خوردگی حرارتی ،حمله هیدروژنی

حرارت و خوردگی
آلیاژهایی که هر دو خواص دما بالا و مقاومت به خوردگی مناسب را دارند برای استفاده طولانی مدت در فرآیندهای دما بالا و محیط های آلوده به مواد خورنده ضروری هستند.
مکانیزم خوردگی در دمای بالا: بسیاری از خوردگی های دما بالا به دلیل تخریب پوسته سطحی رخ می دهد. ناخالصی های متداولی که شدت خوردگی دما بالا را افزایش می دهند شامل کربن، نیتروژن، هالوژن ها، گوگرد، خاکستر و نمک مذاب می شود. مکانیزم خوردگی در دمای بالا شامل مراحل زیر است:
1- کربوریزاسیون: که منجر به رسوب کاربیدهای داخلی و تردی می شود.
2- نیتریدیزاسیون: که منجر به رسوب داخلی نیتریدها و تردی می شود.
3- تشکیل هالیدهای فلزی فرار روی سطح
4- رسوب خاکستر داغ و تشکیل مناطق مذاب
5- خوردگی به دلیل حضور گوگرد در سیالات فرآیندی یا سولفیداسیون
تغییر ترکیب آلیاژ برای غلبه بر مشکلات خوردگی در دمای بالا با افزودن Cr، Ni، Si، Al و Mo به صورت جداگانه یا همزمان صورت می گیرد.
8- مقاومت به خوردگی
بسیاری از فلزات و آلیاژهای آن ها، غیر فلزات ماند پلاستیک، شیشه و گرافیت توسط هوا، آب یا محلول های آبی مورد حمله قرار می گیرند. تخریب فلزات و آلیاژ ها به این وسیله خوردگی نامیده می شود. از آنجایی که اکثر فرآیندهای تجاری به صورت پیوسته هستند، شکستن یا آسیب دیدن تجهیزات، مبدل های حرارتی، لوله ها و سایر اجزای سیستم به معنای تحمیل هزینه های سنگین خاموشی، تعمیرات و جایگزینی قطعات است. بنابراین ساخت قطعات برای مخازن تحت فشار مبدل های حرارتی باید به نحوی باشد که نرخ خوردگی مطلوبی در حین عمر کاری داشته باشند. نگرانی دیگر در مورد اتمسفر کاری این قطعات است.
انتخاب مواد برای مقابله با شرایط خورنده:
ترکیب های مرجح: درانتخاب آلیاژها همیشه ترکیب هایی از فلز و محیط خورنده وجود دارد که مقاومت در برابر خوردگی را با کمترین هزینه به حداکثر مقدار می رسانند. یک لیست جزئی از این ترکیبات در ادامه آورده شده است:
- فولادکربنی/ اسید سولفوریک غلیظ
- فولادهای زنگ نزن/ اسید نیتریک
- آلومینیم / اتمسفر غیر آلوده
- مس – نیکل / آب شور و آب دریا
- مونل 400 / اسید هیدروفلوئوریک
- هاستلوی / اسید هیدروکلریک داغ
- تیتانیم / محلول های اکسیدکننده قوی و داغ
- تانتالم / بسیاری از مواد شیمیایی
- فولادهای سوپرفریتی / آب دریا
ترکیب های ممنوع: برخی از ترکیب های فلز و محیط خورنده وجود دارند که بسیار مخرب هستند و باید از ایجاد این ترکیب ها جلوگیری کرد:
- آمونیاک و محلول های آمونیاکی / مس و آلیاژهای مس به جز مس – نیکل ها
- هالوژن ها و هالیدها / فولادهای زنگ نزن آستنیتی
- جیوه / آلومینیم و آلیازهای آن، مس و آلیاژهای آن، مونل
- گوگرد و سولفیدها (در دماهای بالا)/ نیکل و آلیاژهای نیکل
- سود سوزآور و سایر بازهای قوی / آلومینیم
مرجع داده های مواد: برای آگاهی از عملکرد یک ماده، مهندس مواد باید اطلاعاتی در مورد خوردگی مواد در محیط های مختلف داشته باشد. طیف وسیعی از اطلاعات خوردگی موجود است. موارد زیر از رایج ترین مراجع داده های خوردگی هستند:
1- اعطا کننده جواز فرآیند (Process Licensors)
2- کارخانجات و نیروگاه موجود و استفاده از تجربیات آن ها.
3- داده های تست واحد پایلوت و مانیتورنیگ خوردگی در کارخانه و نیروگاه.
4- نشریات فنی.
5- اطلاعاتی که توسط شرکت های صنعتی خصوصی (معمولا تامین کننده ها)جمع آوری شده اند که با درخواست شرکتها در اختیار آن ها قرار می گیرد مانند Inco Alloys، Allegheny Ludlum، Lukens Steels، US Steels، TIMET، RMI، TiTanium Company وغیره.
6- نشریات تجاری.
سایر مراجع برای کسب اطلاعات:
نشریات انجمن های فنی مانند انجمن ملی مهندسان خوردگی (NACE)، جامعه آمریکایی فلزات (ASTM)، انجمن آلومینیم (AA)، انجمن توسعه مس (CDA)، جامعه مهندسان خودرو و غیره.
انجمن های تخصصی مانند HTRI و HTFS
نشریات دولتی
تخریب های خوردگی:
حتی زمانی که مواد به دقت انتخاب شده و از روش های ممانعت از خوردگی استفاده می شود، برخی تخریب های غیر منتظره رخ می دهد و باید راهکاری برای این شرایط در نظر گرفته شود. تخریب های غیر منتظره از یکی از موارد زیر ناشی می شود:
1- ماده معیوب
2- طراحی نامناسب
3- شرایط کاری غیرعادی
4- تولید نامناسب و عدم بازرسی کافی
5- نگهداری نامناسب
9- حمله هیدروژنی

حمله هیدروژنی

یک مکانیزم تخریب است که در مورد فولادهای کربنی و کم آلیاژ که در معرض هیدروژن در دماهای 200 تا 243 درجه سانتی گراد قرار می گیرند رخ می دهد. در دمای اتاق نیز هیدروژن تحت فشار نمی تواند در سیلندرهای فولادی نگهداری شود. در دماهای بالا هیدروژن در فولاد حل شده و می تواند با اتم های کربن واکنش داده و طبق واکنش زیر تشکیل گاز متان دهد:
2H2+FeC→ CH4+Fe
در دماها یا فشارهای بالا؛ هیدروژن می تواند با کرین که به صورت بین نشین در محلول جامد قرار دارد واکنش داده و منجر به دکربوریزاسیون شود. این کار منجر به ناپایدار شدن کاربیدها و تشکیل حباب های متان در مرزدانه ها می شود. از آنجایی که متان نمی تواند در فولاد نفوذ کرده و خارج شود، تجمع آن موجب شکافتگی و تاول شده و در نتیجه داکتیلیته را کاهش می دهد که در نهایت منجر به تخریب می شود. پایداری ترکیب کاربید، مرفولوژی و توزیع مناسب آن ها برای کاهش این مشکل مفید است.
جلوگیری از حمله هیدروژنی
تنها راه عملی برای جلوگیری از حمله هیدروژنی استفاده از فولادها بر اساس تجریبات کارخانه ها است. قوانین زیر بر حمله هیدروژنی حاکم هستند:
عناصر آلیاژی تشکیل دهنده کاربید مانندکروم و مولیبدن، یا عناصر آلیاژی پایدار کننده کاربید مانند کروم، تیتانیم و وانادیم، مقاومت فولاد را در برابر حمله هیدروزنی افزایش می دهند. مولیبدن در این زمینه چهار برابر موثر تر از کروم است. وانادیم به عنوان یک استحکام دهنده قوی در فولادهای کم آلیاژ برای رسوب CV استفاده می شود که در برابر حمله هیدروژنی مقاوم است.
تمام فولادهای زنگ نزن آستنیتی در برابر حمله هیدروژنی در دمای بالا مقاومت می کنند زیرا مقدار کروم درترکیب آن ها بالاست. در نتیجه برای جلوگیری از خوردگی داخل مخازن فولاد کم آلیاژ را با فولاد زنگ نزن می پوشانند.
مناطق HAZ یکی از مناطق مستعد در برابر حمله هیدروژنی هستند.
جلوگیری از حمله هیدروژنی با نمودارهای نلسون: حمله هیدروژنی معمولا در انتخاب فولادها برای تجهیزات پالایشگاهی نقش مهمی را بازی می کند. از حمله هیدروژنی به فولاد می توان با محدود کردن دما، فشار جزئی و ترکیب آلیاژها که در نمودارهای نلسون مطرح شده، جلوگیری کرد. نمودارهای نلسون در سراسر جهان برای انتخاب مواد پالایشگاهی مورد استفاده قرار می گیرند. این نمودار ها بر اساس تجارب طولانی مدت در پالایشگاه ها بدست آمده است. این نمودار ها به طور متاوب توسط زیر مجموعه API که تخصص مهندسی مواد و بازرسی را دارد، مورد بازبینی قرار می گیرد و در این مورد باید به API 941 رجوع کرد.
بخشی از نمودارهای نلسون به صورت شماتیک در شکل نمایش داده شده است. کاربیدهای کروم، مولیبدن نسبت به کاربیدهای آهن تمایل کمتری به واکنش دارند، بنابراین فولادهای کروم-مولیبدن نسبت به فولادهای کربنی مقاومت بیشتری در برابر حمله هیدروژنی دارند. فولادهای زنگ نزن آستنیتی در تمامی دماها و فشارهای هیدروژن در برابر حمله هیدروژنی مقاومند.

10-قابلیت ساخت
قابلیت ساخت شامل سهولت شکل دهی، ماشین کاری، جوشکاری و سایر فرآیندهای اتصال فلزات و عملیات حرارتی ثانویه می شود. تمامی کارگاه ها از نظر فنی توانایی استفاده از مواد مورد نظر را ندارند. بنابراین مصرف کننده باید از ظرفیت های سازنده خود مطلع باشد. به علاوه روش های ساخت پیشرفته به روش های پیشرفته تری برای بازرسی و اطمینان از کیفیت ساخت نیاز دارند.

در دماهای بالای 800 درجه فارنهایت یا 425 درجه سانتی گراد مواد باید در برابر حرارت مقاوم بوده و خواص مقاومت در برابر خوردگی، استحکام مکانیکی، پایداری متالورژیکی، مقاومت خزشی، مقاومت به اکسیداسیون، استحکام تنش گسیختگی، و پایداری سطحی خود را در مقابل گازهای احتراق و مواد شیمیایی حفظ کنند.

عناصر آلیاژی برای مواد مقاوم به حرارت:

فولادها باید برای مقاومت در برابر اکسیداسیون حاوی کروم باشد. کبالت، آلومینیم، سیلیسیم و عناصر کمیاب خاکی تشکیل، پایداری و چسبندگی لایه اکسیدی سطحی را بهبود می بخشند. نیکل، منجر به افزایش استحکام، پایداری، چقرمگی و مقاومت به کربوریزاسیون می شود. تنگستن و مولیبدن نیز استحکام دمای بالا را افزایش می دهند.

مواد و دمای کاری آن ها:

برای دماهای بالای 600 درجه سانتی گراد از مواد زیر استفاده می شود:

1- فولادهای فریتی با 17 تا 27 درصد کروم و مولیبدن

2- فولادهای آستنیتی پر استحکام و دما بالا (فولادهای کروم - نیکل - مولیبدن با مقدار نیکل بالای 8 %)  مانند فولادهای 321، 347، 316 و 310

3- فولادهای زنگ نزن ریخته گری شده و مقاوم در برابر حرارت: HC، HK، HT، HP، HX

4- آلیاژهای پایه نیکل رسوب سختی شده حاوی کروم، مانند X-718 و X-750

6- آلیاژهای پایه کبالت:  N-155، 188، L605، 25

7- سرامیک های پیشرفته و سایر مواد دیرگداز (دمای بالا 1200 درجه سانتی گراد)

معمولا به مواد رده 4 تا 6 سوپر آلیاژ گفته می شود.

