آشنایی با شمش آلومینیوم، انواع و کاربردهای آن

آیا تا به حال چیزی درباره‌ی شمش آلومینیوم شنیده‌اید؟ آیا از کاربردهای آن مطلع‌اید؟ از نحوه ساخت بیلت آلومینیوم چطور؟ اطلاع دارید که  این محصول چگونه ساخته شده و چه کاربردهایی دارد؟ درست است، همانطور که از مقدمه متوجه شدید، این مقاله به آموزش شمش آلومینیوم، انواع و کاربردهای آن اختصاص دارد. شمش آلومینیوم  یکی از فلزات پرکاربرد است که در زمینه حمل و نقل، ساختمان‌سازی، صنعت برق، ساخت قطعات خودرو و بسته‌بندی کاربرد دارد. این محصول پرکاربرد انواع مختلفی داشته و هر صنعت متناسب با نیاز خود از نوعی از آن استفاده می‌کند. اگر صنعت شما نیز وابسته به استفاده از آلومینیوم و شمش آلومینیومی است یا علاقه زیادی به خواندن اینگونه مطالب دارید، پیشنهاد می‌کنیم مقاله ما را تا انتها دنبال کنید.

شمش آلومینیوم چیست؟

بهتر است در ابتدا آلومینیوم را معرفی کرده و پس از آن به سراغ شمش آلومینیوم برویم. آلومینیوم از فلزات پرکاربرد در صنایع تولیدی، ساختمانی، بسته‌بندی و … است. فلز آلومینیوم از ویژگی‌هایی نظیر استحکام بالا، وزن کم، خاصیت رسانایی، مقاومت در برابر خوردگی و انعطاف پذیری برخوردار است. این فلز در اثر ترکیب شدن با فلزات دیگر مثل مس، روی، منیزیم و … تبدیل به آلیاژ آلومینیومی شده و مقاومت بالاتر، درخشندگی و انعطاف‌پذیری بیشتری پیدا می‌کند.

شمش آلومینیومی، از آلومینیوم مذاب ساخته می‌شود. برای تولید شمش آلومینیومی، آلومینیوم مذاب را داخل قالب‌های مستطیلی شکل ریخته و با عملیات مختلف آن را ریخته‌گری و تولید می‌کنند. این محصول به شکل یک قطعه فلز نیمه‌ساخته آلومینیومی است که صنعت‌های مختلف با توجه به فعالیت خود آن را خریداری کرده، به آن تغییر شکل داده و از آن در صنعت خود استفاده می‌کنند.

مراحل تولید شمش آلومینیوم

شمش آلومینیوم در 5 مرحله تولید می‌شود که در این بخش از مقاله مراحل ساخت شمش آلومینیوم از معدن تا کارخانه را نام می‌بریم:

• استخراج آلومینیوم از معدن
• ذوب آلومینیوم در کوره‌‌های کارخانه
• انتقال آلومینیوم مذاب به بخش ریخته‌گری کارخانه
• خالی کردن مواد مذاب در قالب‌ها
• سرد سازی و خارج کردن شمش‌ها از قالب‌

مزایای شمش آلومینیوم

آلومینیوم به دلیل برخی مزایا و ویژگی‌های که دارد، جایگزین مناسبی برای استفاده از دیگر فلزات مانند فولاد و آهن است. به دلیل اهمیت بالای این محصول در ادامه مقاله به مزایای آن خواهیم پرداخت:

• استحکام بالا در مقابل وزن کم: درست است که استحکام آهن و فولاد در مقایسه با آلمینیوم بیشتر است اما به این نکته هم باید توجه کرد که وزن آلومینیوم به نسبت سایر فلزات نیز کمتر است. در واقع نسبت وزن به استحکام این محصول نشان می‌دهد که آلومینیوم به نسبت وزنی که دارد، فشار بیشتری را تحمل کرده و استحکام بالایی دارد.
• رسانایی الکتریکی: وزن کم و سبک بودن آلومینیوم، در قدرت رسانایی این ماده نیز تاثیر گذار است. این محصول هادی جریان الکتریکی است و سبک بودن آن تاثیر بسزایی بر رسانایی جریان الکتریکی دارد.
• رسانایی حرارتی: آلومینیوم رسانای حرارتی خوبی نیز می‌باشد. وزن کم آلومینیوم سبب شده تا این ماده رسانایی حرارتی بالایی داشته و حرارت بیشتری را انتقال دهد. به همین دلیل استفاده از آلومینیوم در وسایل پخت و پز و مبدل‌های حرارتی بسیار کاربرد دارد.
• مقاومت در برابر خوردگی: آلومینیوم و شمش‌های آلومینیومی مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارند. خوردگی، واکنش فلزات نسبت به محیط اطرافشان است. خوردگی سبب ایجاد سولفید و اکسید بر روی فلزات شده و خواص و ظاهر فلزات را تغییر می‌دهد. فلز آلومینیوم مقاومت بالایی در برابر خوردگی داشته و کمتر تحت تاثیر محیط قرار می‌گیرد.
• بازیافت‌پذیری: آلومینیوم خاصیت بازیافت‌پذیری بالایی نیز دارد. این خاصیت سبب می‌شود که بارها و بارها محصولات آلومینیومی را بازیافت کرده و میزان استخراج آن را از معادن کمتر کنیم. این موضوع علاو بر صرفه اقتصادیی بالایی که دارد، تاثیر بسزایی در حفظ منابع طبیعی نیز خواهد داشت.
• شکل‌پذیری: این فلز قابلیت انعطاف و شکل‌پذیری بالایی دارد. این ویژگی، تولید انواع محصولات از جمله ورق آلومینیومی، پروفیل، میلگرد و … را فراهم می‌آورد.

