ஒளி பயன்பாடுகளுக்காக அலுமினிய உலோகத்தை எவ்வாறு பதப்படுத்துவது

இலகுரக பயன்பாடுகளுக்கான அலுமினிய உலோக செயலாக்க முறைகள்

அலுமினியம் (இன்னும் துல்லியமாகச் சொன்னால், அலுமினியம்) என்பது வாகனச் சட்டங்கள் மற்றும் விமானக் கூறுகள் முதல் வீட்டு உபயோகப் பொருட்கள் மற்றும் நவீன கட்டுமானம் வரை, இலகுரகப் பயன்பாடுகளுக்கு மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் உலோகங்களில் ஒன்றாகும். இதன் முக்கிய நன்மைகள், குறைந்த அடர்த்தி, அரிமான எதிர்ப்புத்திறன், வளைந்து கொடுக்கும் தன்மை மற்றும் நல்ல வலிமை-எடை விகிதம் ஆகும், குறிப்பாக இது கலப்புலோக வடிவில் பயன்படுத்தப்படும்போது. இருப்பினும், அலுமினியம் வலிமையாகவும் நீடித்து உழைப்பதாகவும் இருக்கும் அதே வேளையில், இலகுரகப் பயன்பாடுகளுக்கு உண்மையாகவே பொருத்தமானதாக இருக்க, மூலப்பொருள் நிலையிலிருந்து இறுதி வடிவம் கொடுக்கும் நிலை வரை முறையான செயலாக்கம் தேவைப்படுகிறது.

இக்கட்டுரை, கலவைத் தேர்வு, உருவாக்கும் செயல்முறை, வெப்பச் சிகிச்சை, மேற்பரப்புப் பூச்சு எனத் தொடங்கி, இலகுவான பயன்பாடுகளுக்காக அலுமினிய உலோகத்தை ஒரு தொடர் வரிசை முறையில் எவ்வாறு பதப்படுத்துவது என்பதை விவாதிக்கிறது.

-

1. இலகுரகப் பயன்பாடுகளுக்கான அலுமினியத்தின் பண்புகளைப் புரிந்துகொள்ளுதல்

இயற்கையாகவே, அலுமினியத்திற்கு பல முக்கியமான பண்புகள் உள்ளன:

1. எடை குறைவு: அடர்த்தி சுமார் 2,7 கி/செ.மீ³ (எஃகின் அடர்த்தியில் சுமார் 1/3 பங்கு).
2. அரிப்பை எதிர்க்கும் தன்மை: மேற்பரப்பைப் பாதுகாக்கும் ஒரு இயற்கையான ஆக்சைடு படலத்தை உருவாக்குகிறது.
3. சிறந்த வெப்ப மற்றும் மின்சாரக் கடத்தி: வெப்பத் தணிப்பான்கள் அல்லது மின் பாகங்களுக்கு ஏற்றது.
4. எளிதில் வடிவமைக்கலாம்: பிதுக்குதல், உருட்டுதல், அடித்து உருவாக்குதல் அல்லது வார்ப்பு போன்ற முறைகள் மூலம் வேலை செய்யலாம்.

இருப்பினும், தூய அலுமினியம் மென்மையாக இருக்கும் தன்மை கொண்டது மற்றும் அதன் வலிமையும் குறைவாகவே இருக்கும். எனவே, வலிமை தேவைப்படும் எடை குறைந்த பயன்பாடுகளுக்கு (சைக்கிள் சட்டங்கள், வாகன உடல்கள் அல்லது விமானக் கட்டமைப்புகள் போன்றவை), அலுமினியம் பொதுவாக 6061, 6063, 7075 அல்லது 5052 போன்ற கலப்புலோகங்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

-

2. அலுமினியக் கலப்புலோக வகையைத் தேர்ந்தெடுத்தல்

உலோகக் கலவைத் தேர்வு, செயல்முறையையும் அதன் இறுதிச் செயல்திறனையும் தீர்மானிக்கிறது. இலகுரகப் பயன்பாடுகளுக்கான சில பிரபலமான எடுத்துக்காட்டுகள் இங்கே கொடுக்கப்பட்டுள்ளன:

