تبلیغات
اصفهان کامپوزیت - كامپوزیت های زمینه فلزی
 
اصفهان کامپوزیت
متنوع ترین، باکیفیت ترین و ارزانترین محصولات کامپوزیتی را از ما بخواهید.


كامپوزیت های زمینه فلزی



كامپوزیت های زمینه فلزی یكی از اصلی ترین نوآوری ها در زمینۀ مواد مهندسی در 25 سال گذشته است.

هم اكنون فلزات سبك تقویت شده با ذرات، به علت داشتن ویژگیهای فیزیكی و مكانیكی برجسته مورد توجه مصرف كنندگان و سازندگان مواد مهندسی هستند.

مهم ترین هدف در تولید و كاربرد كامپوزیت های زمینه فلزی، دستیابی به بالاترین میزان نسبت استحكام به جرم و نسبت سفتی به جرم با استفاده از ماده ای سبك و ارزان است. از این رو تمایل كمتری برای تقویت فلزات سنگین تر مانند آهن و فولاد وجود دارد؛ چرا كه در چنین فلزاتی با تهیه آلیاژ و نیز عملیات حرارتی، میتوان استحكام را به گونه ای اقتصادی تر افزایش داد.

كاربرد فلزات سبك در حجم زیاد در صنایع خودروسازی حتی با وجود هزینۀ بالا و چالش های تولید آنها، نه تنها سازندگان اصلی خودرو بلكه در بین تولیدكنندگان مواد مهندسی نیز افزایش یافته است. بیشترین چالش هایی كه در رابطه با مواد سبك مورد استفاده در صنایع خودروسازی مطرح است عبارتند از:

 

1- بهای ماده اولیۀ موردنیاز سازندگان خودرو

2- هزینۀ مراحل تولید موردنیاز برای ساخت و سر هم كردن اجزای سازنده وسیلۀ نقلیه

 

در بین این كامپوزیتها، كامپوزیتهای بر پایه آلومینیوم بیش از سایرین مورد توجه است. چرا كه چگالی آن كم، محدودۀ آلیاژهای آن وسیع و قابلیت عملیات حرارتی آن مناسب است و در فرایند تولید، انعطاف پذیری خوبی از خود نشان می دهد.

به علاوه در صنایع خودروسازی، حمل و نقل، ساختمان سازی و...، مناسب بودن هزینه ها یكی از فاكتورهای بسیار مهم است. استفاده از آلیاژهای آلومینیوم به عنوان زمینه، به علت داشتن این ویژگیها و نیز بهای ارزان (5/1 دلار آمریكا در هر كیلوگرم) و نیز سادگی در جابجایی، ترجیح داده می شود.

 

بیشترین مزایای كاربرد كامپوزیت زمینه فلزی در صنایع خودروسازی :

- جرم كمتر، به ویژه در قسمت موتور

- مقاومت به سایش یا ویژگیهای روانسازی بهتر

- ویژگیهای بهتر ماده به ویژه استحكام و سفتی كه باعث افزایش دوام و گسترش شرایط كاری میشود.

- ضریب انبساط حرارتی كمتر

 

نقاط ضعف كامپوزیت های زمینه فلزی عبارتند از:

- شكل پذیری و چقرمگی كمتر

- هزینۀ بالای تقویت آلومینیوم در مقایسه با آلیاژهای آلومینیوم

- كمبود اطلاعات طراحی

- نیاز به كاهش هزینه ها، افزایش تولید و بهبود روش های تولید

- عدم اطمینان در رابطه با قابلیت بازیافت

 

بنا بر نظر آقای برنارد لی گراند، رئیس انجمن آلومینیوم اروپا، محصولات آلومینیوم ریخته شده مانند بدنه موتور و سرسیلندرها بیشترین سهم را در افزایش مصرف مواد بر پایۀ آلومینیوم در بخش خودروسازی دارند.

درمورد محصولات نورد شدۀ بر پایۀ آلومینیوم، بیشتر پیشرفت ها مربوط به محصولات و آلیاژها (شامل برخی كامپوزیت ها) برای كاربرد در مبدل های حرارتی است.

