Casting di metalli non ferrosi

I metalli ferrosi sò largamente usati in l'industria di l'ingegneria per via di a so superiorità, a gamma di proprietà meccaniche è i costi più bassi. Eppuru, i metalli non ferru sò ancu usati in diverse applicazioni per e so proprietà specifiche paragunate à l'aliaghji ferrosi malgradu u so costu generalmente elevatu. E proprietà meccaniche desiderate ponu esse ottenute in queste leghe per indurimentu di u travagliu, indurimentu di l'età, etc., ma micca per via di i prucessi di trattamentu termale normale utilizati per ligami ferrosi. Certi di i principali materiali non-ferrous d'interessu sò l'aluminiu, u ramu, u zincu è u magnesiu

1. Alluminiu

Di tutti i ligami non-ferrous, l'aluminiu è i so ligami sò i più impurtanti per via di e so proprietà eccellenti. Alcune di e proprietà di l'aluminiu puru per quale hè adupratu in l'industria di l'ingegneria sò:

• 1) Eccellente conduttività termica (0,53 cal/cm/C)
• 2) Eccellente conduttività elettrica (376 600/ohm/cm)
• 3) Densità di massa bassa (2,7 g/cm)
• 4) Bassu puntu di fusione (658C)
• 5) Eccellente resistenza à a corrosione
• 6) Ùn hè tossicu.
• 7) Havi unu di i più elevati riflettivi (85 à 95 %) è emissività assai bassa (4 à 5 %)
• 8) Hè assai suave è ductile cum'è u risultatu di quale hà assai boni pruprietà di fabricazione.

Alcune di l'applicazioni induve l'aluminiu puru hè generalmente utilizatu sò in cunduttori elettrici, materiali di radiatori fin, unità di climatizzazione, riflettori ottici è di luce, è materiali di foglia è imballaggio.

Malgradu l'applicazioni utili sopra, l'aluminiu puru ùn hè micca largamente utilizatu per via di i seguenti prublemi:

• 1) Ha una bassa resistenza a trazione (65 MPa) è durezza (20 BHN)
• 2. Hè assai difficiuli di saldarà o solder.

E proprietà meccaniche di l'aluminiu ponu esse migliurate substancialmente da l'alliage. I principali elementi di ligamenti utilizati sò ramu, manganese, siliciu, nichel è zincu.

L'aluminiu è u ramu formanu u compostu chimicu CuAl2. Au-dessus d'une température de 548 C, il se dissout complètement dans l'aluminium liquide. Quandu questu hè struitu è ​​invechjatu artificialmente (mantenimentu prolongatu à 100 - 150C), hè ottenuta una lega indurita. Le CuAl2, qui n'est pas vieilli, n'a pas le temps de précipiter à partir de la solution solide d'aluminium et de cuivre et se trouve donc dans une position instable (sur-saturée à température ambiante). Le processus de vieillissement précipite des particules très fines de CuAl2, ce qui provoque le renforcement de l'alliage. Stu prucessu hè chjamatu solu suluzione.

L'altri elementi d'alliage utilizati sò finu à 7% magnesiu, finu à 1.5% manganese, finu à 13% silicium, finu à 2% nickel, finu à 5% zinc è finu à 1.5% ferru. In più di questi, titaniu, cromu è columbiu pò ancu esse aghjuntu in picculi percentuali. A cumpusizioni di certi alliati d'aluminiu tipici utilizati in u funziunamentu permanente è die casting hè datu in a Table 2. 10 cù e so applicazioni. E proprietà meccaniche previste di questi materiali dopu chì sò fusi cù stampi permanenti o fusione à pressione sò mostrate in a Tabella 2.1.

2. Rame

Simile à l'aluminiu, u ramu puru trova ancu una larga applicazione per via di e so proprietà seguenti

• 1) A conduttività elettrica di u ramu puru hè alta (5,8 x 105 /ohm/cm) in a so forma più pura. Ogni piccula impurità riduce drasticamente a conduttività. Per esempiu, 0. 1% fosforu reduces the conductivity da 40%.
• 2) Hà una conductività termale assai alta (0. 92 cal/cm/C)
• 3) Hè un metallu pesante (gravità specifica 8.93)
• 4) Pò esse facilmente unitu inseme per brasatura
• 5) resiste à a corrosione,
• 6) Hà un culore piacevule.

