×
Feb 25,2026
0
ریختهگری آلومینیوم یکی از پرکاربردترین فرآیندهای شکلدهی فلزات در تولید مدرن است. با تبدیل آلیاژهای آلومینیوم مذاب به اجزایی با اشکال دقیق، سازندگان میتوانند قطعات سبکوزن، بادوام و مقرونبهصرفهای را برای صنایع خودرو، الکترونیک، مخابرات، رباتیک و تجهیزات صنعتی تولید کنند.
این راهنما مروری جامع بر فرآیندهای ریختهگری آلومینیوم، انتخاب آلیاژها، خواص مکانیکی، مزایا، محدودیتها و ملاحظات طراحی برای کاربردهای مهندسی ارائه میدهد.
ریختهگری آلومینیوم فرآیندی است که در آن آلیاژ آلومینیوم مذاب به حفرهی قالب تزریق میشود و در آنجا به شکل هندسی از پیش تعیینشدهای منجمد میگردد. قالب ممکن است قابل استفاده مجدد (قالب فلزی) یا یکبار مصرف (ماسهای یا سرامیکی) باشد.
انتخاب روش ریختهگری بستگی به موارد زیر دارد:
تولرانس ابعادی مورد نیاز
اهداف عملکرد مکانیکی
حجم تولید
نیازمندیهای پوشش سطحی
بودجهی سرمایهگذاری برای ساخت ابزارها
فرآیندهای مختلف، تعادلهای متفاوتی بین هزینه، دقت و یکپارچگی سازهای فراهم میکنند.
ریختهگری تحت فشار بالا (HPDC) روش اصلی برای تولید قطعات آلومینیومی با حجم بالا است که نیازمند تلورانسهای دقیق و تکرارپذیری بالا میباشند.
در فرآیند اتاق سرد:
آلومینیوم مذاب با قاشق درون سوکت تزریق (shot sleeve) ریخته میشود.
یک پیستون هیدرولیکی فلز را با سرعت بالا به داخل قالب فولادی سختشده تزریق میکند.
فلز تحت فشار بهسرعت منجمد میشود.
ریختهگری از قالب خارج شده و لبههای اضافی آن برداشته میشود.
ویژگی های کلیدی:
سرعت تولید بالا
کنترل ابعادی عالی
پوشش سطحی خوب
مناسب برای دیوارههای نازک (معمولاً ۱ تا ۴ میلیمتر بسته به طراحی)
آلیاژهای آلومینیوم با روش اتاق سرد (cold chamber method) پردازش میشوند، زیرا دمای ذوب و رفتار متالورژیکی آنها این روش را ضروری میسازد.
ریختهگری با قالب دائمی از قالبهای فلزی قابل استفاده مجدد بهره میبرد و بر پرکردن با نیروی گرانش یا فشار کم متکی است.
در مقایسه با ریختهگری در قالب شنی، مزایای زیر را ارائه میدهد:
خواص مکانیکی بهبودیافته
کاهش تخلخل
یکنواختی بهتر سطح
این فرآیند برای تولید در حجم متوسط و قطعات سازهای که استحکام و قابلیت اطمینان در آنها اهمیت دارد، مناسب است.
ریختهگری شنی از قالبهای مصرفی تشکیلشده دور یک الگو است. این روش بسیار انعطافپذیر بوده و برای موارد زیر ایدهآل است:
قطعات بزرگ
تولید حجم کم
هندسههای داخلی پیچیده
با این حال، تلرانسهای ابعادی معمولاً نسبت به ریختهگری تحت فشار (دایکستینگ) شلتر هستند.
ریختهگری ارزشمند قطعات پیچیده را با روشهای زیر تولید میکند:
ساخت الگوی شمعی
پوشاندن آن با سوسپانسیون سرامیکی
ذوب کردن موم
ریختن آلومینیوم مذاب در پوسته سرامیکی
این فرآیند امکان ساخت دیوارههای نازک و هندسههای پیچیده را فراهم میکند، اما معمولاً باعث افزایش هزینههای قالبگیری میشود.
ریختهگری فوم از الگوهای فومی استفاده میکند که هنگام ریختن آلومینیوم مذاب، تبخیر میشوند. این روش خطوط اتصال (parting lines) و استفاده از هستهها را کاهش میدهد و بنابراین برای قطعات خودرویی پیچیده مناسب است.
سیستمهای خلأ هوای موجود در حفره قالب را قبل از ورود فلز و در طول تزریق کاهش میدهند و در نتیجه به دام افتادن گازها و تخلخل داخلی را به حداقل میرسانند.
مزایا شامل:
خواص مکانیکی بهبودیافته
جوشپذیری بهتر
بهبود یکپارچگی ساختاری
کاهش عیوب داخلی
خلأ به بهبود کیفیت پر شدن کمک میکند؛ اما جریان اصلی فلز همچنان توسط تزریق با فشار بالا انجام میشود.
