നോൺ-ഫെറസ് ലോഹങ്ങൾ കാസ്റ്റിംഗ്

ഫെറസ് ലോഹങ്ങൾ അവയുടെ മികവ്, മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളുടെ വ്യാപ്തി, കുറഞ്ഞ ചെലവ് എന്നിവ കാരണം എഞ്ചിനീയറിംഗ് വ്യവസായത്തിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഫെറസ് അലോയ്കളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ അവയുടെ പ്രത്യേക ഗുണങ്ങൾക്കായി നോൺ-ഫെറസ് ലോഹങ്ങളും വിവിധ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു, അവയുടെ പൊതുവെ ഉയർന്ന വില ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും. വർക്ക് കാഠിന്യം, പ്രായം കാഠിന്യം മുതലായവയിലൂടെ ഈ ലോഹസങ്കരങ്ങളിൽ ആവശ്യമുള്ള മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ ലഭിക്കും, പക്ഷേ ഫെറസ് അലോയ്കൾക്ക് ഉപയോഗിക്കുന്ന സാധാരണ താപ സംസ്കരണ പ്രക്രിയകളിലൂടെയല്ല. അലൂമിനിയം, ചെമ്പ്, സിങ്ക്, മഗ്നീഷ്യം എന്നിവയാണ് താൽപ്പര്യമുള്ള ചില പ്രധാന നോൺ-ഫെറസ് പദാർത്ഥങ്ങൾ

1. അലുമിനിയം

എല്ലാ നോൺ-ഫെറസ് അലോയ്കളിലും, അലൂമിനിയവും അതിൻ്റെ അലോയ്കളും അവയുടെ മികച്ച ഗുണങ്ങൾ കാരണം ഏറ്റവും പ്രധാനമാണ്. എഞ്ചിനീയറിംഗ് വ്യവസായത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ശുദ്ധമായ അലുമിനിയത്തിൻ്റെ ചില ഗുണങ്ങൾ ഇവയാണ്:

• 1) മികച്ച താപ ചാലകത (0.53 cal/cm/C)
• 2) മികച്ച വൈദ്യുതചാലകത (376 600/ohm/cm)
• 3) കുറഞ്ഞ പിണ്ഡ സാന്ദ്രത (2.7 g/cm)
• 4) കുറഞ്ഞ ദ്രവണാങ്കം (658C)
• 5) മികച്ച നാശ പ്രതിരോധം
• 6) ഇത് വിഷരഹിതമാണ്.
• 7) ഇതിന് ഏറ്റവും ഉയർന്ന പ്രതിഫലനക്ഷമതയും (85 മുതൽ 95% വരെ) വളരെ കുറഞ്ഞ എമിസിവിറ്റിയും (4 മുതൽ 5% വരെ) ഉണ്ട്
• 8) ഇത് വളരെ മൃദുവും ഇഴയുന്നതുമാണ്, അതിൻ്റെ ഫലമായി ഇതിന് വളരെ നല്ല നിർമ്മാണ ഗുണങ്ങളുണ്ട്.

ഇലക്ട്രിക്കൽ കണ്ടക്ടറുകൾ, റേഡിയറുകൾ ഫിൻ മെറ്റീരിയലുകൾ, എയർ കണ്ടീഷനിംഗ് യൂണിറ്റുകൾ, ഒപ്റ്റിക്കൽ, ലൈറ്റ് റിഫ്ലക്ടറുകൾ, ഫോയിൽ, പാക്കേജിംഗ് മെറ്റീരിയലുകൾ എന്നിവയിൽ ശുദ്ധമായ അലുമിനിയം സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ചില ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ ഉൾപ്പെടുന്നു.

മുകളിൽ പറഞ്ഞ ഉപയോഗപ്രദമായ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, ഇനിപ്പറയുന്ന പ്രശ്നങ്ങൾ കാരണം ശുദ്ധമായ അലുമിനിയം വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നില്ല:

• 1) ഇതിന് കുറഞ്ഞ ടെൻസൈൽ ശക്തിയും (65 MPa) കാഠിന്യവും (20 BHN) ഉണ്ട്
• 2. വെൽഡിംഗ് അല്ലെങ്കിൽ സോൾഡർ ചെയ്യുന്നത് വളരെ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്.

അലൂമിനിയത്തിൻ്റെ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ അലോയ് ചെയ്യുന്നതിലൂടെ ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയും. ചെമ്പ്, മാംഗനീസ്, സിലിക്കൺ, നിക്കൽ, സിങ്ക് എന്നിവയാണ് പ്രധാന അലോയിംഗ് ഘടകങ്ങൾ.

