อิทธิพลของธาตุผสมในอะลูมิเนียม
1.ซิลิกอน(Si) ซิลิกอนในปริมาณ 5-12% จะช่วยเพิ่มคุณสมบัติการทนความดัน ปรับปรุงคุณสมบัติการไหลตัวของน้ำโลหะ ลดการแตกร้าว และเพิ่มคุณสมบัติการเชื่อม แต่อย่างไรก็ตามหากปริมาณของซิลิกอนมีค่าเกินจุดยูเทกติก ก็จะทำให้โลหะผสมกลายเป็นโลหะผสมไฮเปอร์ยูเทกติก ทำให้คุณสมบัติทนการสึกหรอและค่าการขยายตัวทางความร้อนลดต่ำลง ทำให้คุณสมบัติการกัดกลึงต่ำลงด้วย ซึ่งต้องทำการปรับสภาพเกรน(Grain refinement) และตัวซิลิกอนเองในฐานะของสารมลทินจะทำให้ค่าการยืดตัว (Elongation)ลดลง2.ทองแดง(Cu) ทองแดงช่วยปรับปรุงคุณสมบัติการกัดกลึงและคุณสมบัติเชิงกลของโลหะ และทองแดงในปริมาณ 4.5% ยังช่วยปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลที่ได้จากกระบวนการอบชุบทางความร้อนอีกด้วย แต่จากการที่มีธาตุทองแดงผสมทำให้คุณสมบัติทนการกัดกร่อนลดต่ำลงและเกิดการแตกของชิ้นงานในขณะร้อนได้ง่ายขึ้น
3.แมกนีเซียม(Mg) หากผสมแมกนีเซียมในปริมาณ 3-5% จะช่วยปรับปรุงคุณสมบัติการกัดกลึงและคุณสมบัติเชิงกลของชิ้นงานได้ และหากเพิ่มปริมาณผสมถึง 10% จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการอบชุบได้ แต่จะทำให้เกิดการแตกของชิ้นงานในขณะร้อนได้ง่ายขึ้น และคุณสมบัติการหล่อไม่ดี แต่จะทำให้คุณสมบัติทนการกัดกร่อนและค่าการยืดตัวดีขึ้น
4.สังกะสี(Zn) สังกะสีที่ผสมอยู่ใน Al-Zn-Mg alloy จะช่วยเพิ่มคุณสมบัติเชิงกลของชิ้นงาน แต่หากเป็นสังกะสีที่ผสมอยู่ในฐานของสารมลทินแล้ว จะทำให้คุณสมบัติเชิงกลและคุณสมบัติทนการกัดกร่อนลดต่ำลง
5.เหล็ก(Fe) ในงาน Die Casting มีการเติมธาตุเหล็กลงไปในโลหะผสมเพื่อป้องกันการหลอมติดแม่พิมพ์ แต่จะส่งผลให้คุณสมบัติเชิงกลโดยเฉพาะค่าการยืดตัว(Elongation) มีค่าต่ำลงไปด้วย ในมาตรฐานของอิงก็อต อะลูมิเนียมผสมสำหรับงาน Die Casting JIS H2118-2000 กำหนดให้ธาตุเหล็กต่ำกว่า 0.9% และโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับงานที่ต้องการทนการกัดกร่อนสูง หากมีปริมาณเหล็กผสมเพียงเล็กน้อยจะทำให้คุณสมบัติการทนการกัดกร่อนด้อยลงได้ จึงควรระมัดระวังอย่างยิ่งสำหรับธาตุเหล็กในการเกิดการผสมกับอะลูมิเนียมหลอม นอกจากนี้ธาตุเหล็กยังรวมตัวกับธาตุอื่นเกิดเป็นสารประกอบโลหะของ FeA13 และกลุ่ม Al-Siขึ้นได้ และจะทำให้ค่าการยืดตัวต่ำลง และเกิดเป็นฮาร์ดสป็อต(Hard Spot) ของโลหะขึ้นได้ง่าย
6.แมงกานีส(Mn) แมงกานีสในปริมาณ 0.2-0.5% จะช่วยทำให้โครงสร้างรูปเข็มของ AlFe3 ที่เกิดจากธาตุเหล็กกลายเป็นโครงสร้างกลมได้ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลและคุณสมบัติทนการกัดกร่อนให้ดีขึ้น ซึ่งหากมี Sludge เกิดขึ้นจะทำให้เกิด Hard Spot ของโลหะได้