نامگذاری آلیاژهای آلومینیوم

خوب است که در این مقاله در کنار اطلاعات اصلی به نامگذاری آلیاژهای آلومینیوم و آلیاژهای ریخته‌گری شده آن نیز اشاره کنیم. عدد آلومینیوم در فلزات، عدد 1 بوده و نامگذاری آلیاژهای آلومینیومی به صورت 1XX صورت می‌گیرد. اعداد موجود دیگر نیز نشان دهنده اصلاحات بر روی فلز و میزان خلوص فلز می‌باشند. آلیاژهای ریخته‌گری شده نیز با سه عدد و اینگونه XXX نشان داده می‌شوند. البته مبنای دیگری برای نامگذاری وجود دارد و آن استفاده از حروف T-H-O-F-W می‌باشد. F حالت بدون تغییر، H حالت کرنش شده، Tو W برای عملیات حرارتی و O برای عملیات آنیل آلومینیوم می‌باشد.

• حالت F: هیچ فعالیت مکانیکی و حرارتی روی فلز انجام نشده و هیچگونه تغییری در خلوص و ویزگی‌های آن صورت نپذیرفته است.
• حالت O: این حالت به کاهش سختی فلز و افزایش انعطاف‌پذیری و کارپذیزی فلز یا آلیاژ کمک می‌کند.
• حالت H: این حالت برای افزایش استحکام و سختی فلز صورت گرفته و فلز را با عملیات کارسرد مثل پرس، نورد و کشش، سخت می‌کنند.
• حالت T و W: این دو حالت برای عملیات حرارتی فلز است که T برای عملیات محلول‌سازی و W برای عملیات حرارتی دیگر مثل رسوب سختی است.

موارد موثر بر قیمت شمش آلومینیوم

قیمت آلومینیوم در بازار، نوع شمش ساخته‌ شده از نظر خالص یا آلیاژی بودن، ابعاد و ضخامت شمش آلومینیوم و وزن پایانی محصول تاثیر بسزایی در افزایش و کاهش قیمت محصول دارد.

انواع شمش آلومینیوم

شمش های آلومینیوم با توجه به کاربردی که دارند در انواع مختلفی موجود هستند که در ادامه به معرفی هر یک خواهیم پرداخت:

شمش آلومینیوم 50 پوندی

شمش‌های 50 پوندی ترکیبی از آلومینیوم و فلزات دیگر از جمله مس، منیزیم و … هستند. شمش‌های 50 پوندی در ساخت قطعات ریخته‌گری  و خودروسازی کاربرد دارند.

شمش آلومینیوم 1000 پوندی

شمش‌های 1000 پوندی، شمش‌هایی از آلومینیوم خالص هستند. این شمش‌ها در صنعت بسته‌بندی، بهداشتی، قطعه سازی و آلیاژی کاربرد دارند.

 اسلب آلومینیوم

اسلب آلومینیوم با ریخته‌گری شمش آلومینیوم به دست می‌آید. سطح این اسلب‌ها صاف و هموار بوده و شکل آن مکعب مستطیلی است. ساخت اسلب‌های آلومینیومی نیمه نهایی بوده و صنعت‌های مختلف با توجه به نیاز خود آن‌ را خریداری کرده و تبدیل به محصول دلخواه خود می‌کنند. اسلب‌ها در ساخت ورقه، تسمه و نورد کاربرد دارند.

شمش تی بار

شمش تی بار از آلومینیوم خالص تهیه شده و رسانای قوی برای جریان الکتریکی می‌باشد. از این نوع شمش در زمینه تولید لوازم برقی خانگی و کابل استفاده می‌شود.

بیلت آلومینیوم

یکی‌دیگر از انواع شمش‌های آلومینیومی که کاربرد زیادی در صنعت اکستروژن دارد، بیلت آلومینیومی است. در ادامه توضیح جامع و کامل‌تری از بیلت آلومینیومی، کاربرد و مشخصات آن ارائه می‌دهیم.