അലൂമിനിയവും ചെമ്പും CuAl2 എന്ന രാസ സംയുക്തം ഉണ്ടാക്കുന്നു. 548 C ന് മുകളിലുള്ള താപനിലയിൽ ഇത് ദ്രവ അലൂമിനിയത്തിൽ പൂർണ്ണമായും ലയിക്കുന്നു. ഇത് ശമിപ്പിക്കുകയും കൃത്രിമമായി പ്രായമാകുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ (100 - 150 സിയിൽ ദീർഘനേരം പിടിക്കുക), കഠിനമായ അലോയ് ലഭിക്കും. പ്രായമാകാത്ത CuAl2 ന് അലുമിനിയം, ചെമ്പ് എന്നിവയുടെ ഖര ലായനിയിൽ നിന്ന് അടിഞ്ഞുകൂടാൻ സമയമില്ല, അതിനാൽ ഇത് അസ്ഥിരമായ അവസ്ഥയിലാണ് (റൂം ടെമ്പറ ട്യൂറിൽ സൂപ്പർ-പൂരിതമാണ്). പ്രായമാകൽ പ്രക്രിയ CuAl2 ൻ്റെ വളരെ സൂക്ഷ്മമായ കണങ്ങളെ പ്രേരിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് അലോയ് ശക്തിപ്പെടുത്തുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു. ഈ പ്രക്രിയയെ പരിഹാരം കാഠിന്യം എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

7% വരെ മഗ്നീഷ്യം, 1. 5% വരെ മാംഗനീസ്, 13% വരെ സിലിക്കൺ, 2% നിക്കൽ, 5% വരെ സിങ്ക്, 1.5% ഇരുമ്പ് എന്നിവയാണ് ഉപയോഗിക്കുന്ന മറ്റ് അലോയിംഗ് ഘടകങ്ങൾ. ഇവ കൂടാതെ, ടൈറ്റാനിയം, ക്രോമിയം, കൊളംബിയം എന്നിവയും ചെറിയ ശതമാനത്തിൽ ചേർക്കാം. സ്ഥിരമായ മോൾഡിംഗിലും ഡൈ കാസ്റ്റിംഗിലും ഉപയോഗിക്കുന്ന ചില സാധാരണ അലുമിനിയം അലോയ്കളുടെ ഘടന അവയുടെ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കൊപ്പം പട്ടിക 2. 10 ൽ നൽകിയിരിക്കുന്നു. സ്ഥിരമായ മോൾഡുകളോ പ്രഷർ ഡൈ കാസ്റ്റിംഗോ ഉപയോഗിച്ച് ഈ മെറ്റീരിയലുകൾ കാസ്റ്റുചെയ്‌തതിന് ശേഷം പ്രതീക്ഷിക്കുന്ന മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ പട്ടിക 2.1-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.

2. ചെമ്പ്

അലൂമിനിയത്തിന് സമാനമായി, ശുദ്ധമായ ചെമ്പും അതിൻ്റെ ഇനിപ്പറയുന്ന ഗുണങ്ങൾ കാരണം വിശാലമായ പ്രയോഗം കണ്ടെത്തുന്നു

• 1) ശുദ്ധമായ ചെമ്പിൻ്റെ വൈദ്യുതചാലകത അതിൻ്റെ ശുദ്ധമായ രൂപത്തിൽ ഉയർന്നതാണ് (5.8 x 105 /ohm/cm). ഏതൊരു ചെറിയ അശുദ്ധിയും ചാലകതയെ ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, 0. 1% ഫോസ്ഫറസ് ചാലകത 40% കുറയ്ക്കുന്നു.
• 2) ഇതിന് വളരെ ഉയർന്ന താപ ചാലകതയുണ്ട് (0. 92 cal/cm/C)
• 3) ഇതൊരു കനത്ത ലോഹമാണ് (നിർദ്ദിഷ്ട ഗുരുത്വാകർഷണം 8.93)
• 4) ബ്രേസിംഗ് വഴി ഇത് എളുപ്പത്തിൽ യോജിപ്പിക്കാൻ കഴിയും
• 5) ഇത് നാശത്തെ പ്രതിരോധിക്കുന്നു,
• 6) ഇതിന് മനോഹരമായ നിറമുണ്ട്.

ഇലക്ട്രിക്കൽ വയർ, ബസ് ബാറുകൾ, ട്രാൻസ്മിഷൻ കേബിളുകൾ, റഫ്രിജറേറ്റർ ട്യൂബുകൾ, പൈപ്പിംഗ് എന്നിവയുടെ നിർമ്മാണത്തിൽ ശുദ്ധമായ ചെമ്പ് ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ശുദ്ധമായ അവസ്ഥയിൽ ചെമ്പിൻ്റെ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ വളരെ നല്ലതല്ല. ഇത് മൃദുവും താരതമ്യേന ദുർബലവുമാണ്. മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഇത് ലാഭകരമായി അലോയ് ചെയ്യാൻ കഴിയും. സിങ്ക്, ടിൻ, ലെഡ്, ഫോസ്ഫറസ് എന്നിവയാണ് പ്രധാന അലോയിംഗ് ഘടകങ്ങൾ.