فولادهایی برای کاربردهای دما بالا

1- فولادهای کم آلیاژ برای کار در دمای بالا

فولادهای آلیاژی C-Mo، فولادهای آلیاژی کروم-مولیبدن و فولادهای آلیاژی منگنز - مولیبدن - (نیکل)برای کاربرهای دما بالا مورد استفاده قرار می گیرند. هنگامی که استحکام دما بالا (استحکام خزشی)مد نظر باشد، معمولا میزان مولیبدن در ترکیب فولاد افزایش می یابد اما اگر مقاومت به خوردگی در دمای بالا مد نظر باشد مقدار کروم افزایش می یابد. به عنوان مثال در مورد تجهیزات پالایش نفت خام که در معرض حمله هیدروژنی هستند، کروم و مولیبدن را برای افزایش مفاومت در برابر حمله هیدروژنی استفاده می کنند.

2- فولادهای زنگ نزن برای دمای بالا

می توان از فولادهای کربنی تا دمای 400 درجه سانتی گراد و از فولادهای کم آلیاژ تا دمای 600 - 650 درجه سانتی گراد استفاده کرد. اما نمی توان از این مواد در بالای این محدوده دمایی به علت  وقوع خزش استفاده کرد. اگرچه سوپرآلیاژهای پایه نیکل و پایه کبالت می توانند دماهای بالا را بدون افت خواص مکانیکی تحمل کنند اما به علت قیمت بالا و در دسترس نبودن، برای کاربردهای عمومی مانند نیروگاه های فسیلی با دمای کاری 600 تا 650 درجه سانتی گراد استفاده نمی شوند. برای این محدوده دمایی فولاد زنگ نزن آستنیتی ترجیح داده می شود. در حالی که فولاد زنگ نزن برای این محدوده انتخاب می شود علاوه بر استحکام خزشی باید خوردگی دما بالا، اکسیداسیون، پوسته شدن و کربوراسیون و رسوب فاز ثانویه را نیز در نظر داشت. در این مورد استفاده از E-Brite 26-1 یا (Allegheny Ludlum)بسیاری از مشکلات مرتبط با استفاده از 316 را نخواهد داشت.

3- توسعه تکنولوژی آلیاژهای آهنی برای کاربردهای دما بالا

در طی 25 سال گذشته آلیاژهای جدید با استحکام و مقاومت به خوردگی بالاتر برای استفاده در صنایع هسته ای، فسیلی و پیتروشیمیایی توسعه پیدا کرده اند. گروه های خاصی از آلیاژها شامل فولادهای کم آلیاژ حاوی وانادیم، فولاد 9Cr-1Mo-V، فولادهای زنگ نزن با مقادیر کم نیوبیوم و آلیاژهای کرم-نیکل- آهن. افزودن عناصر آلیاژی وانادیم، نیوبیوم، تیتانیم و نیتروژن در افزایش استحکام فولادهای فریتی و آستنیتی نقش موثری داشته اند.

مواد مقاوم در برابر حرارت بر پایه نیکل:

اینکونل (آلیاژهای نیکل-کروم)و اینکو در برابر اکسیداسیون و کربوریزاسیون و سایر تخریب های دمای بالا مقاوم است. آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت متداول عبارتند از:

1- آلیاژ اینکونل 600، 601، 617، 625، 718 و X-750، آلیاز اینکو HX

2- آلیاژهای نیکل-آهن- کروم و آلیاژ اینکو نیکل-آهن- کروم مانند اینکولوی 800، 800HT، 825

3- سایر آلیاژهای جدید مانند 253MA، 556، HR-120، HR-160، 45ASTM230 و 214.

جدول زیر گروه های مواد و دماهای کاری آن ها را نشان می دهد.

تست هایی برای ارزیابی فولادها در دمای بالا: انواع تست های مورد استفاده برای ارزیابی خواص فولاد در دمای بالا شامل موارد زیر می شود:

 تست های دما بالا کوتاه مدت

 تست های دما بالا بلند مدت

 تست های کوتاه مدت و بلند مدت که پس از قرار گرفتن در معرض حرارت به مدت طولانی انجام می شود.

 تست های خستگی (شامل خستگی حرارتی و آزمون های شوک حرارتی)

 تست های خستگی وابسته به زمان

 تست های داکتیلیته و چقرمگی

شکل دهی فلزات پیشگفتار امروزه شکل دهی فلزات به عنوان یکی از روش های مهم ساخت و تولید قطعات محسوب می شود. از این رو شناخت هر چه دقیق تر آن، صنعت گران را به سمت تولید قطعات با کیفیت بالاتر سوق می دهد. هر چند صنعت گران کشور در این زمینه، پیشرفت هایی داشته اند،‌ولی متاسفانه ضعف آگاهی نسبت به مباحث تئوری و عدم دسترسی منابع فارسی کافی و همچنین محدود بودن دایره ی کابرد این علم در دانشگاه، این صنعت پیشرفت قابل توجهی نداشته است. به این دلیل تالیف، تدوین و حتی ترجمه کتبی که از نظر تئوری جامع بوده و یا مثال ها و مباحث عملی صنعت کشور را نیز مخاطب قرار بدهد، ‌بسیار ضروری به نظر می آید و علاوه بر این از آنجا که اخیراً سر فصل دروس دوره های کارشناسی و تحصیلات تکمیلی به گونه ای بازنگری شده که مباحث در راستای فهم عمیق مسائل مهندسی و ارائه راه حل های منطقی و صنعتی ارائه شود.

این مقاله تلاشی برای بیان موضوع شکل دهی فلزات با حفظ تعادل مناسب بین کارهای تئوری و عملی است. این متن برای استفاده دانشجویان کارشناسی و کارشناسی ارشد مهندسی متالوژی مهندسی مکانیک و مهندسی ساخت و تولید همچنین برای مهندسانی که در صنعت اشتغال دارند، توسط ماشین سازی هامون ‌نگاشته شده است.

 معرفی فرایند های شکل دهی توانایی تغییر شکل دائمی یکی از ارزشمندترین خصوصیات آنها به شمار می آید. بی شک تولید ورق، تسمه، میل گرد، لوله، مقاطع ساختمانی و به طور کلی شکل دهی فلزات مدیون این قابلیت است. با توجه به این که شکل دهی فلزات یکی از روش های مهم ساخت و تولید قطعات است.شناخت هرچه دقیقتر این صنعت ضروری می باشد. از مهمترین ابزارهای علمی نقد و بررسی فرایند های شکل دهی دانش مکانیک محیط های پیوسته می باشد. در حقیقت مکانیک محیط های پیوسته تنها برای موادی قابل استفاده است که بتوان در حجم دلخواهی از آن، مقادیر متوسطی را برای ویژگی هایش مشخص کرد. به بیان دیگر، ‌هنگامی که با دید کلان (ماکروسکوپی)به یک جسم بنگریم، می توانیم آن را یک محیط پیوسته در نظر بگیریم و از قواعد حاکم بر مکانیک محیط های پیوسته استفاده کنیم.

مکانیک محیط های پیوسته همانند شاخه های دیگر علوم بر مبنای مجموعه ای از نظریه ها و قوانین اسکلت بندی شده است. به طوری که اصول و قوانین حاکم بر این علم را می توان به اصول بقای جرم، بقای ممان خطی و دورانی،‌ بقای انرژی و اصل بی نظمی نسبت داد. اگر چه تمام این اصول بر مبنای اثرات مکانیکی اند، ولی در صورت وارد شدن اثرات غیر مکانیکی مانند میدان های الکتریکی مغناطیسی و.،‌قوانین حاکم بر این اثرات نیز وارد می شوند که بحث برروی این اثرات خارج از محدوده این متن می باشد.   معرفی فرآیند های شکل دهی کشش سیم عملیات کشیدن به فرایندی که در طی آن فلز از درون قالب به وسیله نیروی کششی،‌ خارج شود اطلاق می شود. بیشتر سیلان فلز درون قالب توسط نیروی فشاری که از اثر متقابل فلز با قالب ناشی می شود، صورت می گیرد. معمولاً قطعات با تقارن محوری توسط فرایند کشش تغییر شکل می یابند. کاهش قطر یک سیم، ‌میله یا مفتول تو پر در اثر کشیدن به کشش سیم، میله یا مفتول مشهور است. معمولاً به سیم های تهیه شده از طریق روش نورد اصطلاحاً‌ مفتول گفته می شود و آن ماده ی اولیه برای تولید سیم که قطر آن کمتر از یک سانتی متر است می باشد. عملیات کشیدن معمولاً‌ در حالت سرد انجام می شود، اگر چه در مواردی که میزان تغییر شکل زیاد باشد به صورت گرم نیز صورت می گیرد. در فرایند های کشش سرد که کاهش سطح مقطع زیادی مدنظر می باشد، ‌لازم است که با انجام عملیات حرارتی افزایش تنش سیلان را جبران کرد.   کشیدن میله، مفتول، یا سیم اصولی که در کشیدن میله،‌ مفتول یا سیم به کار گرفته می شوند،‌ یکسان هستند. با این تفاوت که مفتول­ها و میله­هایی که نمی توانند کلاف شوند روی میزهای کشش تولید می شوند. در حقیقت گیره­های فک کشش مفتول را گرفته و به وسیله­ی یک مکانیزم هیدرولیکی حرکت می کنند. سرعت میزهای کشش می تواند تا حدود 150 سانتی متر بر ثانیه و کشش میزها تا حدود 135 متغییر باشد. امروزه جهت انجام فرایند کشش سیم از تجهیزات مختلفی استفاده می شود. در بعضی از کارگاه­های شکل دهی این فرایند به ساده­ترین وجه صورت می پذیرد. واضح است که با این روش توانایی نازک کردن مفتول و یا سیم های ضخیم وجود ندارد. اگر چه این روش در بسیاری از کارگاه­های شکل دهی مرسوم است ولی در صنعت کاربردی ندارد.   قالب های کشش   برای تولید سیم طی فرایند کشش از قالب یا حدیده های کشش استفاده می شود. زاویه ی ورودی قالب آنقدر بزرگ است که فضای مناسبی برای ورود سیم و روان ساز به وجود آورد. در حقیقت،‌ نقش اصلی در کشش را طول تماس سیم با قالب که ارتباط مستقیم با زاویه ی قالب دارد، ‌بازی می کند. دهانه­ی ورودی و خروجی قالب به صورت استوانه است. نقش این دو قسمت ورود و خروج سیم است. از آنجا که تمام تغییر شکل در قالب صورت می پذیرد،‌ نیروهای وارد شده به قالب زیاد است. به این دلیل امروزه بیشتر قالب های کشش با طول عمر بالا را از جنس کاربید تنگستن می سازند.

کشش تسمه   تسمه یکی از محصولات نورد تخت است که پهنایی کمتر از 610 میلی متر و ضخامت بین 0.13 تا 4.67 میلی متر دارد. تسمه های پس از نورد داغ، ‌عملیات آنیل و سپس اسیدشویی،‌ نورد سرد می شوند. بسته به میزان ضخامت درخواستی نورد سرد در چند مرحله انجام می شود. هرگاه یک تسمه ی فلزی با پهنای و ضخامت اولیه از میان یک قالب گوه­ای شکل با شیب یکسان به سوی خط مرکزی کشیده شود، ‌به این فرایند کشش تسمه گفته می­شود. با این که کشش تمسه فرایند تولید متداولی نمی باشد،‌ ولی مسئله ای است که در مکانیک نظری فلزکاری درباره آن مطالعات زیادی شده است. از آنجا که است لذا در حین کشش حالت کرنش صفحه ای به وجود می آید و پهنای تسمه تغییر نمی کند.

کشش لوله   لوله­ ها یا استوانه های توخالی که توسط فرایندهای شکل­دهی مانند اکستروژن و نورد تولید می شوند معمولا توسط فرایند کشیدن به شکل نهایی در آمده و پرداخت سطح می شوند. اگر چه هدف اصلی از این فرایند کاهش قطر و ضخامت لوله است،‌ ولی در موارد نادری افزایش ضخامت نیز ایجاد می شود. به طور کلی می توان فرایند کشش لوله را به چهار دسته کشش لوله بدون توپی،‌ کشش لوله توسط سمبه، کشش لوله توسط توپی شناور تقسیم بندی کرد. در کلیه ی این روشها یک انتهای لوله‌، با پرس کاری توسط دو فک نیم گرد باریک می شود و این انتهای باریک شده از قالب کشش عبور داده و توسط ابزاری که روی کالسکه دستگاه بسته شده محکم گرفته می شود. سپس کالسکه­ی کشش لوله را از داخل قالب بیرون می کشد.  

