من مكونات السيارات إلى مواد البناء، الألومنيوم موجود في كل مكان في حياتنا اليومية. صب الألومنيوم، العملية الرئيسية التي تشكل هذا المعدن خفيف الوزن ولكن قوية في أشكال لا تحصى،لا تزال واحدة من أهم التقنيات الصناعيةهذه المقالة تدرس تعقيدات صب الألومنيوم، وتستكشف خصائص الألومنيوم، واختيار السبائك، وعمليات الفرن، وإعداد المواد.
الألومنيوم هو المعدن الأكثر وفرة في القشرة الأرضية، وهو يشكل حوالي 8٪ من مجموع كتلتها. ومع ذلك، فإنه عادة ما يكون موجودا في أشكال مركبة مثل البوكسيت، الكريوليت، والكوروندوم. البوكسيت،هيدروكسيد الألومنيوم الحديدييستخدم كمواد خام أساسية لإنتاج الألومنيوم. تبدأ عملية الاستخراج بتطهير كيميائي للحصول على الألومينا (Al2O3).
البوكسيت يخضع للكسر قبل أن يخلط مع محلول هيدروكسيد الصوديوم ويتم تسخينه تحت الضغط.والذي يتم فصله عن الشوائب عن طريق الاصطدام والترشيحيتكون المحلول الناتج من بلورات الألومينا المترطبة، والتي يتم غسلها وتجفيفها في أفران دوارة لإنتاج الألومينا، وهي مادة بلورية تشبه السكر المكرر.حوالي أربعة أرطال من البوكسيت يعطي رطلين من الألومينا.
ينتج التحلل الكهربائي اللاحق للألومينا في الفلورايد المنصهر الألومنيوم النقي. يحدث هذا التخفيض الكهروكيميائي في الخلايا المتخصصة ، حيث يتم إزالة الأكسجين من الألومينا ،ترك خلفه الألومنيوم المعدنيرطلين من الألومينا ينتجون رطل واحد من الألومنيوم
استخدام الألومنيوم على نطاق واسع يأتي من خصائصه المذهلة مع كثافة ثلث الصلب والنحاس أو النحاسيقدم نسبة قوة إلى وزن استثنائية بعض سبائك القوة العالية تتجاوز الصلب الخفيف في القوةالمزايا الإضافية تشمل:
مع نقطة انصهار تبلغ 657 درجة مئوية ، فإن الموصلات الحرارية للألومنيوم تجعلها مثالية للتطبيقات التي تتطلب نقل الحرارة أو التبديد السريع.فهي تفوق جميع المعادن الشائعة في كفاءة التوصيل الحراري.
السبائك المعدنية التي تجمع بين عنصرين أو أكثر تعزز خصائص الألومنيوم الطبيعية.يقدم قابلية للتشكيل المتوازنة، مقاومة التآكل، والقوة المتوسطة، مما يجعلها الخيار المفضل لمنتجات الألومنيوم المطحونة.
يبدأ صب الألومنيوم بإعداد الفرن الدقيق باستخدام معدات متخصصة:
تستخدم مصانع الصهارة نوعين من الألومنيوم:
تعديل العناصر الصلبة مثل السيليكون والمغنيسيوم والتيتانيوم خصائص السبائك - تحسين القوة أو جودة النهاية أو بنية الحبوب.
هذه العملية الدقيقة تحول المواد الخام إلى سبائك الألومنيوم التي تشكل عالمنا الحديث من المركبات التي نقودها إلى المباني التي نعيش فيها.في المرة القادمة التي تواجه فيها منتج من الألومنيوم، نأخذ بعين الاعتبار المعادن المتطورة وراء إنشائها.
