طرح تولید مواد آلیاژ ساز غیر آهنی آلیاژ

(فانسوی: Alliage) یا هم‌جوشه، مخلوط یا محلول جامد فلزی متشکل از یک فلز اصلی که آن را فلز پایه می‌گویند با یک یا چند عنصر فلزی یا غیرفلزی است.[۱] به زبان ساده، آلیاژ، ترکیبی از یک فلز با یک یا چند عنصر دیگر است.[۲] برای مثال فولاد، آلیاژ آهن با کربن است.
آلیاژ معمولاً خواصی متفاوت از عناصر تشکیل دهنده خود دارد. بسته به میزان همگنی در اختلاط عناصر، هم‌جوشه می‌تواند تک فاز یا چند فازی باشد. هدف از هم‌جوشه‌سازی، تغییر و بهبود خواص ماده مانند چقرمگی، استحکام، سختی و غیره‌ست. ویژگی‌های فیزیکی هم‌جوشه با نمودار فازی توصیف می‌شود.
معمولاً هم‌جوشه‌ها بر اساس درصد وزنی عناصر موجودشان گزارش می‌شوند. بر اساس تعداد عناصر، هم‌جوشه را دوتایی، سه‌تایی و غیره می‌نامند. برای بیان یک هم‌جوشه مشخص با دامنه متغیر از درصد عناصر، اصطلاح سیستم بکار می‌رود. مثلاً، فولاد سیستم آلیاژی دوتایی از آهن و کربن است که در این سیستم آلیاژی دامنه کربن بین ۰٫۰۲ تا ۲٫۱۴ درصد قابل‌تغییر است.
به محلول جامدی که حداقل یکی از اجزای آن‌ها فلز بوده و خواص فیزیکی و شیمیایی فلزی داشته باشند، آلیاژ فلزی و به محلول‌های جامدی که حداقل یکی از اجزای آن‌ها سرامیکی بوده و خواص سرامیکی داشته باشند، آلیاژ سرامیکی گفته می‌شود.
مروزه در صنایع مختلف فلزی،با وجود فلزات آهنی ، استفاده از فلزات غیرآهنی نیز اجتناب ناپذیر است. فلزات غیرآهنی را می توان به دو گروه اصلی فلزات سنگین و فلزات سبک تقسیم نمود. فلزاتی که جرم مخصوص آنها بیشتراز ۵ کیلوگرم بر دسی متر مکعب باشد فلزات سنگین نامیده می شوند. مهمترین فلزات سنگین عبارتند از: مس، روی، قلع، سرب، نیکل، کرم،ولفرام،مولیبدن، کبالت، منگنز،آنتیموان،کادمیم، بیسموت، جیوه و فلزات قیمتی مانند نقره ، طلا و پلاتین. در اکثر موارد به وسیله آلیاژکردن ، سختی و استحکام مواد افزایش یافته و در مواقع براده برداری براده های کوتاهتری به دست می دهند. همچنین می توان رنگ فلزات را به وسیله آلیاژکردن تغییر داد، اما دوام خوردگی فلزات غیرآهنی در اثر آلیاژکردن، اغلب تقلیل می یابد. هرچه درجه خلوص فلزی بیشتر باشد به همان نسبت نقطه ذوب و قابلیت هدایت الکتریکی آن افزایش می یابد. مس فلزی نرم و چکش خوار است و عملیات مکانیکی در خواص آن تغییر ایجاد می کند. مس خالص را می توان در قالب های ماسه ای یا فلزی ریخته گری کردو این عمل با مشکلات فراوانی همراه است و قطعه ریخته شده در قالب ، به آسانی اسفنجی می شود. برای جلوگیری از این عمل و افزایش قابلیت ریخته گری مس ، معمولاً با آن فسفر می افزایند.

