Non-ferro Metal Casting

Eisenmetaller ginn extensiv an der Ingenieursindustrie benotzt wéinst hirer Iwwerleeënheet, Gamme vu mechanesche Eegeschaften a méi niddrege Käschten. Wéi och ëmmer, Net-ferro Metaller ginn och a verschiddenen Uwendungen fir hir spezifesch Eegeschafte benotzt am Verglach mat Ferrolegierungen trotz hiren allgemeng héije Käschte. Gewënscht mechanesch Eegeschafte kënnen an dësen Legierungen duerch Aarbechtshärten, Alterhärten, etc, awer net duerch normal Wärmebehandlungsprozesser fir Ferrolegierungen benotzt ginn. E puer vun den Haaptinteressante net-ferromaterialien sinn Aluminium, Kupfer, Zink a Magnesium

1. Aluminium

Vun all Net-Ferro-Legierungen sinn Aluminium a seng Legierungen déi wichtegst wéinst hiren exzellenten Eegeschaften. E puer vun den Eegeschafte vu purem Aluminium, fir deen et an der Ingenieursindustrie benotzt gëtt, sinn:

• 1) Exzellent thermesch Konduktivitéit (0,53 cal/cm/C)
• 2) Exzellent elektresch Konduktivitéit (376 600/ohm/cm)
• 3) Niddereg Mass Dicht (2,7 g/cm)
• 4) Niddereg Schmelzpunkt (658C)
• 5) Excellent corrosion Resistenz
• 6) Et ass net gëfteg.
• 7) Et huet eng vun den héchste Reflexivitéiten (85 bis 95%) a ganz niddereg Emissivitéit (4 bis 5%)
• 8) Et ass ganz mëll an duktil, als Resultat vun deem et ganz gutt Fabrikatiounseigenschaften huet.

E puer vun den Uwendungen, wou reng Aluminium allgemeng benotzt gëtt, sinn an elektresch Dirigenten, Heizkierperfinmaterialien, Klimaanlageenheeten, opteschen a Liichtreflektoren, a Folie a Verpackungsmaterialien.

Trotz den uewe genannten nëtzlechen Uwendungen gëtt pure Aluminium net wäit benotzt wéinst de folgende Probleemer:

• 1) Et huet eng niddreg Spannkraaft (65 MPa) an Hardness (20 BHN)
• 2. Et ass ganz schwéier ze Schweess oder solder.

D'mechanesch Eegeschafte vum Aluminium kënne wesentlech verbessert ginn duerch Legierung. Déi Haaptlegierungselementer déi benotzt gi sinn Kupfer, Mangan, Silizium, Néckel an Zink.

Aluminium a Kupfer bilden d'chemesch Verbindung CuAl2. Iwwer enger Temperatur vu 548 C léist se sech komplett a flëssege Aluminium op. Wann dëst ofgeschwächt a kënschtlech al ass (verlängert Haltung bei 100 - 150C), gëtt eng gehärte Legierung kritt. De CuAl2, deen net al ass, huet keng Zäit aus der fester Léisung vun Aluminium a Kupfer auszeschléissen an ass domat an enger onbestänneger Positioun (supersaturéiert bei Raumtemperatur). Den Alterungsprozess fällt ganz fein Partikele vu CuAl2 aus, wat d'Verstäerkung vun der Legierung verursaacht. Dëse Prozess gëtt Léisungshärung genannt.

Déi aner Legierungselementer, déi benotzt gi sinn bis zu 7% Magnesium, bis zu 1,5% Mangan, bis zu 13% Silizium, bis zu 2% Néckel, bis zu 5% Zénk a bis zu 1,5% Eisen. Nieft dësen kënnen och Titan, Chrom a Kolumbium a klenge Prozentsaz bäigefüügt ginn. D'Zesummesetzung vun e puer typesch Aluminiumlegierungen, déi an der permanenter Schimmel a Stierwen benotzt ginn, gëtt an der Tabell 2. 10 mat hiren Uwendungen uginn. Déi mechanesch Eegeschaften, déi vun dëse Materialien erwaart ginn nodeems se gegoss gi mat permanente Schimmel oder Drockguss ginn an der Tabell 2.1 gewisen

2. Koffer

Ähnlech wéi Aluminium, pure Kupfer fënnt och breet Uwendung wéinst senge folgenden Eegeschaften

• 1) D'elektresch Konduktivitéit vu pure Kupfer ass héich (5,8 x 105 /ohm/cm) a senger purster Form. All kleng Gëftstoffer bréngt d'Konduktivitéit drastesch erof. Zum Beispill reduzéiert 0. 1% Phosphor d'Konduktivitéit ëm 40%.
• 2) Et huet eng ganz héich thermesch Konduktivitéit (0,92 cal/cm/C)
• 3) Et ass e Schwéiermetall (spezifesch Schwéierkraaft 8,93)
• 4) Et kann liicht matenee verbonne ginn duerch Lodding
• 5) Et widderstoen corrosion,
• 6) Et huet eng agreabel Faarf.

Pure Kupfer gëtt an der Fabrikatioun vun elektresche Drot, Busbarren, Transmissiounskabel, Frigo-Réier a Päifen benotzt.