– 5xxx தொடர் (அலுமினியம்-மெக்னீசியம்): அதிக அரிப்பு எதிர்ப்புத் திறன் கொண்டது, எளிதில் வடிவமைக்கக்கூடியது; கட்டமைப்பு, பலகைகள் மற்றும் கடல்சார் பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றது. எடுத்துக்காட்டு: 5052.
– 6xxx தொடர் (அலுமினியம்-மெக்னீசியம்-சிலிக்கான்): வலிமையானது, எளிதில் பற்றவைக்கக்கூடியது, அழுத்தி வார்ப்பதற்கு ஏற்றது. எடுத்துக்காட்டுகள்: 6061 (கட்டமைப்பு), 6063 (வடிவமைப்பு).
– 7xxx தொடர் (அலுமினியம்-துத்தநாகம்-மெக்னீசியம்): மிகவும் வலிமையானது, பெரும்பாலும் விண்வெளிப் பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஆனால் பற்றவைப்பது மிகவும் கடினம் மற்றும் அரிப்புக் கட்டுப்பாடு தேவைப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டு: 7075.

பொதுப் பயன்பாடு மற்றும் பல்வகைப்பட்ட இலகுரகத் தேவைகளுக்கு, வலிமை, செயலாக்க எளிமை மற்றும் விலை ஆகியவற்றைச் சமநிலைப்படுத்துவதில் 6061 மற்றும் 6063 ஆகியவை சிறந்த தேர்வுகளில் அடங்கும்.

-

3. அலுமினிய மூலப்பொருள் உற்பத்தி செயல்முறை: உலோகக் கட்டியிலிருந்து தயாரிப்பு வரை

தொழில்துறை செயல்முறைகள் மூலம் அலுமினியம் பெறப்பட்ட பிறகு (பாக்சைட் → அலுமினா → உருகிய அலுமினியம்), அடுத்த கட்டமாக அதனை மூலப்பொருட்களாகக் கட்டிகளாகவோ அல்லது உருளைகளாகவோ வார்ப்பது நடைபெறுகிறது. ஒரு உற்பத்திச் சூழலில், முதன்மைச் செயலாக்கம் பொதுவாகப் பின்வரும் நிலைகளில் நிகழ்கிறது:

அ. உருக்குதல் மற்றும் வார்ப்படம்
அலுமினியம் உருக்கப்பட்டு, குறிப்பிட்ட வடிவங்களில் வார்க்கப்படுகிறது:
– வார்ப்பு முறை: பெருமளவு உற்பத்தி, சிக்கலான வடிவங்கள், உயர் துல்லியம் ஆகியவற்றுக்கு ஏற்றது (எ.கா. மின்னணு பாகங்களுக்கான உறைகள், சிறிய சட்டங்கள்).
மணல் வார்ப்பு: பெரிய வடிவங்களுக்கு ஏற்றது, அச்சுச் செலவு குறைவு ஆனால் மேற்பரப்புகள் சொரசொரப்பாக இருக்கும்.
– நிரந்தர அச்சு வார்ப்பு: மணல் வார்ப்பை விட சிறந்த தரம் வாய்ந்தது, நடுத்தர பாகங்களுக்கு ஏற்றது.

குறைந்த திறன் கொண்ட பயன்பாடுகளுக்கு, விரிவான இயந்திர வேலைப்பாடுகள் இல்லாமல் சிக்கலான வடிவங்கள் தேவைப்படும்போது வார்ப்பு முறை பயன்படுத்தப்படுகிறது. இருப்பினும், அதிக வலிமை தேவைப்படும் கட்டமைப்புகளுக்கு, பிதுக்கல் அல்லது வடித்தல் போன்ற பிற முறைகள் பெரும்பாலும் சிறந்தவையாகும்.

b. வெளியேற்றம்
எக்ஸ்ட்ரூஷன் என்பது, ஒரு குறிப்பிட்ட வடிவத்துடன் கூடிய நீண்ட வடிவத்தை உருவாக்குவதற்காக, சூடான அலுமினியக் கட்டியை ஒரு அச்சின் வழியாகத் தள்ளும் செயல்முறையாகும், எடுத்துக்காட்டாக:
– சன்னல் சட்டங்கள்,
– ரயில்,
– மிதிவண்டி சட்டத்தின் வடிவம்,
– எடை குறைந்த கட்டமைப்பு கூறுகள்.

