شمش آلومینیوم از پرکاربردترین فلزات در صنعت است. ویژگی های منحصربه فرد فلز آلومینیوم باعث شده است تا از این فلز در صنایع گوناگونی همچون خطوط انتقال الکتریکی، صنعت بسته بندی، حمل و نقل، ماشین سازی و ساخت مصالح مورد استفاده قرار بگیرد. در ادامه مقاله به تعریف شمش آلومینیوم، انواع و کاربردهای آن‌ها و تعریف بیلت آلومینیوم می‌پردازیم.

شمش آلومینیوم چیست؟

کلمه شمش به یک قطعه از فلزات گفته می‌شود که به‌صورت خالص از فلز موردنظر ساخته شده باشد و با توجه به مراحل بعدی پردازش، به شکلی مناسب قالب خورده باشد. عموماً طول این قطعه کمتر از ۲ متر است و به شکل مخروطی یا هشت‌وجهی (با وزن چند کیلوگرم تا وزن‌های بیشتر) ساخته شده باشد. از همین رو، حمل‌ونقل و انبار کردن شمش بسیار ساده‌تر است.

در حقیقت شمش آلومینیوم یک قطعه آلومینیوم تقریباً خالص است که پس از گذراندن فرآیندهای مختلف به شکل‌های گوناگونی ریخته‌گری و تولید می‌شود. ازاین‌رو می‌توان شمش آلومینیوم را در دسته مواد نیم ساخته قرار داد که تحت فرآیندهایی خاص به قطعات و مواد موردنیاز تبدیل می‌شوند.

علت اهمیت فلز آلومینیوم چیست؟

ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آلومینیوم باعث شده است تا این فلز کاربرد گسترده‌ای در صنعت داشته باشد. از ویژگی‌های بارز فلز آلومینیوم می‌توان به انعطاف‌پذیری، وزن سبک، مقاوم به خوردگی و رسانای برق و گرما اشاره کرد.

استفاده از آلومینیم به همراه سایر ترکیبات باعث می‌شود تا آلیاژهایی با ویژگی‌های خاص‌تر برای مقاصد گوناگون تولید شود. آلیاژهای آلومینیوم می‌توانند به‌صورت ترکیب با سایر عناصر مانند مس و روی ساخته شوند و یا می‌توانند از ترکیب آلومینیوم با مقدار اندکی از سایر عناصر تولید شوند. در این حالت نیز آلیاژ آلومینیوم با خواصی چشمگیر همچون استحکام، درخشندگی، ورقه شدن و شکل‌پذیری بیشتر نسبت به آلومینیوم خالص به دست می‌آید.

فلز آلومینیوم به‌صورت خالص، بسیار نرم و ضعیف است؛ ازاین‌رو آن را با ترکیباتی همچون مس، منیزیوم، منگنز و سیلیکون ترکیب می‌کنند تا آلیاژهایی با ویژگی‌های خاص تولید کنند. این آلیاژها بسته به کاربرد آن‌ها طراحی و تولید می‌شوند.

انواع شمش آلومینیوم

شمش های آلومینیوم را به موارد زیر دسته‌بندی می‌کنند:

شمش آلومینیوم ۵۰ پوندی

این نوع شمش به‌صورت آلیاژی از آلومینیوم تولید می‌شود که در صنایعی همچون خودروسازی و تولید قطعات ریخته‌گری کاربرد دارد.

شمش ۱۰۰۰ پوندی

این نوع شمش آلومینیوم به‌صورت کاملاً خالص و با خلوص ۹۹٫۸۵ درصدی تولید می‌شود. این شمش خالص را می‌توان در صنایعی همچون آلیاژسازی، قطعه‌سازی و ساخت لوازم بهداشتی به کار برد.

شمش تی بار

این نوع شمش به‌صورت خالص و از آلیاژ E.C ساخته می‌شود (آلیاژ E.C که به آن آلومینیوم ۱۳۵۰ هم گفته می‌شود نوعی آلیاژ از آلومینیوم است که هادی جریان برق می‌باشد و به‌عنوان آلیاژ اصلی در سیم‌های آلومینیومی به کار می‌رود). شمش تی بار برای تولید هدایت‌کننده‌های الکتریکی به کار گرفته می‌شود. ازاین‌رو، از آن بیشتر برای ساخت لوازم‌خانگی، کابل و وسایلی ازاین‌دست استفاده می‌شود.

شمش اسلب یا تختال

این شمش های آلومینیومی برخلاف سایر شکل‌های دیگر شمش، دارای سطح مقطع مستطیلی هستند و به‌صورت متوسط در اندازه ۸ متر با عرض ۱٫۲۵ متر و ضخامت ۲۳۰ میلی‌متر تولید می‌کنند. این نوع شمش کاربرد گسترده‌ای در تولید انواع کویل، تسمه، ورق و تجهیزاتی از این قبیل دارد.

