Auala e Fai ai le Aluminum ma le Copper Alloys
Pendahuluan
O le u'amea fa'afefiloi o se mea e faia e ala i le tu'ufa'atasia o ni elemene u'amea se lua pe sili atu (pe u'amea ma isi elemene) e maua ai ni meatotino e sili atu nai lo le u'amea mama. O se tasi o u'amea fa'afefiloi e fa'aaogaina lautele i pisinisi o le u'amea fa'afefiloi o le alumini (Al) ma le kopa (Cu). O lenei u'amea fa'afefiloi e lauiloa i lona tu'ufa'atasiga manaia o meatotino: o le alumini e mama ma tete'e lelei i le 'ele, a'o le kopa e fesoasoani i le fa'ateleina o le malosi, ma'a'a, ma le tete'e atu i le ofuina. I faiga fa'apisinisi, o u'amea fa'afefiloi Al–Cu e masani ona fa'aaogaina i vaega o va'alele, vaega o ta'avale, masini fa'ainisinia, ma fausaga e mana'omia ai se fua fa'atatau maualuga o le malosi-i-le-mamafa.
O lenei tusiga o loʻo talanoaina ai le faagasologa lautele o le faia o le alumini ma le 'apamemea, e amata mai i le sauniuniga o meafaitino, faʻaliusuavaiina, faʻafefiloi, faʻapala, ma le togafitiga i le vevela e maua ai meatotino faʻainisinia sili ona lelei.
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1. Mataupu Faavae Autu o le Alamanuia Alumini–Kopa
E mafai e le alumini ma le kopa ona fausia ni u'amea fa'afefiloi ma le tele o ituaiga tu'ufa'atasiga. I le faiga Al–Cu, e masani ona fa'aopoopoina le kopa i totonu o se vaega fa'apitoa (e pei o le tusa ma le 2–10% Cu i le tele o u'amea fa'ainisinia), aua o le fa'aopoopoina fa'atonutonuina o le Cu e mafai ona fa'ateleina ai le malosi e ala i le fa'ama'a'aina o le fofo mautu ma faiga fa'ama'a'aina o le vaipuna.
Peita'i, o lo'o i ai fo'i lu'itau o lo'o i totonu o le 'apamemea: e mafai e le 'apamemea ona fa'aitiitia le tete'e atu i le 'ele o le alumini pe a le puipuia pe fa'agasolo lelei, ma e tatau ona pulea le fa'agasologa o le fa'aliusuavai ina ia mautinoa le tutusa o le paluga ma fa'aitiitia ai mea sese e pei o le porosity ma le oxide inclusion.
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2. Meafaitino ma Meafaigaluega e Manaʻomia
a. Meafaitino
1. Alumini mama po'o le alumini ingot (e.g. Al 99% po'o le alumini u'amea fa'avae e pei ona mana'omia).
2. Apamemea mama (apamemea tootoo/pauta/ingota).
3. Flux (mea fa'amamā) e fesoasoani e fusifusia ai oxides ma le palapala i totonu o le u'amea ua liusuavai.
4. Kasa e lē gaoioi (filifiliga) e pei o le argon po'o le nitrogen e fa'aitiitia ai le fa'a'okesaita i le taimi e fa'amalūlūina ai ma aveese ai kasa.
e. Meafaigaluega
1. Ogaumu fa'amalūlūina: e mafai ona avea ma ogaumu eletise, ogaumu fa'aoso po'o le ogaumu kesi.
2. Ogaumu (pusa e fa'amalūlūina ai) e faia i le karapiti po'o se mea e tete'e atu i le vevela.
3. Meafaigaluega e fua ai le vevela/thermocouple mo le puleaina o le vevela.
4. Mea fa'agae'e u'amea po'o le u'amea karapite mo le fa'afefiloi lelei.
5. Pologa: oneone, u'amea tumau, po'o le pologa fa'afaigaluega, e fuafua i le fa'amoemoega.
6. Meafaigaluega saogalemu: totigilima e tete'e atu i le vevela, talita mata, ʻie ʻofu, seevae saogalemu.
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3. Laasaga Sauniuniga A'o Le'i Fa'a'eleina
a. Fuafua le tuufaatasiga o le uʻamea faʻafefiloi
O le laasaga muamua o le fuafuaina lea o le tuufaatasiga o le Al–Cu e tusa ai ma meatotino mulimuli e manaʻomia. Mo se faʻataʻitaʻiga, afai e manaʻomia ni faʻaopoopoga malosi tele, e mafai ona faʻateleina le pasene o le Cu, ae ia mafaufau i aafiaga e pei o le faʻaitiitia o le teteʻe atu i le ele ma le ono faʻateleina o le maaleale i lalo o nisi tulaga.
