7) यसमा उच्चतम परावर्तन (85 देखि 95%) र धेरै कम उत्सर्जन (4 देखि 5%) छ।
• 8) यो धेरै नरम र नरम छ जसको परिणाम स्वरूप यसमा धेरै राम्रो उत्पादन गुणहरू छन्।

केहि अनुप्रयोगहरू जहाँ शुद्ध एल्युमिनियम सामान्यतया प्रयोग गरिन्छ विद्युतीय कन्डक्टरहरू, रेडिएटरहरू फिन सामग्रीहरू, वातानुकूलित एकाइहरू, अप्टिकल र लाइट रिफ्लेक्टरहरू, र पन्नी र प्याकेजिङ सामग्रीहरूमा।

माथिका उपयोगी अनुप्रयोगहरूको बावजुद, निम्न समस्याहरूको कारण शुद्ध एल्युमिनियम व्यापक रूपमा प्रयोग गरिएको छैन:

• 1) यसमा कम तन्य शक्ति (65 MPa) र कठोरता (20 BHN) छ
• 2. यो वेल्ड वा मिलाप गर्न धेरै गाह्रो छ।

एल्युमिनियमको मेकानिकल गुणहरू मिश्र धातुद्वारा सुधार गर्न सकिन्छ। प्रयोग हुने प्रमुख मिश्र धातु तत्वहरू तामा, म्यांगनीज, सिलिकन, निकल र जस्ता हुन्।

एल्युमिनियम र तामाले रासायनिक यौगिक CuAl2 बनाउँछ। 548 डिग्री सेल्सियसको तापक्रम माथि यो तरल एल्युमिनियममा पूर्ण रूपमा घुल्छ। जब यो निभाइन्छ र कृत्रिम रूपमा पुरानो हुन्छ (100 - 150C मा लामो समय सम्म होल्डिंग), एक कडा मिश्र धातु प्राप्त हुन्छ। पुरानो नभएको CuAl2 सँग एल्युमिनियम र तामाको ठोस घोलबाट निस्कने समय हुँदैन र यसरी अस्थिर स्थितिमा छ (रूम टेम्पेरा ट्युरमा सुपर-स्याचुरेटेड)। बुढ्यौली प्रक्रियाले CuAl2 को धेरै सूक्ष्म कणहरू अवक्षेपण गर्दछ, जसले मिश्र धातुलाई बलियो बनाउँछ। यो प्रक्रियालाई समाधान कठोर भनिन्छ।

प्रयोग गरिएका अन्य मिश्रित तत्वहरूमा 7% म्याग्नेसियम, 1. 5% म्यांगनीज, 13% सिलिकन, 2% निकेल, 5% जस्ता सम्म र 1.5% सम्म फलाम हुन्छ। यी बाहेक, टाइटेनियम, क्रोमियम र कोलम्बियम पनि थोरै प्रतिशतमा थप्न सकिन्छ। स्थायी मोल्डिङ र डाई कास्टिङमा प्रयोग हुने केही विशिष्ट एल्युमिनियम मिश्रहरूको संरचना तालिका 2. 10 मा तिनीहरूको अनुप्रयोगहरूसँग दिइएको छ। स्थायी मोल्ड वा प्रेसर डाइ कास्टिङ प्रयोग गरेर कास्ट गरिसकेपछि यी सामग्रीहरूबाट अपेक्षित मेकानिकल गुणहरू तालिका २.१ मा देखाइएको छ।

2. तामा

एल्युमिनियम जस्तै, शुद्ध तामा पनि यसको निम्न गुणहरूको कारण व्यापक अनुप्रयोग फेला पार्छ

• 1) शुद्ध तामाको विद्युतीय चालकता यसको शुद्ध रूपमा उच्च (5.8 x 105 /ohm/cm) छ। कुनै पनि सानो अशुद्धताले चालकतालाई एकदमै तल ल्याउँछ। उदाहरणका लागि, 0. 1% फस्फोरसले 40% द्वारा चालकता घटाउँछ।
• 2) यो एक धेरै उच्च थर्मल चालकता छ (0. 92 cal/cm/C)
• ३) यो भारी धातु हो (विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण ८.९३)
• 4) यो सजिलै संग ब्रेजिंग द्वारा जोड्न सकिन्छ
• ५) यसले क्षरणलाई प्रतिरोध गर्छ,
• 6) यो एक मनमोहक रंग छ।

शुद्ध तामा विद्युतीय तार, बस बार, ट्रान्समिसन केबल, फ्रिज ट्युबिङ र पाइपिङ निर्माणमा प्रयोग गरिन्छ।

यसको शुद्ध राज्यमा तामाको यांत्रिक गुणहरू धेरै राम्रो छैनन्। यो नरम र अपेक्षाकृत कमजोर छ। मेकानिकल गुणहरू सुधार गर्न यो लाभदायक रूपमा मिश्रित गर्न सकिन्छ। जस्ता, टिन, सीसा र फस्फोरस प्रयोग गरिने मुख्य मिश्र धातु तत्वहरू हुन्।

