تاثیر سیلیکون (Si) بر خواص مکانیکی و قابلیت ماشینکاری آلیاژهای آلومینیوم

آلومینیوم سومین عنصر فراوان در زمین و فراوان ترین فلز کره زمین است و امروزه آلیاژهای آلومینیوم یکی از پرکاربردترین فلزات در صنایع مختلف نظیر خودروسازی، هوافضا، صنایع دریایی، برق و الکترونیک و غیره است. همواره یکی از بحث های چالش بر انگیز، میزان سیلیس موجود در آلیاژهای آلومینیوم و تاثیر آن بر روی خواص مکانیکی و قابلیت ماشینکاری این آلیاژها است.

میزان سختی آلیاژهای آلومینیوم با افزایش درصد سیلیس، افزایش پیدا می کند به طوری که در یک آزمایش تجربی میزان سختی آلیاژ آلومینیوم با 2% سیلیس، در حدود 39HV اندازه گیری شده و با افزایش درصد سیلیس به 12% سختی آلیاژ به حدود 63HV رسیده است. با افزایش در صد سیلیس و تاثیر این عنصر بر ساختار مولکولی آلیاژ، سختی به حدی زیاد می شود که حتی ابزارهای برشی کاربایدی با گریدهای مقاوم به سایش (نظیر K01) نیز توان ماشینکاری آلیاژ را ندارند و لذا استفاده از ابزارهای PCD برای ماشینکاری آلیاژهای آلومینیوم با درصد سیلیس و سختی بالا اجتناب ناپذیر است. همچنین افزایش درصد سیلیس باعث افزایش استحکام کششی (Tensile strength) آلیاژهای آلومینیوم می شود، در طرف مقابل افزایش طول ناشی از کشش (Elongation) با افزایش درصد سیلیس کاهش می یابد.

توانایی ماشینکاری در آلیاژهای آلومینیوم با افزایش درصد سیلیس افزایش پیدا می کند، به عبارت دیگر ماشینکاری آلیاژهای آلومینیوم با در صد سیلیس بالاتر راحت تر است زیرا نیروهای ماشینکاری کاهش پیدا می کند. به فرض مثال با ثابت نگه داشتن سرعت برشی، نیروی ماشینکاری برای آلیاژ آلومینیوم با 12% سیلیس، کمتر از نیروهای ماشینکاری آلومینیوم با 2% سیلیس است. بدیهی است که با افزایش سرعت برشی نیروهای ماشینکاری نیز کاهش پیدا می کنند.

وجود سیلیس در ساختار آلیاژ می تواند باعث سهولت در شکست براده شود، به عبارت دیگر با افزایش میزان سیلیس، آلیاژ آلومینیوم شکننده تر شده و براده های ریزتری در عملیات ماشینکاری تولید می شود. در برخی از آزمایش های صورت گرفته انباشت براده در لبه های برشی (Build up edge) در آلیاژهای با سیلیس کمتر و در سرعت های برشی پایین تر مشاهده شده است. انباشت براده در لبه های برشی با افزایش سرعت برشی کمتر می شود، همچنین افزایش درصد سیلیس موجود در آلیاژ نیز باعث کاهش انباشت براده در لبه های برشی می شود اما از طرفی با افزایش میزان سیلیس، نرخ سایش در لبه های برشی ابزار افزایش پیدا می کند. در نهایت صافی سطح در آلیاژهایی با درصد سیلیس بیشتر، بهتر است (یعنی Ra کمتر است).

برای دریافت اطلاعات بیشتر در خصوص ماشینکاری قطعات آلومینیومی با کارشناسان این شرکت تماس بگیرید.