Alüminyum Alaşımının Metal Elemanlarının Hazırlanma Yöntemleri

Alüminyum alaşımının metal elementlerinin hazırlanma yöntemleri arasında, saf metallerin doğrudan eklenmesi ve metal katkı maddelerinin eklenmesi yer alır.

Metal Elementlerin Hazırlanma Yöntemleri

Saf Metal Katma Yöntemi

Gümüş, bakır, galyum, germanyum, lityum, magnezyum, silikon ve çinko gibi maksimum katı hal konsantrasyonu 1%’yi (atomik molar konsantrasyon) aşan alaşım elementleri, genellikle basit bir kırma işleminden sonra doğrudan ilave edilebilir.

Metal Katkı Maddesi Ekleme Yöntemi

Ana alaşım ekleme yöntemi, çeşitli ana alaşımların bileşimi ve özellikleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Metal elementlerinin hazırlanmasında iki farklı yöntem bulunmaktadır.

İlk tür, alüminyum-bakır, alüminyum-demir, alüminyum-manganez, alüminyum-nikel, alüminyum-silikon, alüminyum-krom vb. gibi, metalin kendisiyle hazırlanan ara alaşımlardır. Bu alaşımlar, esas olarak ana alaşıma eklenecek elementel bileşenler olarak kullanılır.

İkinci tür ise, doğada metal elementlerin kendilerinin kararsızlığı (kolay oksitlenme eğilimi) nedeniyle, florür tuzlarıyla hazırlanan ara alaşımlardır; örneğin alüminyum 5 titanyum 1 bor serisi, alüminyum bor, alüminyum zirkonyum, alüminyum berilyum, vb. gibi florür tuzlarıyla hazırlanan ara alaşımlar, esas olarak alüminyum külçelerinin yapısını iyileştirmek veya döküm sürecini geliştirmek amacıyla kullanılır; bir bileşen olarak eklenmez.

Ana alaşım ve saf metali doğrudan eklemenin avantajları ve dezavantajları. Her şeyden önce şunu belirtmek gerekir ki, hangi marka alüminyum alaşımı hazırlanırsa hazırlansın, alaşım elementleri ile alüminyum veya diğer elementlerden oluşan çeşitli katı çözeltiler ya da bileşiklerin, metal elementinin eklenme yöntemiyle hiçbir ilgisi yoktur.

Toz Metal Katkı Maddesi Ekleme Yöntemi

Toz metal katkı maddeleri Doğrudan metal ilave yönteminin bir başka çeşididir ve özü, yüksek erime noktalı metallerin doğrudan ilave edilmesidir. Alaşım elementlerinin hızlı çözünmesini nasıl sağlayacağımız, doğrudan ilave yöntemiyle çözülmesi gereken en önemli sorundur. Metalin mümkün olan en kısa sürede çözünmesini ve emilmesini sağlamak amacıyla, metalin yüzey alanı artırılmak üzere granül ve toz haline getirilir. Alüminyum sıvısı içindeki tozun erimesini hızlandırmak için, metal tozunun oksitlenmesini ve yüksek sıcaklığı önlemek üzere uygun bir akı maddesi eklenir. Yanma kaybını azaltmak için bir miktar indirgeyici madde eklenir ve sıkıştırma kalıplama yöntemi kullanılır.

Üretim uygulamaları sürecinde katkı maddelerinin seçimi konusunda, esas olarak üç faktör göz önünde bulundurulmalıdır:

1) Metal elementlerin çözünmesi ve emilimi için gereken süre. Bu süre çok uzun olursa, döküm işlemi sırasında enerji tüketimi artar ve bu durum döküm işleminin sorunsuz ilerlemesini olumsuz etkiler.

2) Metal elementlerin emiliminin kararlılığı genel olarak orantılıdır ve yüksek veya düşük seviyelerde dalgalanma görülmez; bu da alaşım hazırlığı açısından çok önemlidir.

3) Metal elementlerin emilim oranı nedir? Metal tozunun üretimi ve depolanması sırasında tozun bir kısmı oksitlenecektir. Katkı maddeleri yüksek sıcaklıktaki alüminyum suya eklendiğinde, şiddetli oksidasyon reaksiyonu nedeniyle belirli miktarda yanma da meydana gelecektir.

İster toz halindeki metal katkı maddesi olsun, ister metal ve alüminyumun eritilmesiyle elde edilen bir ara alaşım olsun, amaç metal katkı maddesi olarak kabul edilebilecek ana alaşım bileşenlerini hazırlamaktır; ancak kullanılan akı maddesi farklıdır. Toz halindeki metal katkı maddeleri akı maddeleridir. Bunlar tuz veya toz parçacıklarıdır; ana alaşımın akı maddesi ise alüminyumdur.

Metal katkı maddelerinin kullanımına ilişkin üç temel ilke: (1) Metal elementler kısa sürede çözünür ve yayılır. (2) Metal elementler iyi bir emilim kararlılığına sahiptir ve hazırlanması kolaydır. (3) Metal elementlerin emilim oranı yüksektir.