سلام و عرض ادب.امیری هستم کارشناس تولید محتوا ازتیم آهنفراز در خدمت شما عزیزان هستم تا در مورد مقاله جدیدی در مورد درب و پنجره آهنی با نام {فرایند ساخت فلز} توضیحاتی ارائه بدم.
امیدوارم از این مقاله لذت ببرید.
تاریخچه فلزات
تاریخچه فلزات تا دوره های باستانی بازمی‌گردد. انسان‌های باستانی در طول زمان کشف و استخراج فلزات را آموختند و از آنها در ساخت ابزارها و وسایل مختلف استفاده می‌کردند.
یکی از اولین فلزات کشف شده توسط انسان‌ها، مس بود که در حدود ۵۰۰۰ سال پیش در منطقه‌ی خاورمیانه، به ویژه در ایران استخراج و استفاده می‌شد. مس از طلا و نقره به راحتی استخراج می‌شد و به دلیل خاصیت های بسیار مفیدی که داشت نظیر انعطاف‌پذیری، هدایت حرارت و برق و مقاومت در برابر زنگ زدگی، در ساخت ابزارها و تزیینات مورد استفاده قرار می‌گرفت.
در سالهای بعدی، فلزات دیگری مانند طلا، نقره و برنج نیز استخراج و استفاده می‌شدند. طلا به عنوان یکی از گران‌ترین و ارزشمندترین فلزات شناخته شده بود و در ساخت جواهرات و زینت‌ها مورد استفاده قرار می‌گرفت. نقره که خاصیت ضد عفونی کنندگی داشت، به عنوان ابزار پزشکی و سکه‌ها استفاده می‌شد. برنج نیز به دلیل مقاومت در برابر زنگ زدگی و خواص شکل‌پذیری مناسب، در صنعت ساختمانی و تولید وسایل آشپزخانه به کار می‌رفت.
تکنولوژی‌ها برای استخراج و پردازش فلزات در طول زمان بهبود یافته است. با پیدایش اجرای فرآیندهای صنعتی مانند ذوب و ریخته‌گری، متالورژی و فرایندهای شیمیایی پیچیده‌تر، تولید و استفاده از فلزات رشد چشمگیری داشته است.
استفاده از فلزات به طور گسترده در تمدن‌ها و مهندسی بشری تاثیرات مهمی داشته است و به پیشرفت غیرقابل انکاری در صنعت، علم و فناوری، ارتباطات و زیرساخت‌ها منجر شده است.
ساخت فلز
ساخت فلز معمولاً به استخراج و فرآوری مواد اولیه معدنی و معدنی فلزی می‌پردازد. فرآیند ساخت فلز شامل مراحل زیر است:
استخراج مواد معدنی
در مرحله اول، معدن طبیعی حاوی فلز استخراج می‌شود. فرآیندهای استخراج فلز ممکن است شامل استخراج زیرزمینی (از تونل‌ها و ساحلگاه‌ها) یا استخراج روباز (از معدن سطحی) باشد. این فرآیند شامل حفاری، تونل‌سازی، آوندزنی، استخراج و جداسازی مواد مفید است.
ذوب و پالایش
پس از استخراج، مواد معدنی به کارخانه ذوب و پالایش فرستاده می‌شوند. در اینجا، با اعمال حرارت بالا، مواد استخراج شده به صورت جامد یا معدن همراه با اجزاء دیگر ذوب می‌شوند. پس از ذوب، مراحل پالایش در آغاز فرآیند قرار می‌گیرد که به منظور جداسازی و تصفیه فلز از آلاینده‌ها و اضافات معدنی انجام می‌شود. این فرآیند شامل پلمپ، الکترولیز، الکترووینینگ و فرآیندهای شیمیایی دیگر است.
تصفیه نهایی
پس از پالایش، مراحل تصفیه نهایی به منظور بهبود خلوص و خواص فلز، انجام می‌شود. این ممکن است شامل فیلتر کردن، خنک کردن، تمیز کردن، غربالگری و سایر فرآیندهای مکانیکی و شیمیایی باشد.
تشکیل و فرم‌دهی
پس از تصفیه نهایی، فلز به صورت جامد تشکیل می‌شود و به شکل‌دهی می‌پردازد. این فرآیند شامل گردش آسیاب، چکش زنی، چکش‌کاری، ریخته‌گری و فرآیندهای دیگر است.