Déi mechanesch Eegeschafte vu Kupfer a sengem pursten Zoustand sinn net ganz gutt. Et ass mëll a relativ schwaach. Et kann rentabel legéiert ginn fir d'mechanesch Eegeschaften ze verbesseren. Déi Haaptlegierungselementer déi benotzt ginn sinn Zink, Zinn, Bläi a Phosphor.

D'Legierungen vu Kupfer an Zink ginn Messing genannt. Mat engem Zinkgehalt bis zu 39% bildt Kupfer eng eenzeg Phase (α-Phase) Struktur. Esou Legierungen hunn héich Duktilitéit. D'Faarf vun der Legierung bleift rout bis zu engem Zinkgehalt vun 20%, awer doriwwer eraus gëtt se giel. Eng zweet strukturell Komponent genannt β-Phase erschéngt tëscht 39 an 46% Zink. Et ass tatsächlech déi intermetallesch Verbindung CuZn déi verantwortlech ass fir d'Erhéijung vun der Härtheet. D'Kraaft vu Messing gëtt weider erhéicht wann kleng Quantitéiten vu Mangan an Néckel bäigefüügt ginn.

D'Legierunge vu Kupfer mat Zinn ginn Bronze genannt. D'Häertheet an d'Kraaft vu Bronze erhéijen mat enger Fal am Zinngehalt. D'Duktilitéit gëtt och reduzéiert mat der Erhéijung vum Zinn Prozentsaz iwwer 5. Wann och Aluminium dobäigesat gëtt (4 bis 11%), gëtt déi resultéierend Legierung Aluminiumbronze bezeechent, déi eng wesentlech méi héich Korrosiounsbeständegkeet huet. Bronze si vergläichbar deier am Verglach mat Messing wéinst der Präsenz vun Zinn wat en deier Metal ass.

3. Aner Net-Eisenmetaller

Zénk

Zénk gëtt haaptsächlech am Ingenieur benotzt wéinst senger niddereger Schmelztemperatur (419,4 C) a méi héijer Korrosiounsbeständegkeet, déi mat der Rengheet vum Zink eropgeet. D'Korrosiounsbeständegkeet gëtt duerch d'Bildung vun enger Schutzoxidbeschichtung op der Uewerfläch verursaacht. Haaptapplikatioune vum Zink sinn am Galvaniséierung fir Stahl vu Korrosioun ze schützen, an der Drockindustrie a fir Stierwen.

D'Nodeeler vum Zink sinn déi staark Anisotropie, déi ënner deforméierte Bedéngungen ausgestallt gëtt, Mangel u Dimensiounsstabilitéit ënner Alterungsbedéngungen, eng Reduktioun vun der Schlagkraaft bei méi nidderegen Temperaturen an d'Sensibilitéit fir intergranulär Korrosioun. Et kann net fir Service iwwer eng Temperatur vun 95.C benotzt ginn, well et eng wesentlech Reduktioun vun der Spannkraaft an der Hardness verursaachen.

Seng verbreet Notzung a Stierfgoss ass well et e méi nidderegen Drock erfuerdert, wat zu engem méi héije Stierfliewen am Verglach mat anere Stierfgusslegierungen resultéiert. Weider, et huet ganz gutt machinability. D'Finish kritt duerch Zink Diecasting ass dacks adäquat fir all weider Veraarbechtung ze garantéieren, ausser fir d'Entfernung vum Blitz, deen am Trennungsplang ass.

Magnesium

Wéinst hirem Liichtgewiicht a gudder mechanescher Kraaft gi Magnesiumlegierungen a ganz héije Geschwindegkeete benotzt. Fir déi selwecht Steifheit erfuerdert Magnesiumlegierungen nëmmen 37. 2% vum Gewiicht vum C25-Stol, sou datt d'Gewiicht spuert. Déi zwee Haaptlegierungselementer déi benotzt ginn sinn Aluminium an Zink. Magnesiumlegierungen kënne Sandgoss, permanent Schimmelgoss oder Stierfgoss sinn. D'Eegeschafte vu Sandgoss Magnesiumlegierungskomponenten si vergläichbar mat deenen vun de permanente Schimmelgoss oder Stierfgosskomponenten. D'Stär-Gosslegierungen hunn allgemeng en héije Kupfergehalt fir datt se aus de sekundäre Metalle gemaach kënne ginn fir d'Käschte ze reduzéieren. Si gi benotzt fir Autosrieder, Kurbelkëschten, etc.. Wat méi héich ass den Inhalt, wat méi héich ass d'mechanesch Kraaft vu Magnesium-Schmelzlegierungen wéi gewalzt a geschmiedete Komponenten. Magnesiumlegierungen kënne ganz einfach duerch déi meescht traditionell Schweißprozesser geschweest ginn. Eng ganz nëtzlech Eegeschafte vu Magnesiumlegierungen ass hir héich Veraarbechtbarkeet. Si erfuerderen nëmmen ongeféier 15% Kraaft fir d'Bearbechtung am Verglach zum Kuelestoffstahl.