7.ไทเทเนียม(Ti) ไทเทเนียมผสมในปริมาณ 0.1-0.2% จะช่วยปรับสภาพเกรนให้ละเอียดลง ซึ่งจะทำให้คุณสมบัติเชิงกลสูงขึ้น และในโลหะผสม Al-Cu จะช่วยลดการแตกของชิ้นงานได้ แต่หากเติมในปริมาณมากเกินไปจะทำให้คุณสมบัติการไหลตัวต่ำลง
8.นิกเกิล(Ni) เมื่อเติมธาตุนิกเกิลในโลหะผสม Al-Cu-Mg alloy และ Al-Cu-Si-Mg alloy ในปริมาณ1.5-2.0% จะช่วยทำให้ความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงไม่ลดด้อยลง มักใช้ในชิ้นงานที่ต้องการการทนความร้อน เช่น ลูกสูบ เป็นต้น
9.ดีบุก(Sn) ดีบุกไม่ได้เป็นธาุตุที่ต้องเติมลงไปในอะลูมิเนียมผสมสำหรับงาน Die Casting ตามมาตรฐาน JIS แต่ส่วนใหญ่มักถูกผสมมากับ Scrap และธาตุดีบุกในฐานะของสารมลทินจะทำให้คุณสมบัติเชิงกลของชิ้นงานต่ำลง และยังเป็นสาเหตุของการแตกตามขอบเกรนด้วย
ฟลั้กซ์(Flux) ใช้เพื่อกำจัดสารประกอบออกไซด์ในน้ำโลหะ และป้องกันการดูดซึมแก๊สและการเกิดออกซิเดชั่น นอกจากนั้นยังสามารถใช้ฟลั้กซ์ในกระบวนการลดแก๊ส (Degassiing) การปรับโครงสร้าง (Modification) และการปรับสภาพเกรน(Grain refinement)
การปรับโครงสร้าง(Modificatioon)และการปรับสภาพเกรน(Grain refinement)
การปรับโครงสร้าง(Modification) เป็นการใช้ธาตุโซเดียม(Na) สตรอนเทียม(Sr) และพลวง เป็นต้น ในการปรับโครงสร้างขนาดใหญ่ของซิลิกอนที่อยู่ในรูปเข็มหรือรูปแผ่นที่ผสมอยู่ในอะลูมิเนียมผสม
การปรับสภาพเกรน(Grain refinement) เป็นการปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลของโลหะให้สูงขึ้นด้วยการปรับโครงสร้างเกรนให้ละเอียดลงด้วยการเติมธาุตุไทเทเนียม หรือของผสมระหว่างอะลูมิเนียม ไทเทเนียม และโบรอน โดยมีไทเทเนียม 0.1-0.2% และธาุตุโบรอนผสมอยู่ประมาณ 0.05%
ฟลั้กซ์ที่จำเป็นในงาน Die Casting คือ ในกระบวนการหลอมมีความจำเป็นต้องใช้ฟลั้กซ์ในการกำจัดสารประกอบออกไซดหรือขี้โลหะ และในกระบวนการลดแก๊ส หรือฟลั้กซ์คลุมผิวสำหรับป้องกันการดูดซึมแก๊สหรือเกิดออกซิเดชั่น
การระมัดระวังในการหลอมสำหรับงาน Die Casting คือ ต้องระวังมิให้น้ำโลหะมีอุณหภูมิสูงมากเกินไป เพื่อป้องกันการเกิดเกรนขนาดใหญ่ การดูดซึมแก๊สและป้องกันการเกิดขี้โลหะติดตามผนังเตา นอกจากนั้นควรระมัดระวังในการใช้ฟลั้กซ์ด้วยเนื่องจากมีการพัฒนาฟลั้กซ์สำหรับใช้ในอุณหภูมิสูง และอุณหภูมิต่ำ
ในงานฉีดอะลูมิเนียมนั้น จำเป็นจะต้องให้ความสำคัญกับคุณสมบัติของอะลูมิเนียมเหลวเป็นอย่างมากเพื่อป้องกันการเกิดปัญหางานที่จะตามมาหลังการฉีด และการรักษาอุณหภูมิในการหลอมเหลวของอะลูมิเนียมไว้ก็สำคัญในการฉีดงานเป็นอย่างมากด้วยในการฉีดงานอะลูมิเนียมนั้นจะมีขั้นตอนการฉีด และลักษณะของเครื่องฉีดซึ่งจะมีกล่าวในบล็อกต่อไป
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น