I processi e le classificazioni delle leghe in alluminio silicio

Processo di base della lega di alluminio e silicio

1. Metodo di fusione e fusione
   Il metodo di fusione e fusione è il modo più comune ed economico per preparare materiali in lega, spesso utilizzato nella produzione industriale su larga scala di lamiera di acciaio e lamiera alluminata. Questo metodo è vantaggioso grazie alla sua attrezzatura semplice e al basso costo. Tuttavia, ha dei limiti, come la distribuzione non uniforme del silicio nelle leghe di alluminio ad alto contenuto di silicio, screpolature durante la spellatura e la lavorazione, e la segregazione dei componenti. Questi problemi diventano più evidenti con l’aumento del contenuto di silicio, rendendo difficile la preparazione delle leghe di alluminio ad alto contenuto di silicio utilizzando metodi di fusione convenzionali, soprattutto se si considerano applicazioni che coinvolgono lamiere alluminate.

2. Metodo di infiltrazione
   Il metodo di infiltrazione comprende tecniche di infiltrazione a pressione e infiltrazione senza pressione. Nelle infiltrazioni di pressione, la pressione meccanica o del gas aiuta il metallo fuso di base a infiltrarsi negli spazi vuoti del rinforzo, superando il problema della non bagnabilità del materiale di rinforzo e del liquido metallico. Tuttavia, la complessità di questo metodo ne limita l’applicazione e lo sviluppo, soprattutto quando si lavora con lamiere di acciaio o materiali alluminati nei processi industriali.

3. Metallurgia delle polveri
   La metallurgia delle polveri prevede la miscelazione di polvere di alluminio, polvere di silicio, e un legante in proporzioni specifiche. La miscela viene formata tramite pressatura a secco, iniezione, o altri metodi e poi sinterizzato sotto atmosfera protettiva per creare un materiale denso. Questo processo migliora la bagnabilità delle particelle di silicio e riduce la difficoltà di aggiungere particelle di silicio alla massa fusa. Consente inoltre la formatura una tantum e riduce al minimo il taglio del materiale. Nonostante questi vantaggi, la metallurgia delle polveri è complessa, difficile da controllare, e costoso, in particolare per le industrie che acquistano lamiere di acciaio o lamiere alluminate dai fornitori.

4. Metodo di pressatura a caldo sotto vuoto
   La pressatura a caldo sottovuoto combina lo stampaggio sotto pressione e la sinterizzazione. La polvere viene posta nella cavità dello stampo, pressurizzato, e riscaldato in condizioni di vuoto per formare rapidamente un materiale denso. Questo processo offre tempi di sinterizzazione brevi e materiali ad alta densità, che può essere vantaggioso nella realizzazione di prodotti in lamiera alluminata. Tuttavia, il processo complesso e l'operatività limitata ne limitano l'uso nella preparazione delle leghe di alluminio ad alto contenuto di silicio.

5. Raffreddamento rapido/deposizione a spruzzo
   La tecnologia di raffreddamento rapido o deposizione a spruzzo affronta le sfide dei processi complessi e dell'ossidazione. È una forma di tecnologia di solidificazione rapida e ha guadagnato popolarità negli ultimi anni per la creazione di lamiere di acciaio e prodotti in lamiera alluminata di alta qualità. Questo metodo impedisce la macrosegregazione, produce cristalli fini ed uniformi, e offre migliori prestazioni di lavoro a caldo. Mantiene inoltre un basso contenuto di ossigeno e produce materiali di alta qualità adatti a varie applicazioni.

Classificazione delle leghe di alluminio e silicio:

• Lega di alluminio silicio ipoeutettica: Il contenuto di silicio varia da 9% A 12%.
• Lega di alluminio silicio eutettico: Il contenuto di silicio varia da 11% A 13%.
• Lega di alluminio silicio ipereutettica: Il contenuto di silicio supera 12%, tipicamente tra 15% E 20%.
• Lega di alluminio ad alto contenuto di silicio: Il contenuto di silicio supera 22%, con valori comuni tra 25% E 70%. Il più alto contenuto di silicio conosciuto arriva fino a 80%. I fornitori di alluminati spesso si concentrano su questi contenuti di silicio più elevati per ottenere migliori proprietà del materiale.