آلیاژهای غیر آهنی

۱.آلومینیوم

آلومینیوم فلزی سبک با دانسیته (وزن مخصوص) ۲.۷۰ گرم بر سانتی متر مکعب به عبارتی دیگر یک سوم فولاد است . با وجود استحکام کمتر نسبت به فولاد ، دارای نسبت استحکام به وزن بسیار عالی است .
از آلومینیوم اغلب هنگامی که وزن پارامتر مهمی در طراحی و تولید به شمار می آید استفاده می شود مانند استفاده از آلومینیوم و آلیاژهای آن در ساخت خودرو و هواپیما .
آلومینیوم به مکانیزم های استحکام دهی به خوبی جواب می دهد . استحکام آلیاژهای آلومینیوم حدود ۳۰ برابر بیشتر از آلومینیوم خالص است .
آلومینیوم دارای حد تحمل نیست بنابراین شکست ناشی از خستگی حتی در تنش های پایین نیز اتفاق می افتد . به دلیل دمای ذوب پایین ، در دمای بالا عمل کرد خوبی از خود نشان نمی دهد و بالاخره این که آلیاژهای آن دارای سختی کم و در نتیجه مقاومت به سایش مناسبی ندارند .

۱.۱ انواع آلومینیوم

آلیاژهای الومینیوم را می توان به دو دسته اصلی تقسیم کرد :
آلیاژهای نورد شده (wrought alloys) ، تغییر شکل پلاستیک (مکانیکی) .
آلیاژهای ریختگی (costing alloys) .
• آلیاژهای قابل عملیات حرارتی : آلیاژهایی هستند که توسط پیر سختی استحکام شان افزایش می یابد . بنابراین فولادهای هیپویوتکتوئید با احاطه شبکه فریت در اطراف پرلیت و فولادهای هایپریوتکتوئید شامل شبکه های سمنیت در اطراف پرلیت هستند .
• آلیاژهایی که نیاز به عملیات حرارتی ندارند : آلیاژهایی هستند که توسط عناصر جانشین ، کرنش و پراکندگی و توزیع فاز دوم استحکام دهی می شوند .

۱.۲ آلیاژهای آلومینیوم نورد شده

این آلیاژهای به سه دسته تقسیم می شوند .
۱. آلیاژهایی که تک فازی هستند و تنها دارای مقدار کمی آخال و یا ترکیب های بین فلزی (اینترمتالیک) هستند . خواص این آلیاژها توسط کرنش سختی ، محلول جامد و اندازه دانه کنترل می شود ولی بدلیل حلالیت کم عناصر آلیاژی در آلومینیوم حد استحکام دهی به روش محلول جامد محدود است .
۲. آلیاژهایی که در دمای اتاق شامل دوفاز هستند : فاز α یک محلول جامد منیزیم در آلومینیوم و فاز Mg₂Al₃ و هم چنین کرنش سختی ، محلول جامد و کنترل اندازه دانه استحکام می یابند . از آنجائی که رسوب Mg₂Al₃ چسبنده نیست ، عملیات پیر سختی امکان پذیر نیست .
خیلی از آلیاژهای آلومینیوم شامل مس و منیزیم یا رسوب CuAl₂ و Mg₂Si ایجاد پیر سختی می کنند . این آلیاژها توسط پراکندگی فاز β استحکام می یابند و توسط رسوب هایی که در فاز α ایجاد می شوند پیر سختی می شوند . برخی دیگر از آلیاژهای دوفاز ی آلومینیوم از دو فاز α و سیلسیم تقریبا خالص β تشکیل می شوند . آلیاژهایی که شامل سیلیسیم و منیزیم هستند با رسوب Mg₂Si پیرسختی می شوند .
۳. آلیاژهای سه تایی : برخی دیگر از آلیاژهای آلومینیوم ۲xxx , 6xxx , 7xxx آلیاژهای سه تائی هستند که قابلیت پیر سختی دارند . در هر آلیاژ قبل از این که فاز تعادلی نهایی ایجاد شود ، چند رسوب چسبنده تشکیل می شوند.
آلیاژهای ریختگی آلومینیوم دارای مقدار کافی سیلسیم هستند که سبب ایجاد واکنش یوتکتیک می شود و باعث کاهش نقطه آلیاژ ، سیالیت و قابلیت ریختگی خوب می شود . سیالیت ، توانایی جریان مذاب فلز به درون یک قالب بدون انجماد دائم و قابلیت ریختگی به سهولت در ساخت یک قطعه ریختگی خوب توسط آلیاژ به حساب می اید . خواص آلیاژهای آلومینیوم و سیلسیم توسط استحکام دهی محلول جامد α به عنوان ماتریس و توزیع و پراکندگی فاز β و انجماد که شکل و اندازه دانه های اولیه را کنترل می کند و هم چنین طبیعت اجزاء یوتکتیک تعیین می شود . سریع سرد کردن در ریخته گری در قالب های دائمی معمولا استحکام را با اصلاح اندازه دانه ها و اجزاء تشکیل دهنده یوتکتیک افزایش می دهد .
۳.نیکل و کبالت :
نیکل و کبالت آلیاژهایی هستند که برای مقاومت در مقابل خوردگی و کاربرد در دمای بالا ، به دلیل نقطه ذوب و مقاومت به خزش آن ها استفاده می شوند . آلیاژهای کبالت ویژه برای کاربردهای مقاومت به سایش استفاده می شوند و به دلیل مقاومت آن ها در مقابل مایعات بدن انسان ، در پزشکی نیز استفاده می شوند .
۳.۱نیکل خالص دارای مقاومت به خوردگی و شکل دهی بسیار عالی است .
با افزایش مس به نیکل بالاترین استحکام با ۶۰% نیکل تولید می شود . از این آلیاژها به نام مونل ها با ترکیبی حدودا مشابه به دلیل استحکام و مقاومت به خوردگی خوب آن ها در آب نمک و دماهای بالا استفاده می شود . برخی از مونل ها شامل مقدار کمی آلومینیوم و تیتانیم هستند . این آلیاژها با رسوب فاز ϒ که یک رسوب چسبنده از نوع Ni₃Al یا Ni₃Ti است رفتار پیر سختی از خود نشان می دهند و باعث افزایش استحکام کششی حدود دو برابر می شود .

