Compactitatea pieselor turnate din aliaje pe bază de aluminiu

Aluminiul este cel mai raspandit metal din natura. El reprezinta 7,45% din scoarta pamantului, intra in compozitia argilei, feldspatiilor, a micelor si a multor alte minerale. Cele mai importante minerale de aluminiu sunt urmatoarele:

- corindonul Al2O3

- criolitul AlF3*3NaF

- bauxitul Al2O3*nH2O

Desi este foarte raspandit in natura , aluminiul apartinea metalelor rare pana la sfarsitul secolului trecut si era foarte scump.

Aluminiul a fost obtinut prima oara de Wohler in 1827 prin tratarea clorului de aluminiu cu potasiu metalic. Apoi el se obtinea pana la sfarsitul ultimului deceniu al secolului trecut prin separare cu sodiu metalic din sarea dubla topita AlCl3*NaCl. In aceste conditii obtinerea aluminiului revenea fireste foarte scump, de exemplu intre 1850 si 1860 1 Kg de aluminiu costa H 500 ruble.

Odata cu descoperirea procedeului electrolitic a aluminului 1886 si cu aplicarea acestui procedeu pe scara industriala, pretul aluminiului a inceput sa scada repede: in ajunul razboiului mondial 1914-1918, un Kg de aluminiu costa H 1 rubla.

In prezent Al metalic se fabrica in cantitati uriase prin electroliza oxidului topit.

Acidul clorhidric si acidul sulfuric in solutii diluate dizolva usor Al, mai ales la cald. Acidul azotic la rece nu numai ca nu dizilva Al, dar il face pasiv, adica Al nu se mai dizolva in acid sulfuric sau clorhidric diluat.

Praful de Al (sau o foaie subtire de Al incazit puternic se aprinde si arde ca o flacara alba orbitoare fomand oxid de Al). arderea se face foarte repede. De exemplu o foaie subtire de Al arde in 0,01 secunde.

In bec se introduce o sarma care se inroseste usor la trecerea curentului si aprinde Al.

Datorita faptului ca este foarte moale si rezistent la coroziune, Al a capatat o intrebuintare extrem de larga. Principalul consunator este industria de avioane si automobile unde Al se intrebuinteaza sub forma de diferita aliaje usoare.

Adaosul unor cantitati mici de alte metale mareste mult rezistenta metalica a Al fara a-i modifica greutatea.

Cel mai important dintre aceste aliaje este duraluminiul ce contine 95% aluminiu, 4% Cu, 0.5% Mg si 0.5%Mn.

In industria electrotehnica , Al tinde sa inlocuiasca Cu ca material pentru conductori.

Foarte importanta este intrebiuntarea Al in asa-zisa alitare, care consta in saturarea suprafetei pieselor din otel sau de fonta cu Al, pentru a proteja materialul de baza impotriva oxidarii in cazul incalzirii puternice.

Alitarea se face prin cufundarea piesei in Al topit, sau mai des prin incalzirea piesei intr-un amestec de pulbere de Al sau oxid de Al.

Prin incalzire Al patrunde in stratul superficial al piesei, formand cu fierul o solutie solida. Piesele din otel alitate pot fi incalzite in aer pana la 900 C fara sa se oxideze.

Principalele aliaje neferoase utilizate in industrie pentru fabricarea pieselor turnate se clasifica astfel:

aliaje neferoase grele

- cu baza de cupru

- cu baza de nichel

- cu baza de zinc, staniu, plumb

- cu baza de cadmiu.

aliaje neferoase usoare

- cu baza de aluminiu

- cu baza de magneziu.

Aluminiul este cel mai raspandit metal in scoarta terestra, iar printre elemente ocupa locul al treilea in urma oxigenului si siliciului. Impreuna cu aceste elemente formeaza 82,54% din scoarta terestra.

- in natura se gaseste sub forma de compusi

- cristalizeaza in sistemul cubic cu fete centrate

- se topeste la 660,24 C si fierbe la 2056 C

- se supune usor prelucrarii mecanice fiind suficient de plastic

- conductibilitate termica si electrica buna

- proprietati optice deosebite

- rezistenta la uzura mare (avand in vedere faptul ca aluminiul este considerat un metal moale)

- rezistenta buna la actiunea diferitilor agenti atmosferici datorita aparitiei la suprafata sa a peliculei de oxid.

Aliajele Al-Si cunoscute sub denumirea de siluminuri sunt cele mai importante materiale pe baza de Al, utilizate in turnatorii.

Siluminurile se caracterizeaza prin:

- proprietati foarte bune de turnare

- caracteristici mecanice satisfacatoare

- rezistenta buna la coroziune

- se prelucreaza bine prin aschiere

- poseda sudabilitate buna.

Al si Si sunt total nemiscibile in stare lichida si partial miscibile in stare solida (nu formeaza compusi intermetalici).

Din faza lichida la temperatura 577 C si la 11,7Si se separa eutecticul (figura 1)