کشش لوله بدون میله توپی

در فرایند کشش لوله بدون توپی که در مواردی به آن فروکش نیز اطلاق می شود، ‌لوله از داخل تکیه گاهی ندارد و با نیروی کششی از درون قالب کشیده می­شود.از نکات برجسته در­این روش افزایش ضخامت لوله،‌ کاهش قطر و سطح داخلی غیر یکنواخت لوله پس از عمل فروکشی است. کشش لوله توسط توپی ثابت   توپی ها قطعات خیلی سختی هستند که تحت تاثیر تنش تغییر شکل نمی دهند. این قطعات برای ثابت نگاه داشتن قطر داخلی لوله در هنگام کشیده شدن از قالب درون لوله گذاشته می شوند. توپی ها ممکن است استوانه ای و یا مخروطی باشند. توپی،‌ شکل و اندازه ی قطر داخلی را تحت کنترل دارد و لوله هایی که از این طریق کشیده می شوند، ‌دقت ابعادی بالاتری نسبت به فرایند فروکشی دارند که در آن از توپی استفاده نمی شود.

کشش لوله توسط توپی شناور

همان گونه که قبلاً گفته شد استفاده از توپی های ثابت محدودیت هایی را به وجود می آورند. برای رهایی از این محدودیت­ها از توپی شناور (غیر ثابت)استفاده می شود. در حقیقت در این فرایند توپی وارد لوله شده و به همراه لوله از درون قالب عبور می کند. توپی در اثر اصطکاک با لوله و عدم امکان خارج شدن از درون قالب، در جای خودش مستقر می شود. ولی از آنجا که انتهای آن به جایی بسته نشده است، هنگامی که اصطکاک در اثر سیلان ماده بشدت افزایش یابد، ‌حرکت کوچکی در سر جای خود خواهد کرد این حرکت جزیی مانع چسبیدن توپی به لوله می شود. اگر چه در این فرایند هنوز اصطکاک یکی از مشکلات عمده است،‌ ولی این توپی­ها می توانند تا 45 درصد کاهش سطح مقطع ایجاد کنند، در حالی که این عدد برای توپی های ثابت به ندرت از 30 درصد تجاوز می کند. با توجه به پایین تر بودن نیروی مزاحم اصطکاک،‌ به نیروی کششی کمتری در مقایسه با کشیدن لوله با توپی ثابت نیاز است.از ویژگی­های مهم استفاده­از توپی های شناور برای کشیدن لوله، ‌کشیدن و کلاف کردن لوله های بلند می باشد.  

کشش لوله توسز سنبه ی متحرک   هدف از انجام این فرایند کاهش ضخامت و افزایش طول لوله است و سعی می شود که قطر لوله تغییر جدی پیدا نکند. بدین منظور قبل از وارد کردن لوله به قالب بک میله صلب (سنبه)در آن وارد می شود و لوله و میله ی صلب همزمان از درون قالب عبور می کند. در کشیدن لوله با سنبه متحرک، ‌قستی از نیروی کشش توسط نیروی اصطکاک تامین می شود. چون سنبه با سرعتی معادل سرعت خروج لوله از قالب حرکت می کند و این سرعت از سرعت فلز محبوس در مجرای قالب بیشتر است؛‌ بنابراین یک نیروی اصطکاکی مقاوم به حرکت سنبه جلو، در سطح مشترک بین سنبه و لوله وجود دارد. اگر چه نیروی اصطکاکی دیگری که در سطح مشترک بین لوله و قالب ثابت ایجاد می شود و به سمت عقب است وجود دارد.   اکستروژن -روزن­رانی-   فرایند اکستروژن یکی از جوان­ترین فرایندهای شکل­دهی محسوب می­شود. به طوریکه اولین فرایند مربوط به اکستروژن لوله های سربی در اوایل قرن نوزدهم است. به طور کلی اکستروژن برای تولید اشکال باسطح مقطع نامنظم به کار گرفته می شود. اگر چه میله های استوانه ای و یا لوله های تو خالی از جنس فلزات نرم می توانند با استفاده از این فرایند تغییر شکل یابند.

امروزه اکستروژن فلزات و آلیاژهایی مانند آلومینیم روی فولاد و آلیاژهای پایه­ی نیکل میسر می باشد. فرایند اکستروژن، بسته به تجهیزات مورد استفاده به دو دسته اصلی اکستروژن مستقیم و اکستروژن غیر مستقیم تقسیم بندی می شوند.

اکستروژن سرد

اولین کاربرد اسکتروژن سرد جهت تولید لوله های سربی در اوایل قرن نوزدهم می باشد. به تدریج و با پیشرفت صنعت استفاده از این فرایند در تولید قطعات فولادی نیز آغاز گردید. اسکتروژن سرد به نوعی از فرایند های شکل دهی سرد اطلاق می شود که ماده ای اولیه به شکل میله، مفتول برای تولید قطعات کوچکی مانند بدنه های شمع اتومبیل،‌ محورها، قوطی کنسرو و استوانه های تو خالی و. به کار گرفته شود. در حقیقت قطعاتی که دارای تقارن محوری،‌ دقت ابعادی و پرداخت سطحی خوب هستند، مناسب ترین و ارزان ترین روش برای تولید آنها،‌ اکستروژن می باشد. در اکستروژن سرد به دلیل وجود مقاومت تغییر شکل بالا (کار سختی)، محدودیت استفاده از آلیاژهای سخت وجود دارد. گاهی اوقات جهت افزایش بازده­ی فرایند اکستروژن سرد، عملیات پیش پرس در دمایی زیر 400 درجه سانتیگراد و استفاده از روانسازهای مناسب پیشنهاد گردیده است. امروزه استفاده از این فرایند در تولید قطعات خودرو، تجهیزات نظامی، ماشین آلات صنعتی و تجهیزات الکترونیکی مرسوم می باشد.   اکستروژن گرم   ابن فرایند جهت تولید محصولات فلزی نیمه تمام با طول تقریباً زیاد و مقطع ثابت مانند انواع پروفیل های توپر و تو خالی، متقارن آلومینیومی، ‌مسی، فولادی و آلیاژهای آنها به کار گرفته می شود. از دلایل عمده بکار گیری فرایند اکستروژن گرم،‌ کاهش تنش سیلان ماده ناشی از کرنش سختی می باشد. در حقیقت از طریق گرم کردن شمش اولیه، مشکل دستیابی به فشارهای بسیار بالا رفع می گردد. نکته ی قابل توجه در اکستروژن گرم مشکلات ایجاد شده از گرم کردن فلز می باشد. از جمله این مسایل می توان به اکسید شمش و ابزار کار، نرم شدن ابزار کار و قالب و مشکل روغنکاری اشاره نمود. بدین منظور همواره سعی می گردد که فلز تا حد اقل دمایی که تغییر شکل پلاستیک مناسبی را داشته باشد حرارت داده شود. به علت تغییر شکل زیادی که در اکستروژن به وجود می اید، ‌گرمای داخلی زیادی ناشی از آن در قطعه ایجاد می شود. بنابراین دمای کاری در اکستروژن گرم باید به گونه ای انتخاب شود که قطعه در حین تغییر شکل به دامنه سرخ شکنندگی و یا حتی نقطه ذوب نرسد. در اکستروژن فولادها که به صورت گرم صورت می گیرد شمش ها در محدوده حرارتی 1100 تا 1200 درجه سانتی گراد حرارت داده می شوند و جهت جلوگیری از شوک های حرارتی ابزار کار در محدوده حرارتی 350 درجه سانتیگراد نگه داشته می شود. محدوده فشار اکستروژن برای فولادها 870 تا 1260 مگا پاسکال قرار دارد. اکستروژن مستقیم   در اکستروژن مستقیم که به اکستروژن پیش رو نیز شهرت دارد جهت سیلان ماده و حرکت سنبه ای ایجاده کننده فشار،‌ یکسان است. در حقیقت فلزی در محفظه ای قرار گرفته و سپس توسط سنبه به درون قالب رانده می شود.

اکستروژن غیر مستقیم   در این فرایند که اکستروژن پس رو نیز مشهور است،‌سیلان ماده بر خلاف جهت حرکت پیستون می باشد. به دلیل پایین بودن اصطکاک (و در مواردی نبودن اصطکاک)نیروی لازم در مقایسه با فرایند اکستروژن مستقیم کمتر است. به این دلیل در لایه ی خارجی تنش افزایش نمی یابد و بنابراین شمشی که توسط این فرایند تغییر شکل داده می شود،‌ عیوب و ترک های کمی در لبه ها و سطوح محصول نهایی دارد. از مزایای دیگر این روش وارد نشدن ناخالصیهای سطحی شمش به داخل محصول است. یا به بیان دیگر، فرایند اکستروژن غیر مستقیم عاری از عیب حفره ی قیفی شکل از مشخصه های اکستروژن مستقیم است،‌می باشد.

آهن گری

آهن گری کاربر روی فلز به منظور تبدیل آن به یک شکل مفید توسط پتک کاری و یا پرس کاری می باشد. آهن گری از قدیمی ترین هنرهای فلزکاری محسوب می شود و منشاء آن به زمان های بسیار دور برمی گردد. در حقیقت در چندین هزار سال پیش فلزاتی مانند نقره و طلا بدون استفاده از قالب آهن گری (آهن گری باز)می شدند. اما از 2000 سال پیش استفاده از قالب جهت آهن گری قطعات مرسوم گردید. ایجاد ماشین آلات و جایگزینی آن با بازوهای آهنگر از دوران انقلاب صنعتی آغاز گردید. امروزه ماشین آلات و تجهیزات آهنگری متنوعی وجود دارند که به کمک آنها می توان به ساخت قطعات کوچکی به اندازه یک مهره تا قطعات بزرگ مانند روتور توربین و قطعات کشتی و خودرو اشاره کرد.

شکل دهی ورق در صنعت قطعه سازی از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. بسیاری از قطعات مصرفی از سینی های غذا خوری تا پنل های جداسازی دیوارهای صنعتی به کمک روش شکل دادن ورق تولید می شوند. در حقیقت شکل دادن ورق روشی برای تبدیل ورقهای تخت فلزی به شکل مورد نظر بدون شکست یا نازک شدن موضعی شدید ورق است. از جمله فرایند های شکل دهی ورق می توان به خم کاری اشاره کرد. خم کاری فرایندی است که در اغلب روش های شکل دادن وجود دارد. از جمله کاربردهای این فرایند، ‌ایجاد انحنا در یک ورق و یا تبدیل آن به ناودانی های با مقطع U، V و در مواردی شکل های حلقوی می باشد.  

خم کاری

خم کاری به عمل وارد کردن گشتاورهای خمشی به صفحه یا ورق اطلاق می شود که توسط آن قسمت مستقیمی از جسم به طول خمیده تبدیل می شود. در یک عمل خم کاری مشخص،‌ شعاع خم (r)نمی تواند از حد خاصی کمتر باشد زیرا که فلز روی سطح خارجی خم که تنش کششی به وجود می آید ترک خواهد خورد. معمولاً حداقل شعاع خم بر حسب ضخامت ورق تعریف می شود. آزمایش های تجربی نشان داده اند که اگر شعاع خم سه برابر ضخامت ورق باشد،‌خطر ترک خوردگی وجود ندارد. در فرایند خم کاری به حداقل شعاع خم اصطلاحا حد شکل دادن می گویند. این شعاع برای فلزات مختلف بسیار متفاوت است و افزایش کار مکانیکی باعث افزایش آن می شود. در مورد فلزات بسیار نرم، ‌شعاع خم حداقل می تواند صفر باشد و این گونه فلزات را می توان روی خودشان تا کرد. اما به منظور جلوگیری از صدمه به تجهیزات خم کاری (سنبه و قالب)استفاده از شعاع خم کمتر از 0.8میلی متر توصیه نمی شود. شعاع خم ورق هایی از جنس آلیاژهای با استحکام بالا می تواند حداقل 5 برابر ضخامت ورق باشد.   انواع خم کاری   به طور کلی قطعاتی که دچار فرایند خم کاری می شوند،‌ قابل تجزیه یکی از انوع خم کاری V شکل خم کاری گونیایی و خم کاری U شکل (ناودانی)خواهند بود.