வெளியேற்றத்தின் நன்மைகள்:
– நீண்ட கால உற்பத்திக்குத் திறமையானது,
– சுயவிவர வடிவமைப்பை இலகுவாகவும் அதே சமயம் வலிமையாகவும் (எ.கா. உள்ளீடற்ற) உகந்ததாக்க முடியும்,
– 6xxx தொடருக்குப் பொருத்தமானது.

சி. உருளுதல்
அலுமினியத் தகடுகளை உருவாக்க இந்தச் செயல்முறை பயன்படுத்தப்படுகிறது:
– ஆரம்ப தடிமனைக் குறைப்பதற்காக சூடாக உருட்டுதல்,
– வலிமையையும் மேற்பரப்புத் தரத்தையும் அதிகரிக்க குளிர் உருட்டல்.

சுருட்டப்படும் பொருட்கள் பின்வருவனவற்றிற்காக பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன:
– வாகனத்தின் உடல்,
–கட்டிடப் பலகைகள்,
– சாதனத்தின் உறை,
– கேன்கள் மற்றும் ஃபாயில்.

d. போலி செய்தல்
வடித்தல் என்பது உயர் அழுத்தம் (பொதுவாக வெப்பம்) மூலம் அலுமினியத்தை வடிவமைப்பதாகும், இதன் விளைவாக வலிமையான மற்றும் அடர்த்தியான தானிய அமைப்பு உருவாகிறது.
அப்ளிகாசி:
– உயர் செயல்திறன் கொண்ட வாகன உதிரிபாகங்கள்,
– விமான பாகங்கள்,
– குறிப்பிட்ட சக்கரங்கள்/விளிம்புகள்,
– அதிக பளுவைத் தாங்கும் கூறுகள்.

உயர் செயல்திறன் கொண்ட இலகுரகப் பயன்பாடுகளுக்கு, வார்ப்பை விட அடித்து வடித்தல் சிறந்த வலிமையை வழங்குகிறது.

-

4. மேம்பட்ட எந்திரவியல் மற்றும் வார்ப்பு செயல்முறைகள்

அலுமினியம் தொடக்க வடிவம்/தாள்/கூறாக ஆன பிறகு, பெரும்பாலும் மேலதிகச் செயலாக்கங்கள் மேற்கொள்ளப்படுகின்றன:

அ. இயந்திர வேலைப்பாடு (சிஎன்சி/கையேடு)
அலுமினியத்தை இயந்திர வேலைப்பாடு செய்வது ஒப்பீட்டளவில் எளிதானது:
– அரைத்தல்,
– திரும்புதல்,
– துளையிடுதல்,
– தட்டுதல்.

உகந்த முடிவுகளைப் பெற, பின்வருவனவற்றில் கவனம் செலுத்த வேண்டும்:
– கூர்மையான உளிகளின் தேர்வு,
– பொருத்தமான குளிரூட்டியைப் பயன்படுத்துதல்,
– அதிகப்படியான பிசிறுகள் ஏற்படுவதைத் தடுக்க, வெட்டும் வேகத்தைக் கட்டுப்படுத்தவும்.

ஆ. வடிவமைத்தல்: வளைத்தல், முத்திரையிடுதல், ஆழமாக வரைதல்
அலுமினியத் தகட்டைப் பின்வரும் வழிகளில் பலகைகளாகவோ அல்லது குறிப்பிட்ட வடிவங்களிலோ வளைக்கலாம்:
– வளைத்தல் (bending),
– முத்திரையிடுதல் (அழுத்தம்),
– ஆழ் வரைதல் (கலன்கள்/உறைகள் போன்ற வடிவங்களுக்கான ஆழ் வரைதல்).

5xxx தொடர் மற்றும் சில 6xxx தொடர் உலோகக் கலவைகளை வடிவமைப்பது ஒப்பீட்டளவில் எளிதானது, அதேசமயம், வளைக்கும் ஆரம் மிகவும் சிறியதாக இருந்தால், மிகவும் வலிமையான உலோகக் கலவைகளை வடிவமைப்பது பொதுவாகக் கடினமானது மற்றும் விரிசல் ஏற்பட வாய்ப்புள்ளது.

