لقد لعبت تقنية صب الألمنيوم دورًا هامًا في صناعات السيارات والفضاء لعقود، مع بدء انتشارها على نطاق واسع في منتصف السبعينيات. من بين السبائك المختلفة، اكتسبت أنظمة الألمنيوم والسيليكون (Al-Si) بروزًا خاصًا نظرًا لخصائصها الممتازة في الصب، والتي غالبًا ما يتم تعزيزها بإضافات النحاس و/أو المغنيسيوم لتحسين القوة.
في تطبيقات الصب بالجاذبية، تهيمن سبائك A319 و A356 على الاستخدام الصناعي. بالنسبة لصب القوالب بالضغط العالي (HPDC)، يتم استخدام سبائك A380 و A383 على نطاق واسع. بينما تخدم A380 بشكل أساسي التطبيقات غير الهيكلية مثل الأغطية والأغطية، توفر A383 قوة أعلى للمكونات الهيكلية ذات متطلبات الأداء الصعبة.
دفعت الحاجة إلى تخفيف وزن السيارات إلى تطوير سبائك متقدمة مثل AURAL-2 و Silafont-36 و Magsimal-59. تلبي هذه المواد المتطلبات الصارمة للمكونات الهيكلية للجسم التي تتطلب قوة وصلابة عالية. ومع ذلك، فإن قيودها الصارمة على محتوى الحديد (<0.2%) تقيد استخدام السبائك الثانوية، مما يؤدي إلى تكاليف أعلى مقارنة بسبائك A319 و A380 التقليدية.
يقدم نظام السبائك المصب الأكثر شيوعًا قابلية صب ومقاومة للتآكل ممتازة. تسمح تعديلات محتوى السيليكون بالتحكم في القوة والمرونة والسيولة.
توفر هذه السبائك قوة عالية وقابلية تشغيل جيدة ولكنها تظهر مقاومة تآكل ضعيفة نسبيًا. يعزز المعالجة الحرارية عادة الخصائص الميكانيكية.
ملحوظة لمقاومة التآكل الاستثنائية، خاصة في البيئات البحرية. تتطلب خصائص الصب الأكثر صعوبة معالجة دقيقة.
بينما توفر قوة وصلابة عالية، تظهر هذه السبائك قابلية صب ومقاومة تآكل أضعف، وغالبًا ما تتطلب معالجات متخصصة.
تخضع سبائك الألمنيوم المصب لمعالجات حرارية مختلفة بما في ذلك التجانس، والمعالجة الحرارية بالذوبان، والتبريد، والتطبيع. تستخدم بعض المكونات طريقة "الصب-التشذيب-الشحن" (CTS) بدون معالجة حرارية، خاصة في تطبيقات الصب بالضغط.
تحتل سبائك الألمنيوم المرتبة الثانية من حيث استخدام المعادن الهيكلية بعد الفولاذ، وتُقدر لكثافتها المنخفضة، ونسبة القوة إلى الوزن العالية، ومقاومة التآكل الممتازة. هذه الخصائص تجعلها مثالية لتطبيقات الفضاء الجوي والسيارات والبحرية والإلكترونيات.
برز الانصهار الليزري الانتقائي (SLM) كتقنية تصنيع إضافية واعدة لمكونات الألمنيوم. تتيح هذه العملية أشكالًا هندسية معقدة ذات هياكل دقيقة محسنة وخصائص ميكانيكية معززة. ومع ذلك، لا يزال ما بعد المعالجة ضروريًا لتحقيق جودة سطح ودقة أبعاد صناعية.
يختار المصنعون من بين أربع طرق صب رئيسية:
شهدت صناعة صب الألمنيوم تقدمًا كبيرًا في طرق المعالجة بما في ذلك معالجات التصلب المختلفة وتكوينات السبائك الجديدة. حوالي 20٪ من إنتاج الألمنيوم العالمي يخدم تطبيقات الصب، مع درجة انصهار الألمنيوم المنخفضة نسبيًا ولكن الانكماش الكبير أثناء التصلب (3.5٪ -8.5٪) يتطلب تصميمًا دقيقًا للقالب.
باعتبارها أهم نظام ألمنيوم مصبوب، تتميز سبائك Al-Si بمخطط طور يوتكتيكي بسيط. يؤدي تحسين البنية المجهرية من خلال التبريد السريع أو التعديل (إضافة مركبات الصوديوم) إلى تحسين الخصائص الميكانيكية بشكل كبير. يعزز السبك بالنحاس أو المغنيسيوم أو النيكل القوة والأداء في درجات الحرارة العالية للتطبيقات الصعبة مثل مكونات المحرك.
