مروری بر شرایط ریخته‌گری آلیاژهای Al :

آلومینیوم یکی از عناصر گروه سوم در جدول تناوبی است . مهمترین آلیاژهای 

 صنعتی و تجارتی آلومینیوم عبارتند از : آلیاژهای این عنصر و عناصری مانند 

 منیزیم، سیلیسیم، و مس. Al  آلیاژ های آن به دلیل نقطه ذوب پایین و  

برخورداری از سیالیت بالنسبه خوب وهمچنین گسترش خواص مکانیکی  

وفیزیکی دراثر آلیاژ سازی وقبول پدیده های عملیات حرارتی و عملیات  

مکانیکی، در صنایع امروز اهمیت زیادی برخوردارند و روز به روز موارد مصرف این 

 آلیاژها توسعه می یابد.

آلومینیوم یکی از عناصر گروه سوم در جدول تناوبی است . مهمترین آلیاژهای صنعتی و تجارتی آلومینیوم عبارتند از : آلیاژهای این عنصر و عناصری مانند منیزیم، سیلیسیم، و مس. Al  آلیاژ های آن به دلیل نقطه ذوب پایین و برخورداری از سیالیت بالنسبه خوب وهمچنین گسترش خواص مکانیکی وفیزیکی دراثر آلیاژ سازی وقبول پدیده های عملیات حرارتی و عملیات مکانیکی، در صنایع امروز اهمیت زیادی برخوردارند و روز به روز موارد مصرف این آلیاژها توسعه می یابد.

برخی از ویژگیهای مطلوب و جالب توجه آلیاژهای Al عبارتند از: جذب لرزش (دمپینگ)، وزن نسبتاً کم، قابلیت انعطاف، استحکام دینامیکی خوب، استمرار استحکام، قابلیت تغییر شکل بالا، مقاومت در برابر ترک، عدم شکنندگی در درجه حرارتهای خیلی پایین، مقاومت سایشی مطلوب، پایداری شکل، توزیع تنش مطلوب، به صرفه بودن طراحی قطعات ریختگ‍ی آلومینیم از لحاظ اقتصادی، هدایت حرارتی بالا، غیر قابل اشتعال بودن، هدایت الکتریکی قابل قبول، مقاومت در برابر اتصال کوتاه، ظرفیت حرارتی زیاد، مقاومت در برابر آب دریا وخوردگی، داشتن سطح تزیینی و براق، غیر سمی بودن، قابلیت انعکاس بالا، کیفیت فرزکاری مطلوب، بازیابی آسان و سیالیت مطلوب در هنگام ریخته‌گری. هر کدام از این ویژگیها باعث شده است تا قطعات ریختگ‍ی Al ، جایگزین آلیاژهای تجاری دیگر در صنعت شود.   

آلیاژهای Al  در اولین مرحله به دو دسته تقسیم میگردند:

١- آلیاژهای نوردی٢- آلیاژ های ریختگ‍ی، آلیاژ ریختگ‍یAl از طرق مختلف ریختگری (ماسه ای،پوسته ای ،فلزی،تحت فشار)شکل می‌گیرند و بطورمستقیم و یا بعد از عملیات حرارتی در صنعت استفاده می شوند . مواد مختلفی که در ریختگری آلیاژهای Al بکار میروند، بر اساس نوع ترکیب  خواسته شده و شرایط ترمودینامیکی عبارتند از: شمش‌های اولیه، شمش های دوباره ذوب، قراضه‌ها، برگشتیها، و آلیاژسازها.