-

5. வலிமையை அதிகரிக்க வெப்ப சிகிச்சை

வலுவாக இருக்கும் எடை குறைந்த பயன்பாடுகளுக்கு, வெப்பச் செயலாக்கம் ஒரு முக்கியமான படியாகும், குறிப்பாக 6xxx மற்றும் 7xxx தொடர்களில்.

பொதுவான நிலைகள்:
1. கரைசல் வெப்பச் சிகிச்சை: உலோகக் கலவைக் கூறுகள் சீராகக் கரையும் வகையில் வெப்பப்படுத்தப்படுகிறது.
2. தணித்தல்: கட்டமைப்பைப் “பூட்டுவதற்காக” செய்யப்படும் விரைவான குளிர்வித்தல்.
3. இயற்கையான அல்லது செயற்கையான முதிர்ச்சி: வலிமையை அதிகரிக்கும் நுண்ணிய வீழ்படிவுகளை உருவாக்குகிறது.

பொதுவான மனநிலைகளுக்கான எடுத்துக்காட்டுகள்:
– T6 : கரைசல் வெப்பச் செயலாக்கம் + செயற்கை முதிர்ச்சி (அதிக வலிமை, 6061-T6 இல் பொதுவாகக் காணப்படும்).
– T4: கரைசல் வெப்பப் பதப்படுத்தல் + இயற்கையான முதிர்ச்சி (மென்மையானது, எளிதில் வடிவமைக்கக்கூடியது).

பதப்படுத்தும் முறையின் தேர்வு சரிசெய்யப்பட வேண்டும்: அதிக வலிமை தேவைப்படும் கட்டமைப்புகளுக்கு T6 பொருத்தமானது, அதே சமயம், முதலில் வடிவமைக்கப்பட வேண்டிய பாகங்களுக்கு T4 பயன்படுத்தப்பட்டு, வடிவமைக்கப்பட்ட பிறகு பதப்படுத்தப்படலாம்.

-

6. அலுமினிய இணைப்புகள்: பற்றவைத்தல் மற்றும் மாற்று வழிகள்

அலுமினியத்தின் ஆக்சைடு படலம் மற்றும் அதிக வெப்பக் கடத்துத்திறன் காரணமாக அதை இணைப்பது சவாலானதாக இருக்கலாம். பொதுவான முறைகள்:

– TIG வெல்டிங் (GTAW): நேர்த்தியான முடிவுகள், மெல்லிய மற்றும் நடுத்தர தடிமனுக்கு ஏற்றது.
– MIG வெல்டிங் (GMAW): உற்பத்திக்கு வேகமானது.
– உராய்வு கலப்பு பற்றவைப்பு (FSW): மிகச் சிறந்த இணைப்புத் தரம், குறைந்த உருக்குலைவு (தொழில்துறையில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது).
– ரிவெட்டுகள்/போல்ட்டுகள் மற்றும் பிசின் கொண்டு ஒட்டுதல்: பற்றவைப்பது கடினமாக இருக்கும்போது அல்லது வெப்பத்தால் பாதிக்கப்பட்ட பகுதியில் (HAZ) வலிமை குறைவதைத் தவிர்ப்பதற்கான மாற்று வழிகள்.

7xxx தொடரைப் பொறுத்தவரை, பற்றவைப்பு பெரும்பாலும் செயல்திறனைக் குறைப்பதால், இயந்திர இணைப்புகள் அல்லது சிறப்பு செயல்முறைகள் அதிகமாகத் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகின்றன.

-

7. இறுதி வேலைப்பாடு மற்றும் மேற்பரப்பு பாதுகாப்பு

லேசான பயன்பாடுகள் பெரும்பாலும் நீடித்துழைக்கும் தன்மையுடன் அழகியலுக்கும் முன்னுரிமை அளிக்கின்றன. பொதுவான பூச்சுகள்:

அ. அனோடைசிங்
தடிமனான மற்றும் வலிமையான ஆக்சைடு அடுக்கை உருவாக்குகிறது:
– அரிப்பு எதிர்ப்பை அதிகரிக்கவும்,
– கீறல் எதிர்ப்பை அதிகரிக்கிறது,
– வண்ணமிடலாம் (அலங்கார அனோடைசிங்).