پس‌پردازش
بعد از تشکیل و فرم‌دهی، فلز آماده استفاده نیست و ممکن است نیاز به پس‌پردازش داشته باشد. پس‌پردازش شامل فرآیندهایی مانند نیکل‌پلاتین کردن، گالوانیزه کردن، مرکب کردن با عناصر دیگر، آلیاژسازی و پوشش دهی است.
بازیافت و مدیریت پسماندها
در نهایت، به منظور حفظ محیط زیست و بهره‌وری بیشتر، پسماندهای تولید شده در فرآیند ساخت فلز به درستی مدیریت شده و بازیافت می‌شوند.
این مراحل کلی ساخت فلز را شامل می‌شود. هر فلز با توجه به ویژگی‌ها و نیازهای خاص خود، فرآیندهای خاصی را ممکن است طی کند.
فرایند فرم دهی فلزات
فرم دهی فلزات یک فرآیند مهم در صنعت متالورژی و ساخت و ساز است که شامل تغییر شکل فیزیکی فلزات با استفاده از نیروها و عملیات مکانیکی مختلف می‌شود. در زیر فرایندهای اصلی فرم دهی فلزات را برای شما توضیح می‌دهم:
تغییر شکل فلز با استفاده از فشار: یکی از روش‌های رایج فرم دهی فلزات استفاده از قالب‌ها و ابزارهای فشاری مانند پرس‌ها و ماشین‌آلات خم‌کاری است. در این فرایند، فلز تحت فشار قرار می‌گیرد و شکل داده می‌شود تا به شکل مورد نظر برسد.
مثال‌هایی از این فرایند عبارتند از خم کردن، تاشو کردن، تمام شکل دهی (در صنعت خودروسازی و هواپیماسازی) و تشکیل دادن (ساخت قطعات فلزی با چندین عملیات فشرده‌سازی).
تغییر شکل فلز با استفاده از حرارت: در فرم دهی فلزات، استفاده از حرارت نیز برای تغییر شکل فلزات به کار می‌رود. پردازش‌های حرارتی مانند جوشکاری و حرارت دهی، قابلیت تغییر شکل و خواص فلز را بهبود می‌بخشند.
در جوشکاری، قسمت‌های مجزایی از فلز به یکدیگر متصل و تبدیل به یک قطعه جامد می‌شوند. در حرارت دهی، فلز به دمای خاصی گرم می‌شود تا خواص آن تغییر کند و بتواند شکل داده شود.
تغییر شکل فلز با استفاده از ابزارهای برشی: در فرم دهی فلزات، ابزارهای برشی نیز برای تغییر شکل فلزات به کار می‌روند. ماشین‌آلات برشی مانند خراطی، تراشکاری، فرزکاری و برش لیزری فلزات را تحت تاثیر قرار می‌دهند و شکل دلخواه را به آنها می‌دهند.
تغییر شکل فلز با استفاده از ضربه و نیروهای مکانیکی: مراحلی مانند کوبیدن، جوشکاری نقطه‌ای، سرجوش‌کاری، کشش نوری (چکش‌کاری) و سایر فرایندها برای تغییر شکل فلزات استفاده می‌شوند. در این روش‌ها، نیروی مکانیکی به فلز اعمال می‌شود تا شکل داده شود یا اتصال داده شود.
مهمترین عوامل در فرم دهی فلزات شامل نوع فلز، دما، نیروها، سرعت و ابزارهای مورد استفاده می‌باشند. همچنین، برای انجام صحیح فرم دهی فلزات، اجزای اضافی مانند روغن‌کاری، سردکردن و پس‌پردازش‌های دیگر نیز درنظر گرفته می‌شوند.
اکتشاف و استخراج فلزات
اکتشاف و استخراج فلزات فرآیندهای پیچیده‌ای هستند که در نتیجه آنها، فلزات از معادن و کانسارهای طبیعی استخراج می‌شوند. این فرآیندها شامل مراحل زیر می‌شوند:
اکتشاف معدن فرآیندی است که به منظور شناسایی و آشنایی با معادن حاوی فلزات صورت می‌گیرد. این فرآیند شامل بررسی زمین‌شناسی منطقه، نمونه‌گیری و آزمایش‌های زمین‌شناسی است.