بیلت آلومینیوم چیست؟

بیلت آلومینیوم یک نوع شمش آلومینیومی است که در صنعت اکستروژن کاربرد دارد. این محصول به روش ریخته‌گری تولیده شده و جز محصولات نیمه ساخته آلومینیومی می‌باشد. بیلت‌ها سایز و اندازه‌های متفاوتی داشته و هر سایز آن نیازمنذ قالب متفاوتی است. از آنجایی که این محصول در صنعت اکستروژن کاربرد دارد، بهتر است کمی در مورد صنعت اکستروژن نیز صحبت کنیم.

صنعت اکستروژن، محصولات را برای تغییر شکل و مقطع کردن سطح‌شان در قالب اکستروژن قرار می‌دهند. به این شکل که سطح مقطعی در قالب ایجاد شده و با ورود بیلت به داخل آن سطح صاف روی بیلت فشرده می‌شود. از مزیت‌های این روش می‌توان به استحکام بالاتر و کاهش شکنندگی محصولات آلومینیومی اشاره کرد.

روش تولید بیلت آلومینیوم

بیلت آلومینیوم با روش ریخته‌گری پیوسته یعنی DC به دست می‌آید. در روش ریخته‌گری پیوسته، آلومینیوم مذاب پس از خنک شدن و شکل‌گیری، از قالب پایین رفته و از آن خارج می‌شود. در روش DC ابتدا لایه زیرینی که سرد شده از قالب پایین می‌رود و بعد بر روی لایه بالایی که تازه سرد شده و در حال خروج است آب می‌پاشند تا اطمینان یابند که بیلت کاملا سرد شده و حرارت ندارد. این روش از ورود یکبار مواد مذاب به قالب جلوگیری کرده و مواد به صورت یکنواخت و آرام به قالب ریخته می‌شود. روش ریخته‌گری پیوسته همچنین از ایجاد ترک بر روی بیلت‌ها و جدایش فازی آن‌ها جلوگیری می‌کند.

کاربرد‌های شمش آلومینیوم

از شمش آلومینیومی در ساختمان‌سازی، حمل و نقل، بسته‌بندی، ساخت لوازم برقی خانگی، صنعت برق و قطعات خودرو استفاده می‌شود.  برای مثال کاربرد شمش آلومینیوم در بسته‌بندی به این صورت است که شمش را به ورقه‌ها و قطعات کوچک‌تر تبدیل کرده و از آن برای ساخت قوطی فویل غذا استفاده می‌کنند. استفاده از شمش آلومینیومی برای ساخت قطعات خودرو نیز نیاز به تغییر حالت، ورقه شدن و چکش خواری دارد. بنابراین شمش آلومینیومی بعد از طی کردن این مراحل برای ساخت قطعاتی مثل گیربکس، سرسیلندر و … آماده می‌شود.

استفاده از آلومینیوم و شمش آلومینیومی در صنعت حمل و نقل نیز بسیار مورد توجه است. آلومینیوم در مقایسه با فلزات دیگر از جمله آهن و فولاد وزن کمتری دارد اما استحکام آن مانند دیگر فلزات بالا است. همین موضوع باعث شده تا آلومینیوم کاربرد زیادی در ساخت بدنه و اجزای حمل و نقل زمینی، دریایی و هوایی داشته باشد. استفاده از آلومینیوم در صنعت برق را نیز نمی‌توان نادیده گرفت. فلزات رسانا بوده و نقش بسزایی در ایجاد جریان الکتریکی دارند. در صورت نبود آلیاژهای مس و آلومینیوم در سیم و کابل، آن‌ها هیج کاربردی نداشته و جریان الکتریکی ایجاد نمی‌کنند.

سخن پایانی

در این مقاله، شمش آلومینیومی، ویژگی‌ها و کاربردهای آن را توضیح داده و سعی کردیم شما را با انواع آن آشنا کنیم. اطلاعاتی که در مورد مزایا و خصوصیات این فلز ارائه کردیم شما را در آگاهی و خرید از شمش آلومینیومی راهنمایی کرده و مرجع مناسبی برای آگاهی و انتخاب شما است. البته خوب است در کنار شمش آلومینیوم اطلاعی از شمش برنج نیز پیدا کرده و خواص و کاربردهای آن‌ها را با هم مقایسه کنید. ما مقاله‌ای با عنوان شمش برنج نیز تهیه کرده و در اختیار شما عزیران قرارداده‌ایم. راستی دلیل شما برای استفاده از شمش آلومینیوم یا شمش برنج چیست؟ شما در چه صنعتی و چگونه از آن‌ها استفاده می‌کنید؟ لطفا نظرات و پیشنهادات خود را با ما در زیر همین مقاله به اشتراک بگذارید.