எக்ஸ்ட்ரூஷன் புரொஃபைல்கள், உறைகள், மிதிவண்டி பாகங்கள் மற்றும் மின்னணு சாதனங்களுக்கு மிகவும் பிரபலமானது.

b. பவுடர் கோட்டிங் / பெயிண்டிங்
ஒரு பாதுகாப்புப் படலத்தையும் சீரான வண்ணத் தோற்றத்தையும் வழங்குகிறது. வெளிப்புறப் பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றது, ஆனால் உகந்த ஒட்டுதலுக்கு மேற்பரப்பை நன்கு தயார் செய்வது அவசியம்.

c. பூச்சு மற்றும் இரசாயன மாற்றம்
உதாரணமாக, அரிப்புத் தடுப்புத்திறனை அதிகரிக்கவும், வண்ணம் பூசுவதற்கு முன் ஒரு பிரைமராகவும் குரோமேட் கன்வெர்ஷன் (அல்லது குரோமியம் இல்லாத மாற்றுகள்) பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

-

8. இலகுரக அலுமினியப் பொருட்களுக்கான தரக் கட்டுப்பாடு

பாதுகாப்பான மற்றும் சீரான ஒரு தயாரிப்பை உறுதிசெய்ய, தரக் கட்டுப்பாட்டின் பல அம்சங்கள் முக்கியமானவை:

– கடினத்தன்மை சோதனை (எ.கா. பிரினெல்/விக்கர்ஸ்),
– வலிமையானது தரநிலைகளைப் பூர்த்தி செய்கிறதா என்பதை உறுதி செய்வதற்கான இழுவிசை சோதனை,
– பரிமாண ஆய்வு (வெளியேற்ற சுயவிவரங்கள்/இயந்திர பாகங்கள்),
– குறைபாட்டுச் சோதனை (வார்ப்புகளில் உள்ள நுண்துளைகள், பற்றவைப்பு விரிசல்கள்),
– வெளிப்புற/கடல்சார் பயன்பாடுகளுக்கான அரிப்பு எதிர்ப்புச் சோதனை.

தொழில்துறையில், குறிப்பாகக் கட்டமைப்பு மற்றும் போக்குவரத்துத் தயாரிப்புகளுக்கு, ASTM அல்லது ISO போன்ற தரநிலைகள் பெரும்பாலும் மேற்கோள்களாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

-

முடிவுரை

இலகுரகப் பயன்பாடுகளுக்கான அலுமினிய உலோகச் செயலாக்கம் என்பது, வெறுமனே "அதை ஒரு குறிப்பிட்ட வடிவத்திற்கு மாற்றுவது" மட்டுமல்ல; மாறாக, அது கலப்புலோகத் தேர்வு, உருவாக்கும் முறை (வார்ப்பு, பிதுக்குதல், உருட்டுதல், அடித்து உருவாக்குதல்), இயந்திரச் செயலாக்க முறை, வலிமைக்கான வெப்பச் சிகிச்சை, பொருத்தமான இணைப்பு நுட்பங்கள், ஆனோடைசிங் அல்லது பவுடர் கோட்டிங் போன்ற மேற்பரப்புப் பூச்சுப் பணிகள் எனப் பல தொழில்நுட்ப முடிவுகளை உள்ளடக்கியது. இந்தச் செயல்முறைகளின் சரியான கலவையானது, இலகுரக, வலிமையான, அரிப்பை எதிர்க்கும் மற்றும் நீடித்து உழைக்கும் பாகங்களை உருவாக்கும்.

நீங்கள் விரும்பினால், இந்தக் கட்டுரையை நான் மேலும் தொழில்நுட்பம் சார்ந்த பதிப்பாக (உதாரணமாக, உலோகக் கலவைகள், பதப்படுத்துதல் முறைகள் ஆகியவற்றின் எடுத்துக்காட்டுகள் மற்றும் மிதிவண்டிச் சட்டங்கள் அல்லது வாகன உடற்பகுதிகள் போன்ற தயாரிப்புகளின் ஆய்வுகளுடன்) அல்லது பள்ளிப் பாடப்பணிகளுக்காக ஒரு எளிய பதிப்பாக மாற்றியமைத்துத் தர முடியும்.