ചെമ്പിൻ്റെയും സിങ്കിൻ്റെയും അലോയ്കളെ താമ്രം എന്ന് വിളിക്കുന്നു. 39% വരെ സിങ്ക് ഉള്ളടക്കം ഉള്ളതിനാൽ, ചെമ്പ് ഒരൊറ്റ ഘട്ടം (α-ഘട്ടം) ഘടന ഉണ്ടാക്കുന്നു. അത്തരം അലോയ്കൾക്ക് ഉയർന്ന ഡക്റ്റിലിറ്റി ഉണ്ട്. അലോയ്‌യുടെ നിറം 20% വരെ സിങ്ക് ഉള്ളടക്കം വരെ ചുവപ്പായി തുടരുന്നു, എന്നാൽ അതിനപ്പുറം അത് മഞ്ഞയായി മാറുന്നു. സിങ്കിൻ്റെ 39 മുതൽ 46% വരെ β-ഫേസ് എന്ന രണ്ടാമത്തെ ഘടനാപരമായ ഘടകം പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു. ഇത് യഥാർത്ഥത്തിൽ ഇൻ്റർ-മെറ്റാലിക് സംയുക്തമായ CuZn ആണ്, ഇത് വർദ്ധിച്ച കാഠിന്യത്തിന് കാരണമാകുന്നു. ചെറിയ അളവിൽ മാംഗനീസും നിക്കലും ചേർക്കുമ്പോൾ പിച്ചളയുടെ ശക്തി കൂടുതൽ വർദ്ധിക്കുന്നു.

ടിൻ ഉള്ള ചെമ്പിൻ്റെ ലോഹസങ്കരങ്ങളെ വെങ്കലം എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ടിൻ ഉള്ളടക്കത്തിൽ ഒരു ക്രീസിനൊപ്പം വെങ്കലത്തിൻ്റെ കാഠിന്യവും ശക്തിയും വർദ്ധിക്കുന്നു. 5-ന് മുകളിലുള്ള ടിൻ ശതമാനം വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് ഡക്റ്റിലിറ്റിയും കുറയുന്നു. അലൂമിനിയവും ചേർക്കുമ്പോൾ (4 മുതൽ 11% വരെ), തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന അലോയ്യെ അലുമിനിയം വെങ്കലം എന്ന് വിളിക്കുന്നു, ഇതിന് ഗണ്യമായ ഉയർന്ന നാശന പ്രതിരോധമുണ്ട്. വിലകൂടിയ ലോഹമായ ടിന്നിൻ്റെ സാന്നിദ്ധ്യം കാരണം താമ്രങ്ങളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ വെങ്കലത്തിന് താരതമ്യേന വില കൂടുതലാണ്.

3. മറ്റ് നോൺ-ഫെറസ് ലോഹങ്ങൾ

സിങ്ക്

താഴ്ന്ന ഉരുകൽ താപനിലയും (419.4 C) ഉയർന്ന നാശന പ്രതിരോധവും കാരണം സിങ്ക് പ്രധാനമായും എൻജിനീയറിങ്ങിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് സിങ്കിൻ്റെ പരിശുദ്ധി വർദ്ധിക്കുന്നു. ഉപരിതലത്തിൽ ഒരു സംരക്ഷിത ഓക്സൈഡ് കോട്ടിംഗ് രൂപപ്പെടുന്നതാണ് നാശന പ്രതിരോധം. സിങ്കിൻ്റെ പ്രധാന പ്രയോഗങ്ങൾ സ്റ്റീലിനെ നാശത്തിൽ നിന്ന് സംരക്ഷിക്കുന്നതിനും അച്ചടി വ്യവസായത്തിലും ഡൈ കാസ്റ്റിംഗിലും ഗാൽവനൈസിംഗ് ചെയ്യുന്നു.