e. Fa'amamāina o mea mata
E tatau ona fa'amamāina le alumini ma le kopa mai le suau'u, le efuefu, 'okesaita mafiafia, po'o isi mea leaga. O le leaga e mafai ona mafua ai ni fa'aletonu o le fa'a'ofuina, e pei o le porosity, māvaevae, po'o ni mea e aofia ai.
i. Saunia le mamanu
E tatau ona mago le mamanu ma fa'avevela muamua pe a mana'omia e fa'aitiitia ai le te'i vevela ma fa'afaigofie ai le tafe o le u'amea ua liusuavai. O se mamanu susu e mafai ona mafua ai le fa'atupuina o le ausa vai mata'utia ma fa'ateleina ai foliga o pu i le mea ua fa'apala.
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4. Fa'agasologa o le fa'a'ele'eleina ma le palu fa'atasi
a. Fa'a'asu'iina o le alumini
I se tulaga lautele, e muamua fa'a'asu'i le alumini ona e maualalo lona tulaga fa'a'asu'i (pe tusa o le 660°C) nai lo le kopa (pe tusa o le 1085°C). I le fa'atinoina, e fa'avevela le alumini i luga a'e o lona tulaga fa'a'asu'i ma o'o atu i se vevela fa'apitoa (e masani lava e tele sefulu i le selau tikeri i luga a'e o le 660°C, e fuafua i le fua ma le metotia o le fa'a'asu'iina) ina ia lava lona vai ma faigofie ona fa'afefiloi.
b. Fa'aopoopoga o le 'apamemea
E mafai ona fa'aopoopo le 'apamemea pe a uma ona liusuavai atoa le alumini. Talu ai e faigata ona liusuavai le 'apamemea i se vevela maualalo tele, e masani ona tausia le vevela o le liusuavai ia lava le maualuga ina ia mafai ai e le 'apamemea ona vave liusuavai ma ia tutusa lelei le 'apamemea. E faia le fa'aopoopoga malie ina ia 'alofia ai le pa'ū tele o le vevela ma ia fa'aitiitia ai le 'okesaita.
I nisi faiga, e mafai ona faaopoopo le kopa i foliga o:
– O tama'i polo la'ititi e vave ona liusuavai, pe
– O le u'amea autū (u'amea fa'afefiloi i le va o le Al ma le tele o le Cu) e fa'afaigofie ai le fa'ata'ape'apeina ma fa'avavevave ai le fa'afefiloi.
c. Fa'afefiloi ma le fa'afefiloi
A uma ona fa'aofi le 'apamemea, ona fa'agae'e lea o le u'amea ua liusuavai e fa'aaoga ai se u'amea fa'alava (graphite rod) po'o se mea fa'agae'e fa'apitoa. O lenei mea e fa'amautinoa ai le tutusa o le tufatufaina o le 'apamemea ma puipuia ai le vavae'eseina (vaevaega fa'atasi) lea e ono tupu pe a fa'amālūlūina le 'apamemea.
d. Fa'asu'i ma le aveeseina o kasa
O le oxidation o se faʻafitauli masani i le faʻamaʻaina o le alumini auā e faigofie ona fausia e le alumini se vaega o le oxide. E faʻaaogaina le Flux e fusifusia ai le oxide ma mea leaga ina ia mafai ona vavaeʻese e pei o otaota (slag). E le gata i lea, e faigofie ona mitiia e le alumini ua liusuavai le hydrogen, lea e mafai ona mafua ai le porosity pe a faʻamaʻaʻa. O le mea lea, o le faʻagasologa o le degassing (aveʻesea o kasa ua liusuavai) e faʻatinoina i nisi taimi e faʻaaoga ai se kasa inert e pei o le argon ua faʻapupula i totonu o le uʻamea ua liusuavai.