در ریختهگری فشاری، فلز مذاب تحت فشار پایدار سرد و جامد میشود که منجر به این موارد میگردد:
چگالی بالاتر
کاهش تخلخل ناشی از انقباض
افزایش ازدیاد طول
این فرآیندها در قطعات سازهای خودرو که نیازمند استحکام و یکپارچگی بالاتری هستند، استفاده میشوند.
آلیاژهای ریختهگری آلومینیوم بهگونهای طراحی شدهاند که قابلیت ریختهگری، استحکام، مقاومت در برابر خوردگی و هدایت حرارتی را بهطور متعادلی تأمین کنند.
| آلیاژ | مقاومت کششی (Mpa) | مقاومت کششی (MPa) | درصد تاواندگی | ویژگی های کلیدی |
|---|---|---|---|---|
| A380 | 310–330 | 150–170 | 2–4 | کاربرد عمومی، قابلیت ریختهگری عالی |
| A360 | 300–320 | 150–165 | 3–5 | بهبود مقاومت در برابر خوردگی |
| A383 | 300–325 | 150–170 | 2–4 | جریان خوب برای اشکال پیچیده |
| A413 | 280–310 | 140–160 | 2–3 | نفوذپذیری فشار عالی |
| B390 | 320–340 | 160–180 | 1–3 | سختی بالا و مقاومت در برابر سایش |
مقادیر بسته به شرایط ریختهگری و ضخامت مقطع متفاوت هستند.
هنگام انتخاب یک آلیاژ، مهندسان باید موارد زیر را ارزیابی کنند:
استحکام کششی مورد نیاز
مقاومت در برابر ضربه
هدایت حرارتی
محیط خوردگی
قابلیت ماشینکاری
سازگاری با پرداخت سطحی
طراحی مناسب، کیفیت را بهبود بخشیده و هزینهها را کاهش میدهد.
ضخامت یکنواخت دیواره، عیوب انقباض را کاهش میدهد.
تغییرات ناگهانی ممکن است باعث ایجاد تخلخل یا پیچش شوند.
قابلیت ساخت قطعات با دیواره نازک به انتخاب فرآیند بستگی دارد.
شیب (Draft) برای خروج قطعه از قالب ضروری است. شیب معمول ریختهگری تحت فشار از ۰٫۵° تا ۲° متغیر است و بستگی به هندسه قطعه دارد.
از وجود گوشههای تیز باید اجتناب شود تا تمرکز تنش کاهش یافته و جریان فلز بهبود یابد.
توسعههای ابعادی معمول بسته به فرآیند متفاوت است:
| فرآیند | توسعه خطی معمول |
|---|---|
| جوشکاری فشار بالا | ±۰٫۱ تا ۰٫۲۵ میلیمتر (بسته به ابعاد) |
| قالب دائمی | ±۰٫۳ تا ۰٫۵ میلیمتر |
| جوهرهسازی شنی | ±۰٫۸ تا ۱٫۵ میلیمتر |
ممکن است برای رابطهای حیاتی، ماشینکاری ثانویه مورد نیاز باشد.
عملکرد سبک وزن
چگالی آلومینیوم تقریباً یکسوم چگالی فولاد است و این امر آن را برای کاربردهای حساس به وزن ایدهآل میسازد.
بهرهوری مقاومت به وزن
اگرچه از نظر مطلق قویتر از فولاد نیست، اما آلومینیوم بهدلیل وزن کم خود، کارایی سازهای عالی ارائه میدهد.
مقاوم در برابر خوردگی
تشکیل اکسید طبیعی، آلومینیوم را در برابر تخریب محیطی محافظت میکند.
هدایت حرارتی
مناسب برای صفحات پخش حرارت (هیتسینک)، پوشش موتور و جعبههای الکترونیکی.
کارایی هزینهای در تولید انبوه
ریختهگری تحت فشار امکانپذیر میسازد:
زمانهای چرخه سریع
تولید خودکار
کاهش هزینه به ازای هر قطعه
اجزای ریختهگری آلومینیومی بهطور گستردهای در موارد زیر استفاده میشوند:
پوستههای موتور خودرو
قابهای رباتیک
پوستههای پمپهای صنعتی
انتخاب یک تولیدکننده با تجربه تضمینکننده موارد زیر است:
انتخاب مناسب آلیاژ
طراحی ابزار دقیق بهینهشده
پایداری فرآیند
یکپارچگی کیفیت
توانایی تولید مقیاسپذیر
همکاری مهندسی در مراحل اولیه طراحی، عملکرد ریختهگری و کارایی هزینهای را بهطور قابلتوجهی بهبود میبخشد.
ریختهگری آلومینیوم راهحلی بسیار انعطافپذیر برای ساخت اجزای سبکوزن، بادوام و مقرونبهصرفه ارائه میدهد. با انتخاب دقیق فرآیند و آلیاژ مناسب، سازندگان میتوانند عملکرد مکانیکی قابلاطمینان، دقت ابعادی و تولید مقیاسپذیر را در صنایع متنوعی بهدست آورند.
در صورت طراحی و کنترل صحیح، ریختهگری آلومینیوم همچنان یکی از کارآمدترین فناوریهای شکلدهی فلزات موجود امروز است.
EN
