- آبان ۱۵, ۱۳۹۷
- ارسال شده توسط: تاراپوشش
- بخش: مقالات
آلومینیوم به عنوان جایگزینی برای فولاد زنگ نزن به مدت طولانی مورد استفاده قرار گرفته است، چون:
- در تولید و ساخت ارزانتر از فولاد است.
- لایه اکسیدی غیر فعال روی آلومینیوم مقاومت در برابر خوردگی را بالا میبرد که میتواند از طریق آنودایزینگ یا PEO بهبود یابد.
- چگالی آن حدودا یک سوم فولاد میباشد و نسبت استحکام به وزن مناسبی را به آن میدهد. از سوی دیگر، این فلز به راحتی از طریق آلیاژسازی و تکنیکهای پوششدهی بهبود یافته است.
- آلومینیوم دارای قابلیت چکشخواری و انعطاف پذیری بالا است. به عنوان یک نتیجه، میتوان آن را به راحتی و به دقت ماشینکاری نمود. این امر موجب صرفه جویی در وقت در مدت فرآیند ساخت میشود و آلومینیوم را به یک گزینهی مناسب و اقتصادی تبدیل کرده است.
- به کمک روش PEO میتوان سختترین پوششها را روی آلیاژهای آلومینیوم سری ۲xxx به دست آورد که سختی آن تا حدود ۲۰۰۰ HV میباشد. این در حالی است که در پوششهای سری ۵xxx سختی کمتری داشته و درصد فاز کیستالی در آنها کمتر میباشد.
- پوششهای PEO روی سطح آلومینیوم عایق حرارتی خوبی بوده و هدایت حرارتی در آلیاژهای آلومینیوم حدود ۱ m-۱.K-۱ میباشد که نشاندهندهی ایجاد عایق حرارتی مناسب به زیرلایه است.
با وجود این مزایا، لازم به ذکر است که:
- آلومینیوم سختی پایین و مقاومت به سایش کمی دارد. از این رو، پوششهای با سختی بالا در بسیاری از شرایط مورد نیاز است تا بتوان از آلومینیوم با خواص مکانیکی مطلوب استفاده کرد.
- در حالی که آلومینیوم دارای استحکام کششی نسبتاً پایین است، آلیاژهای آن میتوانند از ۷۰ مگاپاسکال به حدود ۷۰۰ مگاپاسکال افزایش یابند و نسبت استحکام به وزن بالایی را به وجود آورند. پوششها به طور معمول برای جلوگیری از خوردگی مورد نیاز هستندکه عموماً از آلیاژهای با مقاومت بالا مانند سری xxx7 و xxx2 استفاده میشود.
- اگرچه آلومینیوم در بستهبندی مواد غذایی و ظروف پخت و پز به طور گستردهای مورد استفاده قرار میگیرد، نگرانی در مورد زیستسازگاری آلومینیوم وجود دارد. پوششهای محافظ میتوانند در بسیاری از موارد مناسب باشند و به اطمینان از عدم واکنش در زیرلایه کمک کنند.
- به طور معمول، قطعات اصلی موتور مانند پیستونها تقریبا به طور انحصاری از آلومینیوم ریختگی ساخته شدهاند. دیگر اجزای آلومینیومی سبک مانند قطعات الکتریکی و قطعات داخلی، به کاهش وزن خودرو کمک میکنند و باعث افزایش بازدهی سوخت میشود.
به کمک روش PEO، مـیتـوان یـک لایـه اکـسید آلومینیـوم بـا سختی بالاتری نسبت به روشهای کلاسیک روی آلومینیوم ایجاد کرد. عمده فازهای تشکیل شده در پوششهای PEO برای آلومینیوم و آلیاژهای آن شامل Al۲O۳ و فازهای آمورف است. فازهای آمورف نتیجه سرد شدن سریع ترکیبات در برخورد با الکترولیت میباشد. نتایج بررسیها نشان داد که با اعمال پوشش در فرکانس جریان اعمالی ۶۰۰ هرتز، به علت افزایش تراکم پوشش، خواص مطلوبتری حاصل میگردد. ترکیب اصـلی ایـن لایـه از دو فـازα-Al۲O۳ وAl۲O۳ -γ تشکیل یافته است. با استفاده از الکترولیت سیلیکاتی، میتوان لایه اکسیدی آلومینیوم به ضخامتهای متفاوتی بر روی آلیاژ ۶۰۸۲ ایجاد نمود. ایجاد لایه اکسیدی با استفاده از منبع تغذیه پالسی دو قطبی با ایجاد لایه اکسیدی ضخیم، میتوان لایه یکنواختی با ضخامت ۱۹۰-۱۶۵ میکـرون و بـا سـختی ۱۸۰۰-۲۳۰۰ HV بدسـت آورد. همچنین نشان داده شـده که لایه اکسیدی ایجاد شده سبب افزایش خواص مقاومت به سایش آلومینیـوم مـی شـود. میتوان لایه اکسیدی را در الکترولیتی با غلظت بالا تشکیل داد در این حالت، ابتدا γ−Al۲O۳ بر روی سـطح تـشکیل شده و سـپس در حین فرایند، استحاله α → γ انجام میگیرد کهα −Al۲O۳ مقاومـت سایـشی خوبی از خود نشان میدهد.