در دهۀ پیش، كاربرد پروفیل ها و صفحات فلزی در بدنه های خودرو روند رو به رشد بسیار سریعی را نشان داده است، به ویژه در برخی از قطعات و صفحات به كار رفته در درون خودرو.

آقای لی گراند پیش بینی كرده است كه در دهه آینده، تقاضا برای آلومینیوم در صنایع خودروسازی تا چندین میلیون تن در سال افزایش یابد.

هم اكنون در صنایع خودروسازی، كامپوزیت های زمینه فلزی به صورت اكسترود شده و یا كشیده شده برای تولید محور حركت (میل گاردان) با سفتی و سبكی بیشتر به كار گرفته میشوند. محور حركت از جنس كامپوزیت زمینه فلزی و دارای سرعت دورانی بحرانی بیشتر (برای یك هندسه معین)است و با اختلالات ارتعاشی كمتری كار می كنند.

برخی دیگر از كاربردهای موجود در صنایع خودروسازی عبارت است از موج گیری فرمان (اكسترود شده)، اجزای دستگاه تعلیق و انتقال نیرو (فورج شده) و میخ های روی لاستیك (نورد شده یا فورج شده).

همۀ كاربردها با توجه به دو برتری سودمند افزایش سفتی و افزایش مقاومت سایشی به كامپوزیتهای زمینه فلزی منسوب میشوند. از سال 1960 تلاشهای فراوانی برای جایگزین كردن چدن با آلیاژهای آلومینیوم در قطعات خودرو در حال انجام است. مشابه اغلب مواد نرم، آلومینیوم نیز در تماس با سطوح دیگر فلزات و غیرفلزات، مقاومت سایشی ضعیفی از خود نشان میدهد. چندین راه حل برای رفع این مشكل پیشنهاد شده است.

یكی از این راه حل ها، مواد كامپوزیتی محتوی كاربید سیلیسیم، آلومینا یا گرافیت به صورت ذرات بسیار ریز، است.

امكان جایگزینی چدن با آلومینیوم، پتانسیل كاهش وزن قابل توجهی را فراهم كرده است. به عنوان مثال این كاهش وزن برای یك خودروی كوچك حدود 12 درصد (حدوداً برابر با 100 كیلوگرم) و برای یك كامیون دیزلی حدود 15 تا 17 درصد است.

شركت تویوتا در سال 1983 با طراحی پیستون موتور دیزلی، نخستین كاربرد مشهور تجاری كامپوزیتهای زمینه فلزی را در صنعت خودروسازی معرفی كرد. در این قطعه، به منظور كاهش وزن پیستون و بهبود ویژگیهای سایشی از كامپوزیت به جای چدن در اطراف شیار رینگ پیستون استفاده شد. افزون بر آن ویژگیهای مواد بهسازی شده، امكان ساخت موتور پیشرفته با فشار سیلندر بالاتر و كارایی بیشتری را فراهم ساخته است. چنین افزایشی در فشار پیستون ایجاب می كند كه قطعه، تنش های مكانیكی و حرارتی بیشتری را تحمل كند. با كاربرد كامپوزیت های زمینه فلز دارای ضریب انبساط حرارتی كمتر، قطر داخلی سیلندر میتواند با فاصلۀ كمتری نسبت به پیستون جفت و جور شود. بنابراین امكان ساخت پیستون هایی با وزن كمتر و ویژگیهایی چون جریان گرمایی بهترفراهم میشود.

قطعات الحاقی از راه تزریق كردن با فشار به درون آلومینای پیش شكل داده شده تهیه می شوند. تولید كنونی بیش از100،000 قطعه در ماه است. صرفه جویی مستقیم در هزینه ها علت اصلی كاربرد قطعه الحاقی از جنس كامپوزیت آلومینیوم بوده، كه با افزایش مقاومت سایشی و نیز كاهش وزن همراه است.

 

 





نوع مطلب : 4.دانستنی و اخبار در زمینه کامپوزیت، 5.3.کاربرد در صنعت حمل و نقل، 
برچسب ها :
لینک های مرتبط :
سه شنبه 11 اسفند 1394 11:48 ق.ظ
عالی بود
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر
نظرات پس از تایید نشان داده خواهند شد.





امکانات جانبی
بانك اهداكنندگان غیر خویشاوند
 
 
بالای صفحه