خم کاری V شکل   جهت انجام این فرایند نیازمند استفاده از یک سنبه و ماتریس از جنس فولاد آب داده می باشیم. سر سنبه و فرورفتگی ماتریس به شکل V می باشد. ماتریس روی پایه ای با ارتفاع معین قرار می گیرد تا بتواند در مقابل نیروی خم کاری تحمل داشته باشد. اتصال ماتریس و پایه معمولاً توسط چهار پیچ و دو پین صورت می گیرد. از مزایای خم کاری V شکل می توان به ساده بودن قالب و انجام خم کاری هایی در محدوده ی زاویه صفر تا 90 درجه اشاره کرد. جهت رسیدن به شعاع معین لازم است که شعاع سنبه و ماتریس درست انتخاب شوند. امروزه جهت رسیدن به شعاع معین وافزایش سرعت خم کاری از تجهیزات کمکی مانند غلتک نیز استفاده می کنند.  

خم کاری گونیایی هدف از انجام این فرایند ایجاد خم با زاویه 90 درجه است و در آن یک جفت سنبه-ماتریس استفاده می شود. ماتریس به مانند خم کاری V شکل می تواند روی یک پایه سوار شود. برای کنترل فرایند خم کاری از یک فشار انداز که به عنوان حمایت کننده ورق نیز کار می کند استفاده می شود. قطعه ی مورد نظر به گونه ای درون ماتریس قرار می گیرد که بازوی بلندتر آن روی فشارانداز باشد. پایین آمدن سنبه باعث می شود که قطعه به فشار انداز بچسبد و به همراه آن درون ماتریس فرو برود و در نتیجه آن بازوی کوچکتر جسم عمود بر بازوی بزرگ تر خواهد شد.   خم کاری U شکل   قالب خم کاری U شکل مشابه خم کاری گونیایی ساخته می شود. با این تفاوت که دو علم خم کاری گونیایی روی ورق انجام می شود و از هر دو طرف خم،‌ نیرویی برابر و در جهت مخالف سنبه وارد می شود. از مزایای این فرایند می توان به ایجاد هم زمان دو خم 90 درجه ای و دقت زیاد آن اشاره کرد. از محدودیت های آن باز شدن دهانه ی خم ناشی از برگشت فنری می باشد.

کشش عمیق

از جمله فرایندهای شکل دهی ورق می توان به کشش عمیق اشاره نمود. کشش عمیق یکی از انواع فرایندهای فلزکاری است که برای شکل دادن ورق های مسطح وتبدیل آنها به محصولات فنجانی شکل مانند وان حمام، ‌سینک های ظرف شویی، ‌لیوان، محفظه های پوسته ای گل گیر خودرو به کار گرفته می شود.   نورد   نورد به فرایندی گفته می شود که تغییر شکل پلاستیک فلز از طریق عبور آن از بین غلتک ها صورت پذیرد. امروزه استفاده از غلتک یکی از متداول ترین روش های شکل دادن محسوب می شود. از امتیازهای این روش ظرفیت تولید بالای آن است. به طوری که می توان روزانه چند صدتن فلز را نورد کرد. محصول نورد ممکن است فراورده ی پایانی و یا مراحلی از شکل دادن فلز باشد از جمله محصولات نورد می توان به ورق، ‌میل گرد و انواع پروفیل با مقطع H،T،I و. اشاره کرد. دسته بندی فرایند های نورد می تواند بر اساس دستگاه های نورد و یا دمای نورد باشد.     دسته بندی فرایندهای نورد  

دستگاه نورد اجزای دستگاه نورد قفسه ی نورد، غلتک ها، یاتاقان ها، ‌محفظه ای برای محافظت این قطعات و نیروی محرکه ای برای به حرکت در آوردن غلتک ها است. علاوه براین ها به تجهیزات مکانیکی و الکتریکی برای کنترل و تنظیم نیرو و سرعت دورانی غلتک ها نیز نیاز است. قفسه های نورد معمولاً‌ بر حسب تعدد قالب ها و آرایش آنها نسبت به یک دیگر تقسیم بندی می شوند. در قفسه های نورد دو غلتکی جهت چرخش غلتک ها دو طرفه است بطوری که با تغییر جهت حرکت آنها ضخامت قطعه در رفت و برگشت قابل کاهش می باشد. در این روش قطعه کار بین دو غلتک تغییر شکل داده می شود و بیشتر کاهش در سطح مقطع مورد نظر می باشد. مشخصه بارز این روش این است که: اولاً محور غلتک ها با هم موازیند و ثانیا تغییر شکل در امتداد حرکت عمومی قطعه و عمود غلتک ها صورت می پذیرد. در حقیقت چون تغییر شکل در امتداد طول صورت می گیرد و به آن نورد طولی می گویند. این نوع نورد در صنعت و حتی کارگاه های کوچک شکل دهی بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. علاوه بر قفسه های نورد دو غلتکی، قفسه های نورد سه غلتکی،‌شش غلتکی و اقماری نیز وجود دارند. مزیت قفسه های نورد سه غلتکی نسبت به قفسه نورد دو غلتکی در این است که می تواند فرایند نورد را بدون تغییر جهت حرکت غلتک ها در هر دو جهت رفت و برگشت انجام دهد. علت این امر مخالف بودن جهت حرکت غلتک میانی با جهت حرکت دو غلتک بالایی و پایینی است. انتقال قطعه کار به سمت دهانه ی ورودی دو غلتک پایینی و (یا بالایی)میانی توسط میز بالا بر انجام می پذیرد. علت استفاده از قفسه نورد چهار غلتکی کاهش نیروی لازم برای نورد و جلوگیری از خم شدن غلتک های شکل دهنده ی کاری هنگام نورد تختال ها، تسمه های عریض و ورق است. از بین چهار غلتک دو غلتک به عنوان غلتک های شکل دهنده (دو غلتک که در تماس مستقیم با قطعه کار هستند)و دو غلتک به عنوان پشتیبان عمل می کنند. در غلتک های چهار تایی،‌ فقط غلتک های کاری توسط نیروی محرکه خارجی حرکت می کنند و حرکت دو غلتک پشتیبان بر اثر اصطکاک بین آنها و غلتک های کاری است. گاهی اوقات به منظور کاهش بیشتر احتمال خم شدن غلتک های کاری از قفسه های نورد شش غلتکی استفاده می شود. در این نوع قفسه ها، چهار غلتک پشتیبان در اثر اصطکاک با دو غلتک کاری به حرکت در می آیند. قفسه های نورد اقماری شامل یک جفت غلتک پشت بند سنگین هستند که توسط تعداد زیادی غلتک های کوچک احاطه شده اند. از خصوصیات عمده ی این نوع قفسه این است که تختال مستقیماً در یک مرحله از دستگاه نورد عبور کرده و تبدیل به تسمه می شود. در حقیقت هر غلتک کوچک (غلتک سیاره ای)علاوه بر طی مسیر دایره ای بین غلتک پشت بند (غلتک پشتیبان)و تختال کاهش نسبتاً ثابت در تختال به وجود می آورد. هنگامی که یک جفت غلتک اقماری از تماس با قطعه خارج می شود،‌ یک جفت غلتک دیگر با قطعه تماس پیدا می کند و عمل کاهش ضخامت تکرار می شود. کاهش کل از مجموع کاهش های کوچکی است که توسط جفت غلتک های سیاره ای که بسرعت پشت سر هم می آیند،‌ ایجاد می شود. برای وارد کردن تختال به قفسه های نورد اقماری استفاده از غلتک های تغذیه ضروریست.

دمای نورد

نورد سرد

نورد سرد معمولا برای تولید ورق و تسمه با پرداخت سطحی و دقت ابعادی به کار گرفته می شود. همچنین در مواردی برای استحکام بخشی به ورق از طریق کار مکانیکی از این فرایند شکل دهی استفاده می شود. مهم ترین کاربردهای محصولات نورد سرد در اتومبیل تجهیزات خانگی مانند یخچال اجاق گاز، ماشینهای ظرفشویی و لباس شویی دستگاه های الکتریکی مخازن و تجهیزات ساختمانی هستند. ورق های تولید شده توسط نورد سرد ابتدا تا حداقل ضخامت ممکن (حدود 1.5 میلی متر)از طریق نورد گرم تولید شده، ‌سپس بعد از اسید شویی کاهش ضخامت و در مواردی تغییر شکل آنها توسط فرایند نورد سرد انجام می پذیرد. علاوه بر کاهش ضخامت و رساندن قطعه به دقت ابعادی مورد نظر، ‌حذف نقطه تسلیم از ورق های فولادی از دیگر کاربردهای نورد سرد است. در حقیقت چون وجود نقطه ی تسلیم باعث بوجود آمدن شرایط تغییر شکل نا همگن در فرآیندهای شکل دادن (به ویژه کشش عمیق)می شود بنابراین حذف آن از اهمیت به سزایی برخوردار است. انجام یک مقدار کار مکانیکی توسط نورد که اصطلاحا به نورد بازپخت معروف است باعث حذف نقطه ی تسلیم می شود. صاف کردن ورق های نورد شده نیز از دیگر کاربردهای نورد سرد است به طوری که با استفاده از فرایند نورد تراز کردن غلتکی (که شامل دو دسته غلتک با قطر کم است)انحنای ناشی از فرایندهای قبلی برطرف می شود. در حقیقت در این فرایند دو دسته غلتک با قطر کم به نحوی قرار گرفته اند که ردیف های بالایی و پایینی نسبت به هم انحراف دارند. وقتی ورق داخل ترازگر می شود،‌ به طرف بالا و پایین تغییر شکل پیدا کرده و با بیرون آمدن از غلتک ها صاف می شود.  

نورد گرم

اولین کار گرمی که روی بیش تر قطعات فولادی صورت می پذیرد نورد گرم است. دستگاه هایی که نورد گرم را انجام می دهند، ‌از دو غلتک دو جهته به قطر بیش از 60 تا 140 سانتی متر تشکیل شده اند. مهم ترین نکته ای که فرایند نورد گرم را از نورد سرد متمایز می سازد، دمای آن است. در حقیقت نورد کردن قطعه ای در دمای بالاتر از دمای تبلور مجددش نورد گرم نام دارد. از آنجا که در فرآیند نورد گرم فاصله ی زمانی بین کار مکانیکی و فرایند تبلور مجدد بسیار کوتاه است بنابراین قطعه هم زمان که تحت تاثیر کار سرد قرار می گیرد، بلافاصله تبلور مجدد نیز می شود. از مهم ترین مزایای نورد گرم می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1- توانایی بسیار بالای ماده برای تغییر شکل به دلیل افت تنش سیلان ناشی از افزایش دما

2- بازگشت ماده به ساختار میکروسکوپی اولیه ی خود بلافاصله پس از تغییر شکل در مقابل این مزیت ها، محدودیت هایی نیز وجود دارد از جمله:

1-اکسید شدن ناشی از درجه حرارت بالا

2- حساس بودن شکل پذیری به درجه حرارت، ‌به ویژه فولادها که در محدوده ی حرارتی 350 - 250 دچار تردی آبی می شوند.

3-افزایش نقش ضریب اصطکاک        

نورد میله و پروفیل میله های با سطح مقطع دایره با چند ضلعی و شکل های مورد استفاده در ساختمان سازی مانند تیرهای I و V شکل و ریل های راه آن توسط فرایند نورد گرم و با کمک غلتک های شیار دار تولید می شوند. نکته قابل توجه در مورد نورد میله و پروفیل تفاوت آنها با نورد تسمه و ورق است،‌زیرا مقطع فلز در این نورد در دو جهت کاهش می یابد. اگر چه بازهم در هر لحظه معمولا ماده فقط در یک جهت فشرده می شود. نکته ی دیگر در تبدیل مقاطع در فرایند نورد است به طوری که جهت تبدیل یک شمش با سطح مقطع مربع به میل گردی به سطح مقطع دایره باید از مراحل تبدیلی مربع و بیضی سود جست. طراحی مراحل نورد برای پروفیل های ساختمانی به مراتب پیچیده تر است. مکانیزم نیش وقتی قطعه ای بین غلتک های نورد قرار می گیرد یکی از دو حالت زیر می تواند برای آن اتفاق افتد:

1-به درون فضای خالی بین غلتک ها وارد شود که شرط بروز عمل نیش است

2-پشت غلتک ثابت بماند و اجازه ی وارد شدن به درون فضای خالی را پیدا نکند واضح است که هدف اصلی در فرایند نورد واردشدن قطعه به فضای خالی بین غلتک هاست.

بنابراین در این قسمت شرط نیش و یا گزش قطعه تش غلتک های نورد را بررسی می کنیم. اگر جهت حرکت غلتک ها هنگامی که قطعه در تماس با آن ها قرار می گیرد،‌ یک نیروی فشاری در جهت شعاع بر قطعه وارد می شود اگر در ناحیه ی تماس بین غلتک ها و قطعه کار اصطکاک وجود نداشته باشد قطعه روی غلتک سر می خورد و به هیچ وجه اجازه وارد شدن به درون فضای خالی غلتک ها را پیدا نمی کند. اما اگر بین قطعه کار و غلتک ها اصطکاک وجود داشته باشد مولفه ی افقی این نیرو باعث گزینش یا نیش قطعه می شود. قابل ذکر است که این نیرو همواره مماس بر غلتک است و به نیروی اصطکاکی دارد و نیروی شعاعی و نیروی اصطکاکی بر هم عمودند. هر دو نیروی اصطکاکی و شعاعی دارای مولفه هایی در امتداد افقی و قائم هستند. هر دو مولفه ی عمودی نیروهای اصطکاکی و شعاعی به طرف پایین هستند و تمایل دارند که قطعه را فشرده کنند. اما مولفه ی افقی این دو نیرو رفتار مشابهی ندارند. در حقیقت مولفه ی افقی نیروی شعاعی تمایل دارد که قطعه را پس بزند و هیچ تمایلی برای گزش قطعه ندارد، ‌در حالی که مولفه افقی اصطکاکی تمایل به کشیدن قطعه به درون غلتک دارد. حال اگر مولفه ی افقی اصطکاکی بزرگ تر از مولفه ی نیروی شعاعی گردد،‌ قطعه گزیده می شود. از زبان ما نوع دیگر شکل دهی ورق به صورت قرقره های مرحله ای می باشد. در این سیستم که به وسیله ی دستگاه رول فرمینگ انجام می پذیرد، ‌قرقره ها طی مراحل مختلف و به صورت سرد ورق را فرم می دهند تا ورق به شکل پروفیل دلخواه درآید. در شکل دهی ورق در مراحل مختلف زوایا و خمشهای اعمال شده باید به صورتی باشد تا کمترین تنش را به ورق و یا پروفیل تولیدی وارد آورده تا نتیجه کار یا همان سازه تولیدی، مطلوب و قابل تحسین باشد و امکان تغییر را در طولهای زیاد به حداقل برساند. تعداد مراحل یا ایستگاهها و یا استیجهای دستگاه رول فرمینگ بستگی به نوع شکل پروفیل،‌ضخامت ورق، جنس ورق و پیچیدگی زوایای سازه دارد که معمولاً شرکتهای سازنده این مدل دستگاهها نکات مختلفی را باید رعایت کنند. جنس قالبها و یا همان قرقره های فرم بستگی به ضخامت ورق و تیراژ تولید دارد و معمولاً باید از فولادهایی استفاده گردد که در عملیات حرارتی که همان سخت کاری فولاد می باشد کمترین شوک و تنش به فولاد وارد گردد که در اثر آن قرقره تغییر حالت پیدا نکند. سرعت پروفیل در مراحل مختلف باید یکسان باشد تا کشندگی ورق در تمام نقاط دستگاه به یک صورت باشد تا ورق کشیده نشود برای این کار باید طراحی این قالبها به صورتی باشد که این مسئله مهم روی آن اعمال گردد. مقطع تولیدی هر چقدر هم از لحاظ اندازه استاندارد باشد مهم این است که این مقطع وقتی تبدیل به پروفیل در طولهای مختلف می گردد، در طول خمش نداشته باشد، برای خنثی کردن شیبهای احتمالی پروفیل از دستگاهی بنام ترکهد استفاده می گردد که در انتهای دستگاه بعد از استیج آخر قرار می گیرد که وظیفه خنثی کردن خمشهای پروفیل را دارد تا پروفیل به صورت صاف تولید گردد. ترکهد در شش جهت حرکت می کند و در نتیجه خمشهای بالا و پایین، ‌چپ و راست و پیچیدگی حول محور خود را خنثی می کند. دستگاههای رول فرمینگ به صورت چرخ دنده ای،‌ چرخ زنجیری، گیربکسی و گاردانی ساخته می شود که بستگی به ضخامت ورق، ‌تیراژ و سرعت تولید دارد. شرکت ماشین سازی هامون افتخار دارد با تکیه بر محاسبات، ‌نقشه کشی، تجربیات و نیروی اجرایی قوی بتواند گامی بلند در جهت ارتقای صنعت ایران بردارد و به امید روزی که ایران احتیاج به واردات این نوع دستگاهها نداشته باشد و بتوانیم تمامی خواسته هایمان را به نحوه مطلوب به انجام برسانیم.

فرآیند آبکاری الکتریکی اساساً برای رسوب دادن نیکل، طلا یا نقره روی جواهر آلات، چاقو و قطعات دوچرخه به کار رفت. مهارت علمی سازندان انگلیسی، آلمانی و آمریکایی و مرغوبیت ممتاز محصول آنها این فرآیند را عمومیت داد. امروزه آبکاری الکتریکی تا حدی توسعه یافته است که نه تنها مرحله نهایی تولید بعضی محصولات است بلکه برای ایجاد پوششهای محافظی مثل کادمیم، کروم یا اکسید آلومینیوم روی قطعات به کار می رود.

فرآیند آبکاری الکتریکی اساساً برای رسوب دادن نیکل، طلا یا نقره روی جواهر آلات، چاقو و قطعات دوچرخه به کار رفت. مهارت علمی سازندان انگلیسی، آلمانی و آمریکایی و مرغوبیت ممتاز محصول آنها این فرآیند را عمومیت داد. امروزه آبکاری الکتریکی تا حدی توسعه یافته است که نه تنها مرحله نهایی تولید بعضی محصولات است بلکه برای ایجاد پوششهای محافظی مثل کادمیم، کروم یا اکسید آلومینیوم روی قطعات به کار می رود.
اساس آبکاری الکتریکی به این صورت است که در اثر عبور جریان مستقیم از یک الکترولیت فلز محلول در آن روی کاتد رسوب کرده و متعاقباً مقداری از فلز آند وارد محلول می شود به این ترتیب الکترولیت ثابت می ماند. آبکاری الکتریکی برای ایجاد پوشش های تزئینی و محافظ، اصلاح سطوح ساییده شده یا اضافه ماشینکاری شده، قطعه سازی یا به عبارتی شکل دهی الکتریکی قطعات شکل پیچیده که دارای زوایای مقعر، ابعاد دقیق و سطوح طرح دار (مثل صفحات چاپی)هستند، عملیات آندکاری، تمیزکاری الکترولیتی، پرداخت الکترولیتی، اسید شویی آندی، استخراج و تصفیه فلزات به کار می رود.
ضخامت پوششهای رسوب ـ الکتریکی به دانسیته جریان، راندمان جریان و مدت زمان عملیات بستگی دارد. خواص فیزیکی تابع دانسیته جریان، دما، ترکیب حمام، کیفیت سطحی قطعه و عوامل افزودنی به حمام است. از این نظر نمکهای آبکاری الکتریکی اهمیت زیادی پیدا کرده اند به طوری که روز به روز تقاضای آنها افزایش می یابد.
کیفیت رسوب الکتریکی بر حسب کاربرد آن تغییر می کند اگر هدف از آبکاری این باشد که برای مدت کوتاهی از زنگ زدن فولاد جلوگیری شود ممکن است پوشش نازکی هم کافی باشد ولی اگر شفافیت رسوب نیز مهم باشد در این صورت کیفیت بالاتری طلب خواهد شد. کیفیت رسوبهای نازک از طریق آزمایش اندازه گیری ضخامت و مقاومت خوردگی تعیین می گردد.
کیفیت آبکاری به واکنشهای که در طول عملیات روی کاتد انجام می گیرند بستگی دارد. اگر حمام به طور صحیح آماده و تنظیم شده باشد واکنشهای فوق نیز مطلوب خواهند بود. ولی کلاً شرایط مناسب عملیاتی از نظر کاتد و حمام تولید رسوبی رضایت بخشی را تضمین نمی کند.

آماده کردن حمام:
اولین قدم برای آماده کردن حمام جدید این است که وان خالی کاملاً تمیز شود. ذرات و گرد و غبار از طریق جارو کردن و خشکانده خارج گشته و مواد روغنی توسط کهنه آغشته به حلال مناسب پاک شوند. وانهای پلاستیکی یا لاستیکی به تمیز کاری بیشتری نیاز دارند. وانهای چدنی ممکن است به رنگ کاری یا آسترکشی نیاز داشته باشند. وان عملیات بعد از اسیدشویی با آب آبکشی می شود. اگر وان بلافاصله مورد استفاده قرار نگیرد آن را با محلول 1% هیدرواکسید سدیم یا تری فسفات سدیم پر می کنند تا زنگ نزند. در غیر این صورت مقداری آب به آن ریخته و بعد ترکیبات دیگر اضافه می گردد. برای نمکهای حل شونده معمولاً 3/1 وان را پر می کنند ولی برای نمکهای سخت ـ حل شونده نظیر نمکهایی که به حمامهای غلیظ نیکل اضافه می گردند باید از 3/2 وان استفاده کرد. ترتیب اضافه کردن ترکیبات مهم است. برای مثال در آماده کردن حمام سیانیدی مس، سیانید قلیایی قبل از سیانید مس نامحلول به حمام اضافه می شود. ولی ترتیب اضافه کردن کربنات، نمک راشل یا سوزآور خیلی مهم نیست. نمکها و کلاً ترکیبات دیگر باید به طور آرام به حمام اضافه شده و همزمان محلول هم زده شود. این کار ممکن است به طوردستی و با یک بیلچه انجام بگیرد. در صورتی که نمکها سریع اضافه شوند ممکن است در اثر گلوله ـ گلوله شدن انحلال خیلی سخت انجام بگیرد.
بعد از انحلال کامل همه نمکها وزن مخصوص الکترولیت را توسط هیدرومتر بومه اندازه می گیرند. در صورتی که وزن مخصوص حمام مناسب باشد آبکاری آزمایشی روی چند نمونه انجام می گیرد. بدین ترتیب مشخص می شود که آیا می توان از حمام استفاده کرد یا ترکیب آن باید مجدداً تنظیم شود. برای مثال ممکن است pH و عوامل افزودنی به اصلاح نیاز داشته باشند یا تصفیه اولیه لازم باشد. بعد از اینکه ترکیب حمام در دامنه مورد نظر تنظیم گشته و آبکاری آزمایشی انجام گرفت آزمایش را برای شارژ کامل اجرا می کنند تا رفتار جریان از نظر ولتاژ، اشکالهای الکتریکی و تماس قلابها و آویزها به شمشهای اتصال چک شود. در آبکاری الکتریکی شستشو دادن، آبکشی، اسیدشویی و چربی گیری اهمیت زیادی دارد در اینجا هر کدام از عملیات فوق به طور مختصر توضیح داده می شود: 
1)شستشو: این کار توسط انواع تمیز کننده های قلیایی انجام می گیرد انتخاب نوع آن به موادی که باید شسته شوند و همین طور روش شستشو (غوطه وری خالص یا با استفاده از سیستم الکتریکی)بستگی دارد. پاک کننده ها موادی چون فسفات سدیم، هیدرواکسید سدیم، سیلیکات سدیم، کربنات سدیم، بورات سدیم یا ترکیبی از مواد فوق هستند ولی موماً حاوی فسفات یا سیلیکات همراه با مقداری کربنات یا هیدرواکسید هستند.
در تمیز کاری الکتریکی قطعات ممکن است قطب آند یا کاتد باشند. تمیز کننده های آندی ترجیح داده می شوند چون ناخالصیهای فلزی نمی توانند روی قطعات رسوب کنند.
2)چربی گیری: قبل از شستشوی الکتریکی چربی گیری انجام می گیرد. به این صورت قطعات را در حلالهای سرد غوطه ور کرده یا در معرض بخار داغ قرار می دهند. بخار حلال روی فلز کندانس شده و چربی را حل می کند.
3)اسید شویی: در فرآیند های آبکاری برای تأمین سطح فعال باید فیلمهای غیرآلی سطح شامل پوسته های اکسیدی یا محصولات زنگ از سطح حذف شوند. در غیر این صورت چسبندگی رسوب به سطح کار ضعیف شده و ممکن است رسوب حفره ـ حفره و یا پوسته ـ پوسته گردد.
4)آبکشی: آبکشی ممکن است به صورت غوطه وری در آب جاری یا با استفاده از اسپری انام بگیرد. بعضی وقتها برای اطمینان از خارج شدن نمکهای سطحی ممکن است آبکشی تکرار شود.

جزئیات تمیزکاری قطعات فلزی:
سطح قطعات فلزی معمولاً حاوی گرد و خاک، گریس، پوسته های اکسیدی و مایعات خاص مصرف شده در فرآیند تولید است. چنانکه قبلاً گفته شد برای تأمین چسبندگی مطمئن بایستی هرگونه آلاینده ای که از تماس مستقیم محلول حمام با سطح فلزی جلوگیری می کند پاک گردد. علاوه بر این قبل از آبکاری باید شیارها و خراشها و یا پوششهای سطحی اصلاح شوند.
محلولهای تمیزکاری: برای پاک کردن مواد روغنی با گریس روی سطح قطعات آنها را در محلول قلیایی حاوی L/g 20 کربنات سدیم یا پتاسیم و سپس در آب گرم غوطه ور می کنند. برای جلوگیری از خوردگی یا زنگ زدن ممکن است آبکشی در آب سرد نیز انجام بگیرد.
زنگ آهن، زنگ مس از طریق شستشو در اسیدهای معدنی رقیق حذف می شوند. برس کاری به راحت کنده شدن پوسته های سطح کمک می کند. در صورتی که بعد از اسیدشویی ابتدایی پوسته ها کاملاً پاک نشوند می توان عملیات را تکرار کرد.لکه های تیره نازک را می توان از طریق غوطه وری در محلول قوی سیانید پتاسیم (g/L 7)و چند قطره مایع آمونیاک پاک کرد. پوسته های اسیدی مس و روی در مخلوط 1 جزء اسید سولفوریک و 20 جزء آب بخوبی تمیز می شوند. برای پوسته های ضخیم تر باید از محلول اسیدی غلیظ تری استفاده کرد.زنگ آهن روی قطعات فولادی یا چدنی بخوبی در محلول 6 جزء اسید سولفوریک، 1 جزء اسید هیدرولیک و 160 جزء آب حذف می شود. مدت زمان غوطه وری min1 یا بیشتر است. برای پاک کردن لکه های اسیدی قلع یا روی از محلول قلیایی داغ استفاده می کنند.
فرآیند جیوه دهی: در این فرآیند حدود 30 گرم جیوه را داخل ظرف شیشه ای ریخته و به آن 30 گرم اسید نیتریک رقیق شده توسط سه برابر آب مقطر اضافه می کنند. برای این که جیوه کاملاً حل شود مخلوط را آرام آرام گرم کرده به آن اسید می افزایند. در نهایت 4 لیتر آب به محلول فوق اضافه کرده و خوب به هم می زنند. با غوطه ور کردن قطعات برنجی مسی یا نقره آلمانی در این محلول لایه ای نازک و براقی از جیوه سطح آنها را می پوشاند.
تمیزکاری الکترولیکی: فرآیند حذف کردن پوسته های سطحی در محلول با استفاده از جریان الکتریسیته است. در این فرآیند قطعات را از کاتد یا آند آویزه کرده و در وانی حاوی محلولی که هدایت الکتریکی خوبی دارد مثل اسید یا سیانید غوطه ور می کنند. انتخاب نوع محلول (از نظر اسیدی یا قلیایی بودن)به موادی که باید تمیز شوند بستگی دارد. برای تمیز کردن لکه های اضافی گریس یا زنگ محلول قلیایی مناسب است. در اثر عبور جریان برای مدت 10 تا 15 دقیقه از محلول تمام زایده های سطحی حذف می گردند.
تمیزکاری مکانیکی: تمیزکاری مکانیکی مکمل تمیزکاری شیمیایی و الکتروشیمیایی است. در این روش ابتدا به منظور پاک کردن چربیهای سطحی قطعات را توسط محلول پتاس شستشو داده و سپس در محلول اسیدی غوطه ور می کنند. بعد از مدت زمان مناسبی قطعات را خارج کرده و آبکشی می نمایند. در این حالت با استفاده از برس سیمی (به صورت دستی یا سنگ دستی)می توان مواد زاید سطحی را براحتی حذف کرد.
سطح قطعات کوچک ریخته گری و پرسکاری را می توان از طریق چرخاندن در داخل بشکه ای تمیز کرد. در این روش سطح قطعات در اثر غلتیدن روی همدیگر و سایش پاک می شود. از طریق ساچمه پاشی نیز می توان سطح قطعات را تمیز نمود. در روش دیگر قطعات را داخل بشکه حاوی ساچمه های فولادی که توسط الکتروموتوری حول محور قائم می چرخد می ریزند در این روش در اثر لغزش ساچمه روی قطعات، سطحی تمیز با درخشندگی بالا به دست می آید. این روش برای براق کردن سطح قطعات بعد از آبکاری نیز به کار می رود.

آبکاری مس:

آب مس به عنوان پوشش زیرین،‌در سیستم چند پوششی،‌عایق حرارتی برای انتقال حرارت،‌در الکتروفرمینگ و در بردهای مدار چاپی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد. اگر چه فلز مس در مقابل خوردگی نسبتاً مقاوم است،‌وقتی در مجاورت هوا قرار می گیرد به سرعت جلای خود را از دست می دهد و لک می شود. وقتی یک سطح زیبا و با دوام مورد نیاز باشد،‌آب مس به ندرت به تنهایی به کار می رود. آب مس براق در سیستم های چند پوششی،‌به عنوان پوشش زیرین محافظ مورد استفاده قرار می گیرد،‌یا وقتی تنها به عنوان پوشش تزئینی به کار می رود،‌توسط لایه ای از لاک شفاف در مقابل کدر و لک شدن،‌محافظت می شود،‌برای آبکاری مس می توان از الکترولیت های متعددی استفاده کرد که متداول ترین آنها عبارتند از:محلول های سیانید و پیروففات قلیایی،‌حمام های اسیدی سولفات و فلوئوبورات.

حمام های قلیایی آبکاری:

حمام های پروفسفات قلیایی به علت سرعت خوب آبکاری،‌اغلب برای ایجاد پوشش ضخیم به کار می روند،‌هر چند که باید به دقت کنترل شوند. با استفاده از حمام های سیانید قلیایی که کنترل آنها نسبتاً آسان است،‌می توان پوشش های نازکی با ضخامت یکنواخت به دست آورد. با توجه به قابلیت های بالای پوشش دادن این حمام ها بیشترین کاربرد را دارند. حمام های سیانید رقیق و سانید را شل برای ایجاد پوشش نازکی از مس به ضخامت m μ 3 تا (0.05-0.1mil)1.0 بیش از آبکاری مس و یا فلزات دیگر مورد استفاده قرار می گیرند. حمام های سیانید را شل غلیظ برای ایجاد پوشش هایی تا ضخامت حدود m μ 8   (0.3mil)، کاملاً مناسب هستند. با یک تغییر کوچک در تغییر الکترولیت را شل در آبکاری با الکترولیت ثابت،‌ با همزن مکانیکی یا برای بازدهی بیشتر با هم زدن توسط هوا مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین در مواردی که جریان معکوس متناوب و یا جریان منقطع استفاده می شود نیز این الکترولیت کاربرد دارد. حمام های آبکاری سیانید مس با غلظت مس کم و سیانید آزاد زیاد،‌سطح قطعات مختلف را طی عملیات آبکاری تمییز می کنند. اگر چه از این الکترولیت ها نباید به منظور تمییز کردن استفاده نمود،‌ولی به هر حال این حمام ها توانایی ایجاد پوشش نازکی از مس روی قطعاتی که تمیز کردنشان مشکل است را دارند. استفاده از سایر حمام ها منجر به پوشش ناقص و چسبندگی ضعیف می شود.

حمام های سانید سدیم و پتاسیم با راندمان بالا

با اضفه کردن مواد افزودنی خاص به حمام های غلیظ،‌می توان از آنها برای تولید پوشش هایی با براقی و قدرت هم سطح کنندگی متفاوت و ضخامت هایی از 8 تا m μ 5  20mils)تا 0.3)استفاده کرد. این الکترولیت ها به طور معمول،‌پوشش های ضخیم،‌صاف و براقی ایجاد می کنند. به دلیل قدرت بالای پوشش این الکترولیت ها،‌نقاط گود و تو رفته نیز دارای پوشش ضخیم و یکنواخت می گردند. برای ایجاد پوشش های صاف و بدون حفره عموماً از مواد افزودنی خاصی در این حمام ها استفاده می شود. قبل از آبکاری در حمام های باراندمان بالا، ابتدا قطعات باید با یک لایه نازک مس به ضخامت حدود m μ (0.05mil)10 از یک الکترولیت رقیق سیانید مس پوشش داده شوند.

مشخصات حمام های باراندمان بالا عبارتند از:

- دمای نسبتاً بالا

- غلظت زیاد مس

- سرعت عمل بالا

 سرعت آبکاری در این حمام ها 3 تا 5 برابر حمام های سیانید رقیق و سیانید راشل می باشد. قطعاتی که در این الکترولیت ها آبکاری می شوند،‌باید کاملاً تمییز شوند. در غیر این صورت پوشش ایجاد شده از کیفیت پایینی برخوردار خواهد شد. همچنین برای زدودن آلودگی های آلی،‌حمام باید مرتب تصفیه شود.کمپلکس های تشکیل شده از ترکیب سیانید پتاسیم و سیانید مس دارای حلالیت بیشتری از کمپلکس های ایجاد شده از ترکسیب سیانید سدیم و سیانید مس می باشند. استفاده از حمام سیانید بهتر از حمام سدیم سیانید است زیرا احتمال سوختن پوشش در لبه کمتر می شود. بنابراین امکان استفاده از دانسیته جریان بالاتر را فراهم می کند،‌در نتیجه سرعت آبکاری بیشتر می شود. در الکترولیت های با راندمان بالا برای یکنواخت کردن پوشش روی قطعات پیچیده از جریان منقطع استفاده می شود. با استفاده از جریان معکوس به صورت تناوبی،‌پوشش یکنواخت تر خواهد شد.معکوس کردن تناوبی جریان در این الکترولیت ها موجب کاهش خلل و فرج پوشش نیز می شود. ترکیبات و شرایط کار حمام های آبکاری سیانید مس در جدول 1 داده شده است.

استفاده از مواد افزودنی اختصاصی،‌سبب افزایش راندمان آندی و کاندی،‌افزایش خرده گیری آند و در نهایت موجب عملکرد بهتر این الکرتولیتها می شود. این مواد سبب براق شدن پوشش و همچنین ریز شدن دانه ها می شوند. افزودنی های اختصاصی برای کنترل تاثیرات آلودگی های آلی و غیر آلی نیز مورد استفاده قرار می گیرند.

 حمام های پیروفسفات مس برای آبکاری چند پوششی تزئینی،‌بردهای مدار چاپی و به عنوان عایق در عملیات حرارتی فولادها به کار می رود. حدود غلظت و شرایط کار در جدول 2 داده شده است.

خواص حمام پیروفسفات مس،‌حد واسطی بین حمام های اسیدی و سانیدی است،‌و بیشتر شبیه حمام سیانید با راندمان بالا سیانید با راندمان بالا می باشد. راندمان الکترود 100% است و قدرت پوشش دادن و سرعت آبکاری تا وقتی که حمام در PH تقریباً خنثی عمل می کند،‌خوب است. پوشش های به دست آمده حاوی دانه های ریز و نیمه براق هستند. هنگام استفاده از حمام پیروفسفات برای آبکاری فولاد،‌قطعات دای کاست از جنس روی،‌منیزیم،‌آلومینیم باید از یک پوشش اولیه بسیار نازک استفاده کرد. برای ایجاد این پوشش نازک،‌می توان از محلول سیانید رقیق مس یا پیروفسفات مس،‌نیکل یا محلول های دیگر استفاده کرد.

حمامهای آبکاری اسیدی:

از حمامهای اسیدی بطور گسترده در الکترورمینگ و تصفیه الکتریکی مس،‌تهیه پودر مس و آبکاری تزئینی استفاده می شود. این حمامها شامل مس دو ظرفیتی بوده،‌ قابلیت داشتن ناخالصی های یونی بیشتری نسبت به حمام های قلیایی دارند،‌اما قدرت پوشش دادن ضعیف تری برخوردارند. خلل و فرج حاصل از حمام اسیدی کمتر است که در پر کردن تخلخل های قطعات دای کاست بسیار موثر می باشد. بیش از آن که فولاد یا آلیاژ روی دای کاست در حمام اسیدی مس آبکاری شود،‌باید در حمام رقیق سیانید مس یا نیکل پوشش داده شود.

پوشش نازکی از نیکل مانع رسوب کردن مس و پوسته شدن پوشش می شود.

خواص پوشش:

عوامل مختلف در مراحل آماده سازی سطح و آبکاری،‌اثرات مهمی بر روی کیفیت پوشش مس ایجاد شده دارد. بعضی از آنها ممکن است اثر منفی بر میزان چسبندگی مس روی قطعه کار داشته باشند. برخی دیگر بر روی میزان خلل و فرج،‌براقی،‌سختی،‌زبری،‌پوسته شدن،‌لحیم کاری و هم سطح کنندگی تاثیر می گذارند.

● براق بودن: پوششهای مس براق اغلب در اثر افزودن مواد براق کننده به الکترولیت ایجاد می گردند. اگر چه فرچه کاری پوشش نیز منجر به براقی آن می شود آبکاری در حمامهای سیاتید غلیظ،‌در صورتی که با قلع جریان و یا معکوس شدن متناوب جریان صورت گیرد،‌نیز منجر به بهتر شدن براقی پوشش مس می گردد. فرچه کاری و پولیش الکتریکی قطعه قبل از آبکاری منجر به ایجاد پوشش صاف و نیمه براق در یک الکترولیت فاقد براقی می شود. اگر از الکترولیت حاوی براقی استفاده شود میزان براقی پوشش افزایش می یابد. فرچه کاری پوشش برای براق نمودن آن هزینه زیادی در بر دارد. آبکاری در حمامهای سیاتید دارای زاندمان بالا با جریان منقطع و یا جریان متناوب معکوس براقی پوشش را بهبود می بخشد. تکنیکهای پیشرفته ریخته گری و پرداخت مکانیکی قبل از آبکاری می توانند کیفیت پوشش مس را بهبود بخشند.

● چسبندگی: برای بدست آوردن چسبندگی مناسب،‌نوع سطح و نحوه آماده سازی آن بر اثر آبکاری بسیار مهم است.بطور کلی کیفیت پوشش در قطعات ریختگی و سطوح متخلخل در مقایسه با سایر قطعات پائین تر است. نوع جنس قطعه نیز از عوامل تعیین کننده است. در قطعات دایکاست با پایه منیزیوم یا آلومینیم،‌لایه ی زینکاته ای که بین قطعه و پوشش مس قرار می گیرد،‌عامل کنترل کننده و بحرانی می باشد.

● فولادهای ضد زنگ: سرعت فرو بردن قطعات از جنس فولاد ضد زنگ که سطوح آن کاملاً فعال شده به حمام آبکاری تاثیر مهمی در چسبندگی پوشش خواهد داشت. بعضی براقی های آلی ممکن است روی چسبندگی پوششهای بعدی تاثیر منفی داشته باشند. چسبندگی پوششهای مس از الکترولیتهای اسیدی هنگامی می تواند مناسب باشد که قطعه قبلاً توسط حمام رقیق مس پوشش نازکی داده شده باشد.

● خلل و فرج: میزان تخلخل پوشش مس را می توان با انتخاب نوع حمام آبکاری مس،‌ترکیب الکترولیت و کنترل آن،‌جنس قطعه و شرایط سطحی که باید آبکاری شود. کنترل نمود. میزان تخلخل روی یک سطح تعیین کننده روش پرداخت برای حداقل رساندن آ» می باشد. یک سطح متخلخل از مساحت جانبی بزرگی برخوردار است و برای آنکه راندمان آبکاری بالا باشد باید از دانسیته جریان بالایی استفاده کرد.

● پوسته شدن: سطح بیشتر در مورد قطعات با پایه روی به خصوص وقتی که قطعه آبکاری شده در معرض حرارت قرار می گیرد رخ می دهد ممکن است قطعات از جنس منیزیومی و یا آلومینیومی نیز پوسته شوند که علت آن می تواند کیفیت نامطلوب قطعات ریخته شده یا آماده نمودن نامناسب سطح و یا هر دو باشد. میزان پوسته شدن پوشش نازک مس روی قطعات ریخته شده با پایه روی که بعداً در معرض حرارت قرار می گیرد را می توان با کم کردن PH حمام سیانید از 6/12-12 به حدود 10 کاهش داد. از آنجایی که در این PH کم،‌ممکن است گاز خطرناک سیانید هیدروژن آزاد شود مراقبتهای لازم باید انجام شود. به همین دلیل تهویه خوب حمام امری ضروری است. پوسته شدن پوشش مس روی منیزیم و آلومینیم به خصوص در هنگام لحیم کاری و یا وقتی که قطعه در معرض حرارت قرار نگیرد پوسته شدن نمایان نمی گردد. بهتر است قطعات آلومینیمی و منیزیمی را که آب مس داده شده اند به طور آزمایشی در معرض حرارت کنترل شده که باید بعد ها متحمل شود،‌قرار داد. اگر چسبندگی در سطح تماس ضعیف باشد این امر موجب پوسته شدن پوشش قبل از آبکاری دیگر می گردد.

● زبری: زبری در پوشش اغلب در اثر وجود ذرات خارجی بر حمام ایجاد می شود. وجود این ذرات ناشی از تمیز نمودن نادرست و یا مهاجرت ذرات فلز مس و یا اکسید مس یک ظرفیتی ایجاد شده در آند به طرف کاند می باشد. چنین زبری به خصوص در الکترولیت سیانید سدیم غلیظ ایجاد می گردد و می توان با استفاده از کیسه های دور آند از به وجود آمدن آن جلوگیری کرد.

● قابلیت لحیم کاری: پوشش زمانی خوب است که:

الف – سطح مس عاری از اکسید باشد.

ب- پوشش به اندازه ی کافی ضخیم باشد.

ج- چسبندگی آب مس داده شده بسیار خوب باشد.

لحیم کاری مستقیم قطعاتی که پوشش مس داده شده و سپس در دستگاهی آب بندی شده که مورد استفاده قرار می گیرند امری معمولی است. برای قطعات الکترونیکی از جنس آلومینیم و منیزیم که کاربدهای فضایی دارند لحیم کاری امری متداول است. این قطعات باید قبل از لحیم کاری زینکانه شده و سپس آب مس داده شود. برای قطعاتی که در معرض هوا قرار می گیرند یک پوشش نهایی از جنس کادمیم کروماته شده یا قلع بر روی لایه مس در ایجاد قابلیت لحیم کاری و همچنین مقاومت در برابر خوردگی بسیار موثر است.

● سختی «الکترولیتهای سیانید بدون حضور معرفهای افزودنی نسبت به حمامهای اسیدی پوشش سخت تری ایجاد می کنند. استفاده از معرفهای افزودنی در تمامی الکترولیها موجب افزایش سختی پوشش می گردد. به طور کلی سختی پوشش مربوط به دانه های ریز است اما می توان سختی را بدون ریز کردن دانه نیز با جهت دادن صحیح کریستالها افزایش داد. در حمامهای اسیدی تغییر غلظت سولفات مس و یا اسید سولفوریک تاثیر چندانی روی سختی پوشش ندارد.

● هم ترازی: تاثیر بسیار مهمی بر روی ظاهر پوشش و نیز ظاهر محصول نهایی (وقتی که پوششهای دیگری نیز بر روی مس نشانده می شود)دارد. اغلب فلزی که باید پوشش داده شود صافی مطلوب را ندارد. می توان بر روی سطوح قطعات فلزی به طریق مکانیکی و یا شیمیایی کارکرد تا زبری سطح پیش از آبکاری کاهش یابد.

بعضی الکترولیتهای مس قدرت هم سطح کنندگی خوبی دارند. بدین ترتیب در هزینه پرداخت کاری سطح قبل از آبکاری و یا سایر طرق صاف کردن سطح صرفه جویی می شود. وقتی که به الکترولیتهای غلیظ پتاسیم،‌برخی معرفهای افزودنی اضافه شود و در حین آبکاری جریان منقطع و یا متناوب معکوس استفاده گردد،‌هم سطحی بسیار خوبی حاصل می شود.

الکترولیتهای سیانید پتاسیم غلیظ،‌مخلوط سدیم و پتاسیم و سیانید راشل(نه به اندازه الکترولیت سیانید غلیظ ولی تا حد قابل قبولی)خواص هم سطح کنندگی خوبی را با جریان منقطع و یا جریان معکوس متناوب ایجاد می کنند.

● مس در سیستمهای چند پوششی: آب مس اغلب به عنوان پایه برای پوششهای بعدی در سیستمهای چند پوششی مورد استفاده قرار می گیرد.

● هزینه: هزینه آبکاری مس به نوع تاسیسات بستگی دارد. در صورتی که تجهیزات مدرن،‌اتوماتیک باشند براقی ها و معرفهای مرطوب کننده بیشترین هزینه را در بر دارد. چنانچه عملیات در مخزن ثابت انجام گیرد. هزینه کارگر مهمترین عامل است. افزایش دانسیته جریان سبب کاهش زمان لازم برای ایجاد پوشش با ضخامت معین می گردد و در نتیجه هزینه پایین می آید به کمک شکل 5 می توان هزینه مس رسوب کرده روی قطعه را که عملیات آبکاری عادی و متداول است تخمین زد. به عنوان مثال شکل 5 نشان می دهد که gr 20(oz4)مس لازم است برای آبکاری ناحیه ای به مساحت (VFt²)0.7m² با پوششی به ضخامت 20 میکرون (0.8 mhl)است. هزینه پوشش مس با ضرب کردن وزن مس مورد نیاز در هزینه آندهای مسی بدست می آید. برای مساحتهایی بیشتر از (10Ft²)24m² این مقدار را باید در فاکتور مناسبی ضرب نمود.

اصول آبکاری 
به طور کلی ترسیب فلز با استفاده از یک الکترولیت را می‌توان به صورت واکنش زیر نشان داد: 
فلز
ترسیب فلز با روشهای زیر انجام می‌شود: 

آبکاری الکتریکی 
در این روش ترسیب گالوانیک یک فلز بر پایه واکنشهای الکتروشیمیایی صورت می‌گیرد. هنگام الکترولیز در سطح محدود الکترود/الکترولیت در نتیجه واکنشهای الکتروشیمیایی الکترون‌ها یا دریافت می‌شوند (احیا)و یا واگذار می‌شوند (اکسیداسیون). برای اینکه واکنشها در جهت واحد مورد‌ نظر ادمه یابند لازم است به طور مداوم از منبع جریان خارجی استفاده شود. واکنشهای مشخص در آند و کاتد همچنین در الکترولیت همیشه به صورت همزمان صورت می‌گیرند. محلول الکترولیت باید شامل یونهای فلز رسوب‌کننده باشد و چون یونهای فلزها دارای بار مثبت می باشند به علت جذب بارهای مخالف تمایل به حرکت در جهت الکترود یا قطبی که دارای الکترون اضافی می‌باشد (قطب منفی یا کاتد)را دارند. قطب مخالف که کمبود الکترون دارد قطب مثبت یا آند نامیده می‌شود. به طور کلی سیکل معمول پوشش‌دهی را می‌توان به صورت زیر در نظر گرفت: 
- یک اتم در آند یک یا چند الکترون از دست می‌دهد و در محلول پوشش‌دهی به صورت یون مثبت در می‌آید. 
- یون مثبت به طرف کاتد یعنی محل تجمع الکترون‌ها جذب شده و در جهت آن حرکت می‌کند. 
- این یون الکترون‌های از دست داده را در کاتد به دست آورده و پس از تبدیل به اتم به صورت جزیی از فلز رسوب می‌کند. 