U ramu puru hè adupratu in a fabricazione di fili elettrici, sbarre di bus, cavi di trasmissione, tubi di frigorifero è tubazioni.

E proprietà meccaniche di u ramu in u so statu puri ùn sò micca assai boni. Hè suave è relativamente debule. Pò esse alliatu prufittuamente per migliurà e proprietà meccaniche. I principali elementi di ligamenti utilizati sò zincu, stagnu, piombo è fosforu.

L'aliaghji di ramu è zincu sò chjamati latticini. Cù un cuntenutu di zincu finu à u 39%, u ramu forma una struttura di una sola fase (fase α). Tali ligami anu una alta duttilità. U culore di l'alea ferma rossu finu à un cuntenutu di zincu di 20%, ma più di questu diventa giallu. Un secondu cumpunente strutturale chjamatu β-fase si prisenta trà 39 à 46% di zincu. Hè veramente u cumpostu inter-metallicu CuZn chì hè rispunsevule per a durezza aumentata. A forza di l'ottone aumenta ancu quandu si aghjunghjenu picculi quantità di manganese è nichel.

L'aliati di ramu cù stagnu sò chjamati bronzi. A durezza è a forza di u bronzu aumentanu cù una crese in u cuntenutu di stagnu. A ductilità hè ancu ridutta cù l'aumentu di u percentualità di stagnu sopra à 5. Quandu l'aluminiu hè ancu aghjuntu (4 à 11%), l'aliazione resultanti hè chjamata bronzu d'aluminiu, chì hà una resistenza di corrosione considerablemente più altu. I bronzi sò comparativamente caru in paragunà à i latti per a prisenza di stagnu chì hè un metallu caru.

3. Altri Metalli Non-Ferrous

Zinc

U zincu hè principarmenti utilizatu in l'ingegneria per via di a so bassa temperatura di fusione (419,4 C) è di a più alta resistenza à a corrosione, chì aumenta cù a purità di zincu. A resistenza à a corrosione hè causata da a furmazione di un revestimentu d'oxidu protettivu nantu à a superficia. L'applicazioni principali di u zincu sò in galvanizazione per prutege l'acciaio da a corrosione, in l'industria di stampa è per a fusione.

I svantaghji di u zincu sò l'anisotropia forte esibita in cundizioni deformate, a mancanza di stabilità dimensionale in e cundizioni di l'anzianu, una riduzzione di a forza di l'impattu à a temperatura più bassa è a suscettibilità à a corrosione intergranulare. Ùn pò esse usatu per u serviziu sopra à una temperatura di 95.C perchè pruvucarà una riduzzione sustanciale in a forza di tensione è a durezza.

U so usu diffusa in i fusti a pressione hè perchè esige una pressione più bassa, chì si traduce in una vita più alta di u fustu cumparatu cù l'altri lega di colata. In più, hà assai bona machinability. U finitu ottenutu da u zincu diecasting hè spessu adattatu per guarantiscia ogni prucessu ulteriore, eccettu per a rimuzione di u lampu presente in u pianu di separazione.

Magnesiu

Per via di u so pesu ligeru è di una bona forza meccanica, l'aliaghji di magnesiu sò aduprati in alta velocità. Per a listessa rigidità, l'aliaghji di magnesiu necessitanu solu 37. 2% di u pesu di l'azzaru C25, risparmiendu cusì in pesu. I dui elementi di lega principali utilizati sò l'aluminiu è u zincu. L'aliaghji di magnesiu ponu esse fusi in sabbia, stampi permanenti o fusi. E proprietà di i cumpunenti di lega di magnesiu in sabbia sò paragunabili à quelli di i cumpunenti di cast permanente o die-cast. In generale, l'alliages di die-casting anu un altu cuntenutu di rame in modu chì permettenu di esse fatti da i metalli secundarii per riduce i costi. Sò usati per a fabricazione di roti di l'automobile, manivelle, etc. Quantu più altu hè u cuntenutu, più altu hè a forza meccanica di leghe di magnesiu, cum'è cumpunenti rotulati è forgiati. Leghe di magnesiu ponu esse saldate facilmente da a maiò parte di i prucessi tradiziunali di saldatura. Una pruprietà assai utile di ligami di magnesiu hè a so alta machinabilità. Solu bisognu di circa 15% di putenza per a machining paragunatu à l'acciaio à pocu carbonu.