بیلت آلومینیوم

این نوع شمش در صنایع اکستروژن مورد استفاده قرار می‌گیرد. با رعایت استانداردهای بین‌المللی AA می‌توان شمش هایی با قطرهای مختلف تولید کرد.

بیلت آلومینیوم چیست؟

بیلت آلومینیوم

بیلت برخلاف شمش (که دارای سطح مقطع ذوزنقه‌ای شکل است) دارای سطح مقطع دایره‌ای شکل یا مربعی است. علاوه بر این، بیلت ها عرضی کوتاه‌تر (کمتر از ۱۵ سانتی‌متر) دارند. بیلت آلومینیوم را می‌توان از فرآیند ریخته‌گری مستقیم، اکستروژن و نورد شمش آلومینیوم تولید کرد. اصلی‌ترین کاربرد بیلت آلومینیوم در ساخت میلگرد آلومینیوم و سیم است.

کاربرد شمش آلومینیوم در تولید بیلت آلومینیوم

روش و فرآیند به‌کاررفته در تولید بیلت آلومینیوم موضوع بسیار مهمی است. زیرا این مسئله می‌تواند بر کیفیت بیلت تولید شده و قیمت محصول نهایی تأثیر بگذارد. از همین رو استفاده از شمش آلومینیوم در تولید بیلت آلومینیوم روشی رایج است که به تولید محصولی باکیفیت و با خلوص بالا منتهی می‌شود.

گاهی در توضیح این سؤال که بیلت آلومینیوم چیست گفته می‌شود که بیلت آلومینیوم در اصل نوعی شمش آلومینیوم است که به‌عنوان محصول ریخته‌گری آلومینیوم تولید می‌شود. بیلت آلومینیوم را می‌توان در صنایع اکستروژن استفاده کرد.

روش استفاده از شمش آلومینیوم در ساخت بیلت آلومینیوم چیست؟

برای تولید پروفیل آلومینیوم اکستروژن می‌توان از شمش آلومینیوم استفاده کرد. به این ترتیب، شمش ها را درون قالب‌ها ریخته و سپس بیلت آلومینیوم را با طول موردنظر می‌سازند. در صورتی که قالب به‌صورت استوانه‌ای باشد، بیلت حاصل با طول و قطر مشخص تولید می‌شود. برای محصولات اکستروژن آلومینیوم به شکل مستطیلی یا بیضی، از قالب‌های مستطیلی استفاده می‌شود. در نهایت بیلت آلومینیوم با سطح مقطع موردنظر تولید می‌گردد.

عوامل تأثیرگذار بر قیمت شمش آلومینیوم

ازجمله عوامل دخیل در تعیین قیمت شمش آلومینیوم می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • نوع آلیاژ شمش ساخته‌شده
  • ابعاد و اندازه در نظر گرفته شده برای ساخت شمش آلومینیوم
  • ضخامت شمش در مراحل مختلف تولید
  • وزن نهایی محصول
  • قیمت آلومینیوم در بازار فلزات

عوامل تأثیرگذار بر قیمت بیلت آلومینیوم

سه موضوع مهم و تأثیرگذار در ساخت بیلت آلومینیوم شامل موارد زیر است:

  • شمش آلومینیوم با خلوص بالا

استفاده از شمش های با خلوص بالا باعث افزایش قیمت تولید بیلت آلومینیوم می‌شود و در نهایت محصولی باکیفیت به دست می‌آید.

  • فلزات مورد استفاده برای تولید آلیاژ و آمیژان

فلزات همراه آلومینیوم برای تولید آلیاژ در صورتی که نقطه ذوب پایینی داشته باشند، به شکل میله‌ای از فلز خالص (مانند منیزیم) به مخلوط مذاب فلزی اضافه می‌شود. درحالی‌که ترکیبات با نقطه ذوب بالا (مانند سیلیکون، منگنز، نیکل و مس) را عموماً به‌عنوان آمیژان یا سخت‌کننده به آلومینیوم اضافه می‌کنند تا در نهایت شمش آلومینیوم یا میله‌های کوچک ساخته شوند.

در حقیقت آمیژان را به‌عنوان ماده اولیه و به دلایل گوناگونی در صنایع تولید فلزات استفاده می‌کنند و به آن هاردنر (سخت‌کننده) هم گفته می‌شود. اصلی‌ترین دلیل استفاده از آمیژان، تغییر و اصلاح ترکیب شیمیایی ماده مذاب است تا محصول نهایی با ویژگی‌های مدنظر تولید شود. دلایل دیگری همچون کنترل ساختار و انجماد فلز و نیز ایجاد محصولی به‌صرفه از نظر اقتصادی ازجمله دلایل دیگر استفاده از آمیژان در صنعت است.