کد آیسیک مرتبط با صنعت تولید مواد آلیاژ ساز غیر آهنی

کد آیسیک مخفف International Standard Industrial Classification (سیستم بین المللی طبقه بندی استاندارد صنایع) است. کد گذاری به عنوان روش ساده و دقیق برای تعیین هویت کالا، قطعات ، مدارک و اموال ، سالها است که در سطح شرکت هاو زنجیره های تأمین مورد استفاده قرار می گیرد.
کد آیسیک مواد آلیاژ ساز غیر آهنی بر پایه کلسیم ۲۷۲۰۳۱۲۵۴۲

کد تعرفه گمرکی مرتبط با صنعت تولید مواد آلیاژ ساز غیر آهنی

با جستجو در اطلاعات گمرک تا امروز تعرفه گمرکی اختصاصی به این محصول اختصاص نیافته لذا میزان واردات و صادرات آن نا مشخص میباشد.

فرآیند تولید آلیاژ نوردی

۱-روش مداوم :
این روش که از سرعت تولید بالایی برخوردار است که به این صورت می باشد که ذوب ریزی به صورت مداوم ادامه پیدا می کند . به این صورت که محفظه ای از فولاد گرم که در زیر پاتیل مذاب قرار دارد مذاب را به صورت دائم دریافت می نماید ، مذاب پس از رها شدن از پاتیل وارد محفظه شده و در مرحله اول آب گرد هایی که در قسمت بالای محفظه قرار دارند مذاب را به مرحله خمیری می رساند در مرحله بعد مذاب به مرحله آب فشان رسیده و به طور کامل منجمد می شود و در پایان تیغه ای که در انتهای محفظه قرار دارد فلز را برش زده و بر روی صفحه نقاله می اندازد

۲- روش تکباری
این روش که در کارخانه ها و به وسیله قالب های ماسه ای انجام می شود به این صورت است که ابتدا کوره را به مقدار معینی شارژ کرده سپس شارژ آماده شده را در قالب های مورد نظر می ریزند .