پس از شناسایی معدن حاوی فلزات، فرآیند استخراج در مرحله بعدی آغاز می‌شود. روش‌های مختلفی برای استخراج فلزات وجود دارد، از جمله استخراج زیرزمینی و آوندزنی. در استخراج زیرزمینی، تونل‌ها و سنگ‌برها در معدن حفر می‌شوند و سنگهای حاوی فلزات از آنجا استخراج می‌شوند. در روش آوندزنی، چاه‌های عمودی حفر شده و سنگهای حاوی فلزات به سطح زمین برده می‌شوند.
سنگهای استخراج شده به اندازه کافی خرد می‌شوند تا به اندازه قابل قبولی جهت فرآیندهای بعدی تهیه شود. خردایش ممکن است شامل خردایش اولیه (با استفاده از خراطی و سنگ‌شکنی) و خردایش ثانویه (با استفاده از آسیاب و آسیاب‌کاری) باشد.
در این مرحله، سنگهای خرد شده واحدی به نام کانسانتره تشکیل می‌دهند. کانسانتره معمولاً عملکرد فرآیندهای بعدی مانند تصفیه را سهولت می‌بخشد.
در این مرحله، کانسانتره به فرآیندهای تصفیه و استخراج زیر می‌گذرد تا فلزات مورد نظر با خلوص مطلوب جدا شوند. این فرآیندها شامل سنگ‌شناسی، آبکاری، الکترولیز و یا استفاده از فرآیندهای شیمیایی دیگر می‌شوند.
در این مرحله، پسماندهای تولید شده در فرآیندهای استخراج و تصفیه فلزات مدیریت و بازیافت می‌شوند یا به طور مناسب دفن می‌شوند.
تکنولوژی‌ها و روش‌های استخراج فلزات در طول زمان بهبود یافته‌اند تا استخراج بهینه‌تر و موثرتری امکان‌پذیر شود و تأثیر زیست‌محیطی آن کاهش یابد. علاوه بر این، به دلیل نیاز روزافزون به فلزات، استفاده از فناوری‌های نوین در استخراج و بازیافت فلزات نیز مورد توجه قرار گرفته است.
فلزات معمول
برخی از فلزات معمول و پرکاربرد شامل:
آهن (Fe)
آهن یکی از مهمترین فلزات است که در طبیعت به صورت مرکباتی وجود دارد. آهن به عنوان یک فلز سخت، قابل‌تغییرشکل و مقاوم استفاده می‌شود و در صنایع ساختمانی، خودروسازی، الکترونیک، وسایل خانگی و غیره به کار می‌رود.
برای افزایش مقاومت به زنگ زدگی، آهن با عناصر دیگری مانند کروم و نیکل آلیاژ می‌شود و به آهن آلیاژی مانند فولاد می‌تواند تبدیل شود.
آلومینیوم (Al)
آلومینیوم فلز سبک، سخت و مقاوم در برابر زنگ زدگی است. ویژگی‌هایی مانند رسانایی حرارت و برق خوب، قابلیت تشکیل شکل و سبک‌بودن آن باعث استفاده گسترده در صنایع هوافضا، خودروسازی، بسته‌بندی، ساخت درب و پنجره و غیره شده است.
مس (Cu)
مس یک فلز رسانا و خوابیده است که به صورت آزاد در طبیعت وجود ندارد و از کانه‌های درون زمین استخراج می‌شود. استفاده اصلی از مس در تولید تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی، سیم و کابل، لوله‌های آب، قطعات صنعتی و تزئینی و سکه است.
روی (Zn)
روی یک فلز کمیاب است که از کانه‌های رویت و زینکیت استخراج می‌شود. به دلیل مقاومت در برابر خوردگی، پوشش‌دهی آنتی‌کر، مقاومت بالا در برابر حرارت و ویژگی‌های ضد‌باکتریایی، روی در ساخت لوله‌ها، تجهیزات الکترونیکی، خوراک دام، باتری‌ها و غیره استفاده می‌شود.
نقره (Ag)
نقره یک فلز با خاصیت ضد عفونی کننده است و در ساخت زیورآلات، وسایل الکترونیکی، آینه‌ها، ظروف خوراکی و وسایل پزشکی استفاده می‌شود.
طلا (Au)
طلا یکی از ارزشمندترین فلزات است و به دلیل زیبایی، قیمت بالا و مقاومت در برابر زنگ زدگی در ساخت جواهرات، زینت‌ها، سکه‌ها، قطعات الکترونیکی و غیره استفاده می‌شود.
این فلزات فقط چند مثال از فلزات معمول و پرکاربرد هستند و هنوز فلزات دیگری وجود دارند که در صنعت و زندگی روزمره استفاده می‌شوند.