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5. Liligiina (Fa'apala) i totonu o le Fa'a'ofuofu
a. Skimming (aveeseina o otaota)
A'o le'i sasa'aina, e muamua ona fa'amamāina (ave'ese le 'ele'elea) le otaota/slag i luga o le u'amea ua liusuavai e fa'aitiitia ai mea o lo'o i totonu o le u'amea vali.
b. Liligiina fa'atonutonuina
E sasaa le u'amea ua liusuavai i totonu o le fa'ata'ita'iga i se fua fa'atatau mautu. O le sasaa vave tele e mafai ona mafua ai le fenumiai, maileia ai le ea ma fa'ateleina ai le porosity. O le sasaa telegese e ono tapunia ai le u'amea i le malulu (e fa'ama'a'a le u'amea a'o le'i fa'atumuina atoa le avanoa i totonu o le fa'ata'ita'iga).
c. Fa'amālūlūina ma fa'a'aisa
A uma ona sasaa, ona fa'ataga lea o le u'amea e fa'ama'a'a. O le saoasaoa o le fa'amālūlūina e a'afia ai le tele o fatu ma meatotino fa'amekanika. O le vave fa'amālūlūina e masani ona maua ai ni fatu manifinifi, lea e masani ona feso'ota'i ma le fa'ateleina o le malosi, ae e tatau ona pulea e puipuia ai le toega o le mamafa ma le māvaevae.
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6. Faiga o le Fa'a'au'au pe a uma ona Fa'a'au'au
a. Aveesea ma le fa'amamaina o le popole
E aveese le mea ua fa'apala mai le fa'ata'ita'iga ma fa'amamāina so'o se oneone po'o se mea e fa'apala ai. E tipi ese le faitoto'a ma le mea e fa'apipi'i ai.
e. Togafitiga i le vevela (togafitiga i le vevela)
E tele u'amea fa'a-Al–Cu e fa'aaogaina le fa'avevela e fa'ateleina ai le malosi, e ala i le fa'ama'a'aina o le vaipuna. O la'asaga masani e aofia ai:
1. Togafitiga i le vevela o le vailaʻau: faʻavevela le uʻamea faʻafefiloi ina ia liu suavai le Cu i totonu o le alumini.
2. Fa'amālūlūina: fa'amālūlū vave e "loka" ai le vaila'au mautu ua tumu tele.
3. Fa'amatuaina: fa'avevela i se vevela patino (pe tu'u i le vevela o le potu mo le fa'amatuaina masani) ina ia maua ai ni mea manifinifi e fa'amalosia ai le mea.
E matuā fa'alagolago lava fa'asologa o le vevela ma le taimi i le tu'ufa'atasiga o le u'amea ma meatotino o lo'o fa'amoemoe i ai (malosi, mautu, to'a).
c. Faiga o le fa'auma
E fuafua i manaʻoga, e mafai ona faʻaogaina le uʻamea:
– Fa'amekanika
– Fa'apupulaina
– Ufiufi/anodizing e fa’aleleia atili ai le tete’e atu i le ele (e ui lava e le o taimi uma e fetaui lelei ai u’amea fa’afefiloi Al–Cu e pei o isi u’amea fa’afefiloi Al mo le anodizing, e fuafua i le aofa’i o le Cu).
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7. Faʻafitauli Masani ma le Auala e Foia ai
1. Porosity ona o le haitorosene: faatoilalo e ala i le aveeseina o le kasa ma tausia le mama o le u'amea ua liusuavai.
2. Mea e aofia ai le oxide: fa'aitiitia e ala i le fluxing, skimming, ma le liligiina e le fa'alavelaveina.
3. Vavae'eseina o le tuufaatasiga: puipuia e ala i le pulea lelei o le fa'agae'etia ma le fa'amālūlūina.
4. Fa'aleagaina o le tino: pulea e ala i le mamanu lelei o le mamanu, tu'ufa'atasiga talafeagai, ma le puleaina o le fua fa'amālūlū.
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I'uga
O le gaosiga o le alumini ma le 'apamemea e aofia ai le sauniuniga o meafaitino, fa'amalūina o le alumini, fa'aopoopoina o le 'apamemea, fa'afefiloi, fa'amamāina o kasa, fa'apala, ma le fa'avevela e fa'aleleia atili ai meatotino fa'ainisinia. O le ki i se faiga manuia o le puleaina o le vevela, le mama o le 'apamemea ua liusuavai, metotia sa'o o le sasa'aina, ma le filifilia o se togafitiga talafeagai o le vevela. Faatasi ai ma faiga sa'o, e mafai e 'apamemea Al–Cu ona gaosia ni mea malolosi, mama, ma taua tele mo le tele o fa'aoga fa'ainisinia ma alamanuia.
Afai e te manaʻo ai, e mafai ona ou fetuʻunaʻia lenei tusiga i se faʻamatalaga faʻapitoa (faʻatasi ai ma faʻataʻitaʻiga o faʻatulagaga faʻapitoa o uʻamea faʻatasi ai ma a latou faʻatulagaga o togafitiga faʻavevela) poʻo se faʻamatalaga faigofie mo se lipoti a le aʻoga.
