Kıyasıya rekabetin yaşandığı yüzyılımızda, artan çevre koruma zorunlulukları ile birlikte otomobil üreticileri çelik ve demire alternatif malzemeler geliştirmeye başlamıştır . Üretimde verimlilik ve maliyetler ön planda tutulurken, yakıt tüketiminin daha az, geri dönüşümün daha yüksek ve kolay olduğu, sürüş emniyeti ve konforu bulunduran taşıtlar üretilmektedir. Bu nedenlerle alüminyum alaşımları otomotiv endüstrisinde vazgeçilemez bir malzeme olmuştur.
Alüminyum malzemenin en çok tercih edilen malzeme olmasını sağlayan özellikler şunlardır:
- Yeryüzünde en çok bulunan 2. metal olması
- Geri dönüştürülebilir olması, hammaddeden üretim için gerekli enerjinin sadece %5’i kadar bir enerjiyle tekrar ergitilebilir
- Yüksek sıcaklıklarda çalışılabilmesi
- Düşük ağırlıkta ve yüksek mukavemette parçalar üretilebilmesi,demirden üç kat daha hafiftir
- İnce duvar kalınlığında parçalar üretilebilmesi
- Korozyon direnci
- Isı ve elektrik iletkenliğinin yüksek olması
- Kolay işlenebilme ve biçimlendirilebilme
- Çevre dostu olması , her 1 kg çeliğin 500 gr alüminyumla yer değiştirmesi aracın kullanım ömrü boyunca 10 kg daha az emisyona neden olacaktır.
Yumuşak ve mukavemeti düşük olansaf alüminyuma, bakır, silisyum, çinko, magnezyum, mangan vb elementler eklenerek yüksek mukavemetli alaşımlar oluşturulur.
Alaşım elementlerine göre EN standartlarında sınıflandırma şu şekildedir
Kullanım yeri ve ürün gereksinimleri için farklı alaşımlar hazırlanmasına rağmen Al-Si, Al-Mg, Al-Cu, Al -Zn alaşımları yaygın olarak tercih edilmektedir.
Malzeme yoğunluğu, istenilen mekanik özellikler , erime sıcaklığı , tasarım ihtiyaçlarınıza uygun alaşımı seçmede önemli faktörlerdir.
Al-Si Alaşımları
Bu alaşımlar en fazla kullanılan alüminyum alaşımıdır. Alüminyum alaşımlarındaki silisyum oranı %11.7’e yaklaştığında:
- Sıvı metalin akışkanlığı dolayısıyla dökülebilirlik artar.
- Katılaşma çekintileri azalır
- Basınç altında sızdırmazlığı artar
- Katılaşma sırasında çatlama veya yırtılma eğilimi azalır
- Sertlik artar
- Özgül ağırlığı azalır
- Termal genleşme azalır
- Korozyon direnci iyileşir
Kaynaklı yapılarda, levha üretiminde, silindir başları , motor blokları , valf gövdeleri üretiminde kullanılmaktadır.
Al-Mg Alaşımları
Manganez, Al alaşımlarında eş oranlı deformasyona katkıda bulunan elementtir.
Alüminyum alaşımlarında ,manganez%0.5’in üzerine çıktığında , sünekliği düşürmeden akma ve çekme mukavemetin önemli ölçüde arttırmaktakdır
Manganez ilavesi aynı zamanda korozyon direncini ve kaynaklanabilirliği de iyileştirir.
Magnezyum hafiftir ve belirli döküm parçalar için dayanıklı bir yapıya sahiptir. Daha ağır alüminyum bileşenlerin yerine magnezyum bileşenlerinin kullanılması, otomobil üreticilerinin magnezyumun benzersiz özelliklerini kullanmak için yeni teknolojiler geliştirdiği araçlarda yakıt maliyetlerinin düşmesine katkıda bulunabilir.
Ancak magnezyum yüksek sıcaklılarda kullanıldığı ve hızlı oksitlendiği için dökümü zordur.
Yapısal ürünler, kazan ve tank, kara ve demiryolu araçlarında tercih edilir.
Al-Cu Alaşımları
Bakır, alüminyumun alaşım elementi olarak kullanılan en eski elementtir.
%2,0 ila %3,0 aralığındaki bakır içeriği, yüksek sıcaklıklarda gerilme mukavemetini ve sertliği artırır ve mekanik özellikleri iyileştirir
Bakır aynı zamanda alaşımların işlenebilirliğini artırır.
Ancak bakırın alüminyumun sünekliğini ve korozyon direnci üzerinde negatif etkisi mevcuttur. Katılaşma sırasında çatlama hassasiyeti yüksektir.
Al-Cu alaşımları yüksek mukavemet ve ısıl işlem gerekliliği durumlarında özellikle yüksek gerilimli parçalar, uçak yapı elemanları, dayanaklı dövme parçaları, ağır yük araç tekerleri, silindir başları ve pistonlar için tercih edilir.
Al-Zn Alaşımları
Dar tolerans ve ince duvar kesitli parçaların dökümünde çinko-alüminyum alaşımları tercih edilir. Magnezyum ve alüminyum gibi çinko da iyi korozyon direncine ve boyutsal kararalığa,yüksek mukavemete ve elektrik iletkenliğe sahiptir Çinko alaşımlarının genel olarak piyasada ZAMAK olarak adlandırılır.