تهیه آلیاژ های ریخته گی ( فرآیند شکل ریزی)
هدف تولید : تولید شکل نهایی قطعه به صورت مذاب ریزی مستقیم انواع مواد شارژ جهت ریخته گری آلیاژ های آلومینیم

۱- شمش اولیه :
این شمش معمولا در کارخانه های ریخته گری تولید می شود و از درصد خلوص بالایی درحدود ۹۹.۹% برخوردار است که معمولا به صورت پوکه های مستطیل شکل با وزن ۱۵ الی ۲۰ کیلو گرم تهیه می شوند . که جهت آلیاژ سازی آن ها از شمش های منیزیم ، روی ، سیلیسیم استفاده می شود که معمولا از شمش های منیزیم و سیلیسیم درمواقعی استفاده می شود که بخواهیم درصد کمی منیزیم و سیلیسیم به مذاب اضافه کنیم در غیر این صورت از آلیاژ ساز ها یا هاردنر ها (hardner) استفاده می کنیم

۲- شمش های ثانویه:
این شمش ها معمولا از ذوب مجدد قراضه های و برگشتی ها تولیدمی شود و با توجه به اینکه عملیات تصفیه و تمیز کاری روی این شمش ها انجام می شود از لحاظ قیمت گرانتر از شمش های اولیه می باشد اما دارای درصد خلوص و کیفیت بالاتری نسبت به شمش های اولیه می باشد .

انواع روش های تولید هاردنر ها

روش اول : در این روش ابتدا مذاب آلومینیم را تهیه نموده سپس فلز مورد نظر را به صورت قطعات ریز و کوچک در داخل فویل های آلومینیمی قرار می دهیم و آرام و آرام به مذاب آلومینیم اضافه می کنیم
روش دوم : آلومینیم و فلز مورد نظر را به صورت جداگانه ذوب کرده و سپس فلز با نقطه ذوب بالا را به صورت باریکه مذاب به مذاب آلومینیم اضافه کرده و هم می زنیم . مثال : اگر بخواهیم آلیاژی از آلومینیم بسازیم که دارای ترکیب ۵% سیلیسیم ۰.۴ % منیزیم ۱/۲ % مس و بقیه نیز آلومینیم باشد .

صنایع فلزات غیرآهنی (آلومینیوم، مس، سرب، روی، طلا و…) با چالش‌های عمده‌ای روبه‌رو است؛ چالش‌هایی که در برگیرنده مشکلات درونی و بیرونی این بخش می‌شود؛ سیاست‌های داخلی و خودتحریمی از جمله چالش‌های درونی است. علاوه بر مشکلات داخلی، تحریم‌ها نیز از دیگر چالش‌هایی است که فعالان اقتصادی از آن به‌عنوان چالش‌های بیرونی یاد می‌کنند.
با این شرایط می‌توان گفت صنایعی که نماد پیشرفت و صنعتی بودن کشورها محسوب می‌شوند؛ در ایران کمتر از فولاد مورد توجه قرار گرفته‌اند، این در حالی است که صنایع فلزات غیرآهنی و آلیاژهای آنها می‌تواند مزیت رقابتی گسترده‌ای برای هر کشور ایجاد کنند.

وضعیت واحد های فعال تولید مواد آلیاژ ساز غیر آهنی

در نمودار زیر تعداد و ظرفیت واحدهای تولید مواد آلیاژ ساز غیر آهنی در کشور به تفکیک استان آمده است .

خلاصه بررسی فنی، مالی و بازار طرح تولید مواد آلیاژ ساز غیر آهنی

ظرفیت تولید سالیانه : ۴۰۰ تن
نرخ برابری دلار : ۲۰۰۰۰ تومان
مساحت زمین موردنیاز : ۸۰۰۰ مترمربع
زیربنای کل : ۳۰۰۰ مترمربع
تعداد نیروی انسانی مورد نیاز : ۶۰ نفر
میزان سرمایه گذاری ثابت : ۴۵ میلیارد تومان
ارزش ماشین آلات و تجهیزات : ۲۸ میلیارد تومان
نرخ بازده داخلی : ۳۷ درصد

درصورت تمایل به این مطلب امتیاز دهید: