فلزکاری چیست؟ بررسی فرآیند و کاربرد

فلزکاری، یکی از مهم‌ترین و قدیمی‌ترین مهارت‌های انسانی است که نقشی مهم در توسعه صنعت و فناوری داشته است. این فرآیند ترکیبی از علم و هنر است که از استخراج مواد اولیه فلزی تا تولید قطعات پیچیده صنعتی را شامل می‌شود. از ساخت ابزارهای ابتدایی در هزاران سال پیش گرفته تا تولید ماشین‌آلات پیشرفته امروزی، فلزکاری همیشه بخشی جدایی‌ناپذیر از پیشرفت تمدن بوده است. در این مقاله، به فلزکاری، انواع فلزات، کاربرد و فرآیند فلزکاری می‌پردازیم. همچنین، نگاهی به ابزارهای موردنیاز این صنعت می‌اندازیم و به بررسی روش‌های پیشرفته‌ای همچون ریخته‌گری و برش فلزات می‌پردازیم.

فلزکاری چیست؟

برای تولید یا مونتاژ محصولات فلزی نیاز به انجام عملیاتی است که به آن‌، فلزکاری می‌گویند. به‌طور کلی، فلزکاری فرآیندی است که از پالایش عناصر فلزی و تغییر فرم آن‌ها پس از ذوب تشکیل می‌شود. ماده اولیه این صنعت از سنگ‌هایی استخراج می‌شود که در ترکیب خود حاوی مقادیری فلز هستند. این صنعت را می‌توان به دو بخش اصلی تقسیم کرد: جداسازی عناصر فلزی و شکل‌دهی آن‌ها پس از ذوب. عناصر مورد استفاده در این فرآیند از سنگ‌های معدنی فلزدار استخراج می‌شوند. اغلب، ساختار فلزات به‌صورت ترکیبی یا آلیاژی است که برخی از مهم‌ترین آن‌ها شامل کولین، آروزیت، بورنیت، مالاکیت و کالکوپیریت هستند. روش‌های جداسازی این فلزات بسته به نوع ترکیب آن‌ها متفاوت است؛ به‌طوری که بیشتر فلزات از طریق حرارت‌دهی قابل تفکیک هستند، درحالی‌که برخی دیگر از طریق واکنش‌های شیمیایی خالص‌سازی می‌شوند.

انواع فلزات

فلزات به صورت زیر دسته‌بندی شده‌اند:

• فلزات نجیب مانند فلزات پلاتین، طلا و نقره
• فلزات رنگی مانند مس، آلومینیوم، سرب، روی، قلع، جیوه، سرمه و بیسموت
• فلزات سیاه و آلیاژدهنده مانند آهن، نیکل، کروم، منگنز، تیتانیوم، کوبالت و...
• فلزات نادر مانند کادمیم، لیتیم، روبیدیم، گالیم، سیزیم، نیوبیم، سرکونیم، هافنیم و...
• فلزات نادر خاکی مانند لنتان، گادونیم، هالمیم، سماریم، سیریم، نیودیم، ایتیریم، تولیم و...

کاربرد فلزکاری

کاربردهای فلزکاری بسیار متنوع است و طیف وسیعی از صنایع را شامل می‌شود. این عملیات از تولید سنگ گرفته تا شکل‌دهی فلزات و بهبود خواص آن‌ها کارایی دارد. با استفاده از فرآیند فلزکاری می‌توان سنگ‌هایی نظیر استیل، سرب، کادمیم و نیکل را تولید کرد. همچنین، خواص فلزات را هم می‌توان با تغییر شکل بهبود بخشید که این کار توسط فلزکاری به راحتی انجام می‌گیرد. از سایر کاربردهای فلزکاری می‌توان به ساخت ماشین‌های صنعتی، موتورسیکلت‌ها، چاپگرها و دستگاه‌هایی از این قبیل اشاره کرد.

فرآیند فلزکاری

فرآیند فلزکاری شامل تغییر شکل، برش، اتصال و شکل‌دهی افزایشی فلزات می‌شود که هر یک از آن‌ها چندین مرحله دارند. درضمن، قبل از شروع عملیات با توجه به محصول نهایی باید فلز را تعیین کرد و مورداندازه‌گیری دقیق قرار داد. برای برش فلزات هم از ابزارهای فولادی پرسرعت یا ابزارهای کاربیدی استفاده می‌کنند. فرآیند برش با تجهیزات تراشکاری، فرز و تکنولوژی‌های مختلفی همچون CNC صورت می‌گیرد که طی آن مواد از فلز جدا می‌شوند. همچنین، برای این کار از ابزارهای دستی نیز می‌توان استفاده کرد.

به این ترتیب، تکنیک‌های برشکاری فلزات در فلزکاری به تولیدکننده بستگی دارد و وسایل موردنیاز آن شامل ابزارهای دستی یا انواع دستگاه‌های پیشرفته برشکاری می‌شود. در مرحله اتصال نیز قطعات فلزی را طی عملیات حرارت‌دهی با جوش یا لحیم‌کاری به یکدیگر متصل می‌کنند. پروسه شکل‌دهی هم منجر به تولید قطعات فلزی بدون حذف یا افزودن مواد می‌شود؛ در این پروسه از ترکیب گرما و فشار استفاده می‌کنند. از روش‌های شکل‌دهی به فلزات می‌توان به آهنگری و خمش اشاره کرد.

ریخته گری

ریخته‌گری یکی از قدیمی‌ترین فرآیندهای فلزکاری است که قدمت آن به ۴۰۰۰ سال پیش از میلاد برمی‌گردد. این روش در عصر ما نیز جهت ساخت وسایل و ابزارآلات مختلف مورداستفاده قرار می‌گیرد. از گذشته تا به امروز، فلزات توسط فلزکاران به داخل حفره‌هایی از جنس سنگ، ماسه، گچ و... منتقل می‌شوند. از روش‌های مرسوم برای ریخته‌گری فلز نیز می‌توان به ریخته‌گری شن و ماسه و ریخته‌گری موم گم شده اشاره کرد. به‌طورکلی، می‌توان گفت فلزکاری تکنیک‌های مختلفی دارد که یکی از آن‌ها، ریخته‌گری است. آهنگری، جوشکاری و... نیز از دیگر تکنیک‌های آن هستند.

ابزار فلزکاری

فلزکاری در عصر امروز به یکی از فرآیندهای مهم دنیای صنعت تبدیل شده است که در بستر آن، قطعات و تجهیزات مهمی ساخته می‌شوند. برای اینکه عملیات فلزکاری در سطح بالایی انجام بگیرد، نیاز به امکانات و ابزارهای ویژه‌ای است. در قسمت زیر، اسامی ابزارهای موردنیاز فلزکاری آورده شده است:

• مشت
• برس قفل‌سازی
• انواع تیغه پتروشیمی
• تیغه مخصوص برش لوله فلزی
• ابزارآلات نیمرخ دایره‌ای و مماسی
• غلتک مخصوص لمینت و شکل‌دهی لوله‌های فلزی
• انواع تیغه مسطح و دایره‌ای جهت برش ورق‌های فلزی