فورچ آلیاژهای آلومینوم

آلیاژ آلومینیوم بازتاب های مختلفی در حرارتهای زیاد در خلال فورج از خود نشان می‌دهد. صنعتگرانی كه به آلومینیم دسترسی دارند، می توانند از آلیاژهای آلومینیم به جای فولاد اسفتاده كنند چون این دو در خیلی از موارد قابل مقایسه با یكدیگر می‌باشند. برای شكل دادن قطعات آلیاژ آلومینیم، فشار مورد نیاز در فورج می‌تواند مختلف باشد كه بستگی به تركیبات شیمیایی آلیاژ، مراحل فورج به كار رفته، نرخ تغییر قطعه در فورج، نوع قطعه فورج، شرایط روانكاری و حرارت قالب دارد.

نمودار 1 تنشهای جاری در فورج آلیاژهای آلومینیم در 350 تا 270 را مقایسه می‌كند و نرخ تغییرات از 4 تا 10  در فولاد 1025 را با نرخ تغییرات حرارت در آلیاژهای دیگر مشخص می‌كند. تنشهای جاری سبب پایین بودن فشار مورد نیاز برای فورج هستند، اگر چه، فشار حقیقی قطعه فورج معمولاً بیشتر است زیرا مراحل دیگر فاكتورهایی را به چارچوب بالا اضافه می كنند. برای بعضی از آلیاژها آلومینیوم از ضعیف تا متوسط مانند 1100 و 6061، تنشهای مخصوصاً‌ آلیاژهای سریxxx7 مانند 7075، 7010، 7049،7050 ، تنشهای جاری و در نتیجه فشار فورج در مقایسه با فولاد بیشتر است. بالاخره، آلیاژهای دیگر آلومینیوم، مانند 2219 ، تنشهای جاری كاملاً مشابهت با فولاد دارد.

نمودار1- تنشهای جریان فورج آلیاژهای آلومینیوم و فولاد 1025 در درجه حرارت نمونه فورج و درجات مختلف كرنش كلی

ضمناً باید متذكر شویم كه در مقایسه آلیاژ‌های مورد توجه آلومینیم با فولاد، فورج آلیاژهای آلومینیم مشكلتر می باشد. تركیبات شیمیایی و خواص مكانیكی آلیاژهای آلومینیوم رابه جلد دوم از چاپ نهم METALS HANDBOOK ارجاع می دهیم.

فورج پذیری Forgeability

در مقایسه آلیاژهای نیكل، كبالت و تیتانیوم، آلیاژهای آلومینیم توانایی فورج قابل توجهی دارند، مخصوصاً در مراحل تكنولوژی فورج كه قالبها  یا كمتر، باید گرم شوند.

تغییرات دمای فورج بكار برده شده برای آلیاژها توانایی تغییر شكل هر كدام را تغییر می‌دهد. همچنین مطلب قابل توجه در این قسمت این است كه تغییر شكلی كه در آن ترك ایجاد نگردد مشكل است. آلیاژهای آلومینیم مانند 1100 و 3003 توانایی فورج را با توجه به موارد بالا دارند، اگر چه این آلیاژها كاربرد محدودی در فورج به خاطر نداشتن مقاومت كافی در حرارت دارند.

نمودار 2- فورج پذیری و درجه حرارت فورج آلیاژهای مختلف آلومینیوم

تأثیر حرارت: توانایی فورج كلیه آلیاژهای آلومینیوم با افزایش دما زیاد می‌شود. برای مثال آلیاژ حاوی سیلیكون (4032) بیشترین تاثیر را نشان می‌دهد، در حالیكه آلیاژهای حاوی Cu,Mg,Zn.Al سری XXX7 تاثیر كمی را نشان می‌دهند. نمودار 3 اثر حرارت را بر حسب تنشهای جاری با نرخ تغییر 10 برای آلیاژ 6061 نشان می دهد كه توانایی فورج خوبی در آلیاژهای آلومینیم دارد. نزدیك به 5% افزایش در تنشهای جاری بین بیشترین دما (480 یا 900 بیشترین دمای پیشنهادی برای 6061) و ( 370 و  700 كمترین دمای پیشنهادی برای 6061) می‌باشد. برای موارد دیگر مثل آلیاژهای xxx2 و xxx7 مشكلات بیشتری در فورج وجود دارد، چون تغییرات دما در فلز كم است. (تغییرات تنشهای جاری با دما بیشتر است). 15 نوع آلیاژ  آلومینیم كه شبیه به هم فورج می شوند، تغییرات دمای پیشنهادی آنها در جدول 1 لیست شده است. تمام این آلیاژها معمولاً‌ با یك فشار فورج می‌شوند، اگر چه بعضی از آلیاژها معمولاً بایك فشار فورج می‌شوند، اگر چه بعضی از آلیاژها احتیاج به قدرت بیشتری دارند و با عملیات فورج بیشتری نسبت به بقیه دارند، تغییرات دمای فورج برای بیشتر آلیاژها معمولاً كوچك است ( به طور معمول كمتر از 55 یا 100) و برای هیچ آلیاژی بیشتر از 85 (155) نیست. بدست آوردن خواص مورد نظر در فورج آلومینیم یك موفقیت چشمگیر در مراحل فورج می‌باشند. دمای قالب و نرخ تغییر شكل كلید به دست آوردن حرارت فورج واقعی می باشد.