വികലമായ സാഹചര്യങ്ങളിൽ പ്രകടമാകുന്ന ശക്തമായ അനിസോട്രോപ്പി, പ്രായമാകുന്ന സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഡൈമൻഷണൽ സ്ഥിരതയുടെ അഭാവം, താഴ്ന്ന ഊഷ്മാവിൽ ഇംപാക്ട് ശക്തി കുറയൽ, ഇൻ്റർ-ഗ്രാനുലാർ കോറോഷൻ ഉണ്ടാകാനുള്ള സാധ്യത എന്നിവയാണ് സിങ്കിൻ്റെ പോരായ്മകൾ. 95.C ന് മുകളിലുള്ള താപനിലയിൽ ഇത് ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയില്ല, കാരണം ഇത് ടെൻസൈൽ ശക്തിയിലും കാഠിന്യത്തിലും ഗണ്യമായ കുറവുണ്ടാക്കും.

ഡൈ കാസ്റ്റിംഗിൽ ഇതിൻ്റെ വ്യാപകമായ ഉപയോഗം, കാരണം ഇതിന് കുറഞ്ഞ മർദ്ദം ആവശ്യമാണ്, ഇത് മറ്റ് ഡൈ കാസ്റ്റിംഗ് അലോയ്കളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഉയർന്ന ജീവിതത്തിന് കാരണമാകുന്നു. കൂടാതെ, ഇതിന് വളരെ മികച്ച യന്ത്രസാമഗ്രിയുണ്ട്. സിങ്ക് ഡൈകാസ്റ്റിംഗ് വഴി ലഭിക്കുന്ന ഫിനിഷ്, വേർപിരിയൽ പ്ലെയിനിലുള്ള ഫ്ലാഷ് നീക്കം ചെയ്യുന്നതൊഴിച്ചാൽ, തുടർ പ്രോസസ്സിംഗിന് പര്യാപ്തമാണ്.

മഗ്നീഷ്യം

കുറഞ്ഞ ഭാരവും നല്ല മെക്കാനിക്കൽ ശക്തിയും കാരണം, മഗ്നീഷ്യം അലോയ്കൾ വളരെ ഉയർന്ന വേഗതയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു. അതേ കാഠിന്യത്തിന്, മഗ്നീഷ്യം അലോയ്കൾക്ക് C25 സ്റ്റീലിൻ്റെ ഭാരത്തിൻ്റെ 37. 2% മാത്രമേ ആവശ്യമുള്ളൂ, അങ്ങനെ ഭാരം ലാഭിക്കുന്നു. അലുമിനിയം, സിങ്ക് എന്നിവയാണ് പ്രധാനമായും ഉപയോഗിക്കുന്ന രണ്ട് അലോയിംഗ് ഘടകങ്ങൾ. മഗ്നീഷ്യം അലോയ്കൾ മണൽ കാസ്റ്റ്, സ്ഥിരമായ പൂപ്പൽ കാസ്റ്റ് അല്ലെങ്കിൽ ഡൈ കാസ്റ്റ് ആകാം. മണൽ-കാസ്റ്റ് മഗ്നീഷ്യം അലോയ് ഘടകങ്ങളുടെ ഗുണങ്ങൾ സ്ഥിരമായ മോൾഡ് കാസ്റ്റ് അല്ലെങ്കിൽ ഡൈ-കാസ്റ്റ് ഘടകങ്ങളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്നതാണ്. ഡൈ-കാസ്റ്റിംഗ് അലോയ്കൾക്ക് പൊതുവെ ഉയർന്ന ചെമ്പ് അടങ്ങിയിട്ടുണ്ട്, അതിനാൽ ചെലവ് കുറയ്ക്കുന്നതിന് അവ ദ്വിതീയ ലോഹങ്ങളിൽ നിന്ന് നിർമ്മിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു. ഓട്ടോമൊബൈൽ വീലുകൾ, ക്രാങ്ക് കേസുകൾ മുതലായവ നിർമ്മിക്കാൻ അവ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഉള്ളടക്കം കൂടുന്തോറും ഉരുട്ടിയതും കെട്ടിച്ചമച്ചതുമായ ഘടകങ്ങൾ പോലെയുള്ള മഗ്നീഷ്യം കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ച അലോയ്കളുടെ മെക്കാനിക്കൽ ശക്തി കൂടുതലാണ്. മിക്ക പരമ്പരാഗത വെൽഡിംഗ് പ്രക്രിയകളിലൂടെയും മഗ്നീഷ്യം അലോയ്കൾ എളുപ്പത്തിൽ ഇംതിയാസ് ചെയ്യാൻ കഴിയും. മഗ്നീഷ്യം അലോയ്കളുടെ വളരെ ഉപയോഗപ്രദമായ സ്വത്ത് അവയുടെ ഉയർന്ന യന്ത്രക്ഷമതയാണ്. കുറഞ്ഞ കാർബൺ സ്റ്റീലുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ അവർക്ക് മെഷീനിംഗിന് ഏകദേശം 15% വൈദ്യുതി മാത്രമേ ആവശ്യമുള്ളൂ.