तामा र जस्ताको मिश्र धातुलाई पीतल भनिन्छ। 39% सम्म जस्ता सामग्रीको साथ, तामाले एकल चरण (α-फेज) संरचना बनाउँछ। यस्ता मिश्रहरूमा उच्च लचीलापन छ। मिश्र धातुको रंग 20% को जस्ता सामग्री सम्म रातो रहन्छ, तर त्यो भन्दा पछि यो पहेंलो हुन्छ। β-फेज भनिने दोस्रो संरचनात्मक घटक जस्ताको 39 देखि 46% बीचमा देखिन्छ। यो वास्तवमा अन्तर-धातु यौगिक CuZn हो जुन बढेको कठोरताको लागि जिम्मेवार छ। थोरै मात्रामा म्याङ्गनीज र निकेल मिसाउँदा पीतलको बल अझ बढ्छ।

टिनसहितको तामाको मिश्र धातुलाई काँसा भनिन्छ। कांस्यको कठोरता र बल टिन सामग्रीमा क्रिजको साथ बढ्छ। ५ माथिको टिनको प्रतिशतमा वृद्धिसँगै लचकता पनि कम हुन्छ। जब एल्युमिनियम पनि थपिन्छ (४ देखि ११%), नतिजा हुने मिश्र धातुलाई एल्युमिनियम ब्रोन्ज भनिन्छ, जसमा निकै उच्च जंग प्रतिरोध हुन्छ। महँगो धातु भएको टिनको उपस्थितिका कारण काँसको तुलनामा काँसा तुलनात्मक रूपमा महँगो हुन्छ।

3. अन्य गैर-फेरस धातुहरू

जस्ता

जिंक मुख्यतया इन्जिनियरिङमा प्रयोग गरिन्छ किनभने यसको कम पग्लने तापक्रम (419.4 C) र उच्च जंग प्रतिरोध, जुन जस्ता को शुद्धता संग बढ्छ। जंग प्रतिरोध सतह मा एक सुरक्षा ओक्साइड कोटिंग को गठन को कारण हो। जस्ताको प्रमुख अनुप्रयोगहरू स्टिललाई जंगबाट जोगाउन, मुद्रण उद्योगमा र डाइ कास्टिङका ​​लागि ग्याल्भेनाइजिङमा छन्।

जस्ताका बेफाइदाहरू विकृत अवस्थाहरूमा प्रदर्शन गरिएको बलियो एनिसोट्रोपी, बुढ्यौली अवस्थाहरूमा आयामी स्थिरताको कमी, कम तापक्रममा प्रभाव शक्तिमा कमी र अन्तर-दानेदार क्षरणको संवेदनशीलता हुन्। यसलाई 95.C भन्दा माथिको तापक्रममा सेवाको लागि प्रयोग गर्न सकिँदैन किनभने यसले तन्य शक्ति र कठोरतामा पर्याप्त कमी ल्याउनेछ।

डाइ कास्टिङमा यसको व्यापक प्रयोग हो किनभने यसलाई कम दबाब चाहिन्छ, जसले अन्य डाइ कास्टिङ मिश्र धातुहरूको तुलनामा उच्च डाइ लाइफमा परिणाम दिन्छ। यसबाहेक, यो धेरै राम्रो machinability छ। जस्ता डाइकास्टिङ द्वारा प्राप्त फिनिश प्रायः कुनै पनि अर्को प्रशोधनको लागि पर्याप्त हुन्छ, पार्टिङ प्लेनमा रहेको फ्ल्यास हटाउन बाहेक।

म्याग्नेसियम

तिनीहरूको हल्का वजन र राम्रो मेकानिकल बलको कारण, म्याग्नेसियम मिश्र धेरै उच्च गतिमा प्रयोग गरिन्छ। समान कठोरताको लागि, म्याग्नेसियम मिश्रहरूलाई C25 स्टिलको तौलको 37. 2% मात्र चाहिन्छ जसले गर्दा वजनमा बचत हुन्छ। प्रयोग हुने दुई प्रमुख मिश्र धातु तत्वहरू एल्युमिनियम र जस्ता हुन्। म्याग्नेसियम मिश्र बालुवा कास्ट, स्थायी मोल्ड कास्ट वा डाइ कास्ट हुन सक्छ। बालुवा-कास्ट म्याग्नेशियम मिश्र धातु कम्पोनेन्टहरूको गुणहरू स्थायी मोल्ड कास्ट वा डाइ-कास्ट कम्पोनेन्टहरूसँग तुलना गर्न सकिन्छ। डाइ-कास्टिङ मिश्रहरूमा सामान्यतया उच्च तामा सामग्री हुन्छ ताकि तिनीहरूलाई लागत कम गर्न माध्यमिक धातुहरूबाट बनाइन्छ। तिनीहरू अटोमोबाइल पाङ्ग्राहरू, क्र्याङ्क केसहरू, इत्यादि बनाउन प्रयोग गरिन्छ। सामग्री जति उच्च हुन्छ, रोल्ड र नक्कली कम्पोनेन्टहरू जस्ता म्याग्नेसियम-राउट मिश्रहरूको मेकानिकल बल उच्च हुन्छ। म्याग्नेशियम मिश्रहरू प्रायः परम्परागत वेल्डिंग प्रक्रियाहरूद्वारा सजिलैसँग वेल्ड गर्न सकिन्छ। म्याग्नेशियम मिश्र को एक धेरै उपयोगी गुण तिनीहरूको उच्च machinability छ। उनीहरूलाई कम कार्बन स्टिलको तुलनामा मेसिनिङको लागि लगभग 15% पावर चाहिन्छ।