  • قراضه‌ها

ترکیبات قراضه از فرایند ساخت قبلی که با روشی مناسب جداسازی شده‌اند، به برخی از محصولات اضافه می‌گردند.

به صورت کلی، بیلت آلومینیوم نقش اصلی را تعیین قیمت محصولات نهایی تولید شده دارد. بیلت آلومینیوم که از شمش با خلوص بالا تهیه شود، به تولید آلیاژهای دقیق‌تر و بهتری منتهی می‌شود. در مرحله بعدی میزان و نوع ترکیباتی که به‌عنوان آلیاژ به ماده مذاب استفاده می‌شود و نیز مقدار مواد قراضه بر قیمت نهایی بیلت آلومینیوم تأثیر می‌گذارد و سبب افزایش قیمت آن می‌شود.

 کاربرد شمش آلومینیوم در صنعت

با توجه به ویژگی‌های شمش آلومینیوم تولیدی می‌توان از آن در صنایع مختلف همچون موارد زیر استفاده کرد:

  • حمل‌ونقل (ناوگان‌های دریایی، ریلی، هواپیما، کامیون، اتوبوس و …)
  • صنعت بسته‌بندی (فویل، قوطی، ورقه و …)
  • ساختمان‌سازی (درب و پنجره، دیوار پوش و ….)
  • ساخت لوازم باکیفیت با طول عمر بالا (لوازم برقی خانگی، وسایل آشپزخانه و …)
  • صنعت برق
  • ساخت قطعات ماشین‌ همچون گیربکس و سرسیلندر

نقش کوره در تولید بیلت آلومینیوم چیست؟

انتخاب کوره مناسب برای ذوب شمش آلومینیوم موضوع بسیار مهمی است که به‌اندازه قطعه ریخته‌گری و نوع آن بستگی دارد. به‌منظور ریخته‌گری بیلت آلومینیوم از کوره‌های ذوب شعله‌ای و کوره‌های اتوماتیک استفاده می‌کنند.

 کوره‌های ذوب شعله‌ای خود به دو صورت کوره­های ثابت تک محفظه‌ای و کوره­های برگردان وجود دارند.

کوره‌های تک محفظه‌ای به‌صورت دو کوره متوالی هستند که در اولی عمل ذوب شمش آلومینیوم انجام می‌شود و کوره دوم برای نگهداری و ریخته‌گری ماده مذاب استفاده می‌شود.

کوره برگردان به‌صورت یک کوره با درب کاملاً باز است که فرآیند هم زدن، کف گیری و تمیز کردن آن را بسیار آسان نموده است و ذوب آلومینیوم و آلیاژهای موردنیاز در آن انجام می‌شود. ماده حاصله سپس به کوره نگه‌دارنده وارد می‌شود.

کوره‌های اتوماتیک نسخه پیشرفته‌تر کوره‌های برگردان هستند که به کمک یک دکمه می‌توان ماده مذاب را با کج شدن کوره، تخلیه کرد. علاوه بر این، مواد مذاب درون کوره از سمت کف ظرف به سمت بالا هم زده می‌شود تا پوسته اکسیدی در سطح آن، شکسته و متلاطم نشود. با استفاده از فرآیند کف گیری، این اکسیدها را از روی ماده مذاب جداسازی می‌کنند.

سخن آخر

ویژگی‌های منحصربه‌فرد فلز آلومینیوم، کاربردهای گسترده آن را در حیطه صنعت به دنبال داشته است. با توجه به کاربرد آلومینیوم در صنعت، فلز آلومینیوم را در اشکال گوناگون و به‌صورت ترکیب با فلزاتی همچون مس، منگنز و سیلیکون به‌صورت آلیاژ درمی‌آورند. بیلت آلومینیوم و شمش آلومینیوم از اشکال پرکاربرد آلومینیوم در صنعت هستند که برای تولید محصولات متنوعی مورد استفاده قرار می‌گیرند. بیلت آلومینیوم را بسته به کاربرد و هدف استفاده از آن با قالب‌های اکستروژنی به اشکال گوناگون با سطح مقطع‌های مختلف تولید می‌کنند.

عواملی همچون خلوص شمش آلومینیوم، عناصر آلیاژی و قراضه‌های به‌کاررفته در فرآیند ساخت بیلت آلومینیوم در کیفیت و قیمت نهایی بیلت ساخته‌شده تأثیرگذار است. علاوه بر این، عوامل بسیاری همچون وزن شمش، نرخ ارز در بازار جهانی، ابعاد و ضخامت شمش نیز بر قیمت شمش آلومینیوم مؤثر است.

پاسخ بدهید