تفاوت عمده بین شمش های اولیه و شمش های دوباره ذوب آن است که شمش های اولیه که از کارخانجات ذوب بدست می آیند حاوی مقادیر زیادی ناخالصی و گاز می باشند که تاثیر منفی و نامطلوب در قطعه ایجاد می کنند، در حالی که شمش های ثانویه در اثر خروج ناخالصی ها و سایر موارد (بر اساس تصفیه)از کیفیت ترکیبی برتری برخوردار می‌باشند.در ریخته‌گری آلیاژهای Al، بسیاری از عناصر به صورت ناخالصی‌های فلزی، ترکیبات بین فلزی، گازهاو اینکلوژنها از منابع متنوع و متعدد به مذاب افزوده می‌شود که در صورت عدم کنترل دقیق برآنها ویا انجام عملیات خاص جهت حذف این مواد ویا تقلیل خواص مضر آن، آلیاژ ریخته شده از کیفیت مطلوب برخوردار نخواهد بود. وجود مواد اکسیدی، حبابهای گازی، و درشت بودن شبکه از جمله مسائلی است که در ذوب Al   همواره مورد توجه و بررسی قرار می گیرد. عملیات کیفی درمذابAl  به دسته های مختلف تقسیم میگردد:

١-کیفیت ترکیب  ٢-گاززدایی )با گازهای بی اثر،با کلرو ترکیبات قابل تبخیر آن و یا به روش ذوب در خلاء)٣-اکسیژن زدایی (خارج کردن مواد غیر فلزی با فلاکس ها).

به دلیل اشکالات متالورژیکی ناشی از مصرف فلاکس‌ها، سیستم فیلتر کردن در صنایع Al توسعه روزافزون یافته است و این امر با استفاده از مواد متخلخل در سیستم راهگاهی و یا در مخازن نگهداری مذاب و یا در سیستمهای فیلتر مجزا انجام می‌گیرد که هر یک در نوع خود از مزایا و محدودیت هایی برخوردار است .

ساختمان ریختگی آلیاژ های Al:  ساختمان ریختگ‍ی آلیاژهای Al دقیقاً به کلیه اعمال اساسی و کیفی در جریان ذوب و ریخته‌گری  Al و انجماد آن بستگی داردکه بخصوص در مورد آلیاژ های نوردی و آلیاژهایی که عملیات حرارتی معینی را پذیرا می‌شوند، مختصات نهایی و خواص عمومی آلیاژها به ساختمان قطعه پس از انجام عملیات بعدی نیز وابستگی شدید دارد.

بدیهی است ساختمان کریستالی ریز و یکنواخت، خواص مکانیکی مطلوب‌تر و اشکالات کمتری را ایجاد می‌نماید و در این میان تاثیر سرعت سرد کردن از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است . در قطعات ریختگ‍ی با مقاطع یکنواخت تحت درجه حرارت بارریزی ثابت، شبکه کریستالی در قالب های ماسه ای، فلزی و تحت فشار به ترتیب ریزتر و یکنواخت‌تر می‌گردد. قطعاتی که مقاطع یکنواختی ندارند، با ایجاد مبرد در ماسه و تغییر سرعت سرد کردن در مقاطع مختلف به شبکه یکنواخت دست می یابند که نهایتاً زمان انجماد در تمام مقاطع یکسان می گردد و در این حالت، استفاده از منابع تغذیه برای جلوگیری از شکستگی های گرم و رفع کسری‌های ناشی از انقباض مورد توجه قرار می‌گیرد.

تعداد کانال های فرعی در توزیع یکنواخت حرارت، عامل بسیار مهمی است و از این رو استفاده از چند کانال فرعی در انجماد یکنواخت آلیاژ تاثیر خوبی دارد.

از آنجا که فاصله انجماد، شدیداً تحت تاثیر نوع آلیاژ می‌باشد، برای حذف مشکلات مربوط به فاصله انجماد زیاد و نوع انجماد خمیری، حتی‌المقدور بایستی قطر متوسط قطعه یا شمش را کاهش داد و در عین حال نیز از عوارض ناشی از سگرگاسیون ترکیبات بین فلزی در حد امکان جلوگیری نمود. از طرف دیگر ابعاد کوچکتر شمش باعث تقلیل تخلخل و حباب های ناشی از وجود گاز هیدروژن در قطعه می‌گردد که این امر نیز ناشی از افزایش سرعت سرد کردن است .