قوانین فارادی 
قوانین فارادی که اساس آبکاری الکتریکی فلزها را تشکیل می‌دهند نسبت بین انرژی الکتریکی و مقدار عناصر جا به جا شده در الکترودها را نشان می‌دهند. 
قانون اول: مقدار موادی که بر روی یک الکترود ترسیب می‌شود مستقیما″ با مقدار الکتریسیته‌ای که از الکترولیت عبور می‌کند متناسب است. 
قانون دوم:مقدار مواد ترسیب شده با استفاده از الکترولیت‌های مختلف توسط مقدار الکتریسیته یکسان به صورت جرم‌هایی با اکی‌والان مساوی از آنهاست. 
بر اساس این قوانین مشخص شده است که 96500 کولن الکتریسیته (یک کولن برابر است با جریان یک آمپر در یک ثانیه)لازم است تا یک اکی‌والان گرم از یک عنصر را رسوب دهد یا حل کند. 

آبکاری بدون استفاده از منبع جریان خارجی 
هنگام ترسیب فلز بدون استفاده از منبع جریان خارجی الکترون‌های لازم برای احیای یون‌های فلزی توسط واکنش‌‌های الکتروشیمیایی تامین می‌شوند. بر این اساس سه امکان وجود دارد: 
ترسیب فلز به روش تبادل بار (تغییر مکان‌)یا فرایند غوطه‌وری: اساس کلی این روش بر اصول جدول پتانسیل فلزها پایه‌ریزی شده است. فلزی که باید پوشیده شود باید پتانسیل آن بسیار ضعیف‌تر (فلز فعال)از پتانسیل فلز پوشنده (فلز نجیب)باشد. و فلزی که باید ترسیب شود باید در محلول به حالت یونی وجود داشته باشد. برای مثال به هنگام غوطه‌ور نمودن یک میله آهنی در یک محلول سولفات مس فلز آهن فعال است و الکترون واگذار می‌کند و به شکل یون آهن وارد محلول می‌شود. دو الکترون روی میله آهن باقی می‌ماند. یون مس دو الکترون را دریافت کرده احیا می‌شود و بین ترتیب مس روی میله آهن می‌چسبد. و هنگامی که فلز پایه که باید پوشیده شود (مثلا آهن)کاملا″ توسط فلز پوشنده (مثلا مس)پوشیده شود آهن دیگر نمی‌تواند وارد محلول شود و الکترون تشکیل نمی‌شود و در نتیجه عمل ترسیب خاتمه می‌یابد. موارد استعمال این روش در صنعت آبکاری عبارت است از: مس‌اندود نمودن فولاد٬ نقره‌کاری مس و برنج٬ جیوه‌کاری٬ حمام زنکات٬ روشهای مختلف کنترل و یا آزمایش٬ جمع‌آوری فلز از حمام‌های فلزات قیمتی غیر قابل استفاده (طلا)با استفاده از پودر روی. 
ترسیب فلز به روش اتصال: این روش عبارت است از ارتباط دادن فلز پایه با یک فلز اتصال. جسم اتصال نقش واگذارکننده الکترون را ایفا می‌کند. برای مثال هنگامی که یک میله آهنی (فلز پایه)همراه یک میله آلومینیومی٬ به عنوان جسم اتصال در داخل یک محلول سولفات مس فرو برده می‌شود٬ دو فلز آهن و آلومینیوم به جهت فعالتر بودن از مس٬ به صورت یون فلزی وارد محلول می‌شوند و روی آنها الکترون باقی می‌ماند و چون فشار انحلال آلومینیوم از آهن بیشتر است از این رو اختلاف پتانسیلی بین دو فلز ایجاد شده و الکترون‌ها در روی یک سیم رابط٬ از سوی آلومینیوم به طرف آهن جاری می‌شوند. بنابراین مشاهده می‌شود که مقدار زیادی از یونهای مس محلول روی آهن ترسیب می‌شوند. ضخامت قشر ایجاد شده نسبت به روش ساده تبادل بار بسیار ضخیم‌تر است. از روش اتصال برای پوشش‌کاری فلزات پیچیده استفاده می‌شود. 
روش احیا: ترسیب فلز با استفاده از محلولهای حاوی مواد احیا کننده٬ روش احیا نامیده می‌شود. یعنی دراین روش الکترونهای لازم برای احیای یونهای فلزات توسط یک احیا کننده فراهم می‌شود. پتانسیل احیا کننده‌ها باید از فلز پوشنده فعالتر باشند٬ اما بابد خاطر نشان ساخت که اختلاف پتانسیل به دلایل منحصرا″ کاربردی روکش‌ها٬ نباید بسیار زیاد باشد. برای مثال هیپوفسفیت سدیم یک احیا کننده برای ترسیب نیکل است ولی برای ترسیب مس که نجیب‌تر است٬ مناسب نیست. مزیت استفاده از این روش در این است که می‌توان لایه‌هایی با ضخامت دلخواه ایجاد نمود. زیرا اگر مقدار ماده احیا کننده در الکترولیت ثابت نگه داشته شود می‌توان واکنش ترسیب را کنترل نمود. به ویژه غیر هادی‌ها را نیز بعد از فعال نمودن آنها٬ می‌توان پوشش‌کاری کرد. 

آماده سازی قطعات برای آبکاری 
برای بدست آوردن یک سطح فلزی مناسب نخستین عملی است که با دقت باید صورت گیرد٬ زیرا چسبندگی خوب زمانی به وجود می‌آید که فلز پایه٬ سطحی کاملا تمیز و مناسب داشته باشد. بدین علت تمام لایه‌ها و یا قشرهای مزاحم دیگر از جمله کثافات٬ لکه‌های روغنی٬ لایه‌های اکسید٬ رسوبات کالامین که روی آهن در درجه‌های بالا ایجاد می‌شوند را از بین برد. عملیات آماده سازی عبارتند از: 
سمباده‌کاری و صیقل‌کاری: طی آن سطوح ناصاف را به سطوح صاف و یکنواخت تبدیل می‌کنند. 
چربی‌زدایی: طی آن چربی‌های روی سطح فلزات را می‌توان توسط عمل انحلال٬ پراکندگی٬ امولسیون٬ صابونی کردن و یا به روش تبادل بار از بین برد. 
پرداخت: انحلال شیمیایی قشرهای حاصل از خوردگی روی سطح فلزات را پرداخت کردن می‌نامند که اساسا″ به کمک اسیدهای رقیق و در بعضی موارد توسط بازها انجام می‌گیرد. 
آبکشی٬ خنثی‌سازی٬ آبکشی اسیدی٬ خشک کردن: خنثی‌سازی برای از بین بردن مقدار کم اسید یا مواد قلیایی که در خلل و فرج قطعه باقی می‌مانندو همچنین آبکشی اسیدی برای جلوگیری از امکان تشکیل قشر اکسید نازک غیر قابل رؤیت که موجب عدم چسبندگی لایه الکترولیتی می‌شود. 

موقعیت های استفاده از نانوتکنولوژی صنایع آبکاری 
در سالهای اخیر نانوتکنولوژی که همان علم و تکنولوژی کنترل و بکارگیری ماده در مقیاس نانومتر است٬ تحقیقات فزاینده و موقعیت‌های تجاری زیادی را در زمینه‌های مختلف ایجاد نموده است. یک جنبه خاص از نانوتکنولوژی به مواد دارای ساختار نانویی یعنی موادی با بلورهای بسیار ریز که اندازه آنها معمولا کمتر از 100 میکرومتر است می‌پردازد٬ که این مواد برای اولین بار حدود دو دهه قبل به عنوان فصل مشترکی معرفی شدند. این مواد نانوساختاری با سنتز الکتروشیمیایی تولید شده‌اند که دارای خواصی از قبیل٬ استحکام٬ نرمی‌ و سختی٬ مقاومت به سایش٬ ضریب اصطکاک٬ مقاومت ا

نقره کلوئیدی، محلول آبی متشکل از یون نقره است که به صورت معلق، به کمک بار الکتریکی که هریک از ذرات نقره دارا می باشد در جریان است. نقره کلوئیدی به عنوان یک عامل قوی ضدعفونت عمل می کند.به عنوان مثال اگر یک آنتی بیوتیک معمولی 15باکتری را میکشد، نقره کلوئیدی به صورت تاثیرگذارتری 650 نوع عامل بیماری را نابود می کند، ضمن اینکه دارای هیچگونه عوارض جانبی نمی باشد.حضوریون نقره کلوئیدی منجر به احیای بافت های آسیب دیده،تخریب سلولهای قدیمی و یا سرطانی، و نیز نرمالسازی ارگانیزم به هنگام شرایط پاتولوژیکی می گردد.

مکانیزم عمل تخریب سلولهای پاتوژن

ذرات یون کلوئیدی نقره(+Ag2)به دلیل اینکه امکان نفوذ بسیار زیادی به درون غشای سلولی پاتوژن ها دارند،لذا قدرت نفوذ آنها به درون ویروس، باکتری و قارچ ها افزایش یافته وبه طور قابل ملاحظه ای تاثیر تخریبی بر روی آنها دارد.

استفاده از نقره به شکل ذرات یون این امکان را می دهد که تا 100برابر سطح تماس نقره افزایش پیدا کرده،ضمن اینکه کلیه خواص باکتری زدایی حفظ می گردد.خاطرنشان می کنیم باکتری زدایی بر اساس ذرات یون نقره که به نوبه خود کوچکترین نانو محسوب می شود،- یکی از دستاوردهای علم  در دهه 40 میلادی   در زمینه نانوتکنولوژی است.

تحقیقات در این زمینه، علم پزشکی را در مورد توانایی های خارق العاده نقره(به حالت یون یا نانو)برای از بین بردن عفونت ها، هوشیار نموده است، ضمن اینکه در روسیه از دیرباز تحقیقات بسیار گسترده ای در این زمینه انجام گرفته بود و همواره در درمان بیماری ها از این محلول استفاده می شده است و کمتر پزشکی در روسیه است که از توانایی های کلوئید نقره بی اطلاع باشد.تاثیر یون نقره مانند آنتی بیوتیک فقط منحصر به عفونت نمی باشد، بلکه باعث پایداری ساختار سلولی می شود.هر سلول پاتوژن، با دیواره های ناپایدار شیمیایی ودیگرارگانیزم های بدون دیواره (برای مثال ویروس های خارج سلولی)و باکتری ها که در معرض تاثیر کلوئید نقره قرار می گیرند، تخریب آنها قطعی است.

لینک دانلود کل مطلب و تصاویر - 11 صفحه

ساختمان ریختگ‍ی آلیاژهای Al دقیقاً به کلیه اعمال اساسی و کیفی در جریان ذوب و ریخته‌گری  Al و انجماد آن بستگی داردکه بخصوص در مورد آلیاژ های نوردی و آلیاژهایی که عملیات حرارتی معینی را پذیرا می‌شوند، مختصات نهایی و خواص عمومی آلیاژها به ساختمان قطعه پس از انجام عملیات بعدی نیز وابستگی شدید دارد.

بدیهی است ساختمان کریستالی ریز و یکنواخت، خواص مکانیکی مطلوب‌تر و اشکالات کمتری را ایجاد می‌نماید و در این میان تاثیر سرعت سرد کردن از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در قطعات ریختگ‍ی با مقاطع یکنواخت تحت درجه حرارت بارریزی ثابت، شبکه کریستالی در قالب های ماسه ای، فلزی و تحت فشار به ترتیب ریزتر و یکنواخت‌تر می‌گردد. قطعاتی که مقاطع یکنواختی ندارند، با ایجاد مبرد در ماسه و تغییر سرعت سرد کردن در مقاطع مختلف به شبکه یکنواخت دست می یابند که نهایتاً زمان انجماد در تمام مقاطع یکسان می گردد و در این حالت، استفاده از منابع تغذیه برای جلوگیری از شکستگی های گرم و رفع کسری‌های ناشی از انقباض مورد توجه قرار می‌گیرد.

تعداد کانال های فرعی در توزیع یکنواخت حرارت، عامل بسیار مهمی است و از این رو استفاده از چند کانال فرعی در انجماد یکنواخت آلیاژ تاثیر خوبی دارد.

از آنجا که فاصله انجماد، شدیداً تحت تاثیر نوع آلیاژ می‌باشد، برای حذف مشکلات مربوط به فاصله انجماد زیاد و نوع انجماد خمیری، حتی‌المقدور بایستی قطر متوسط قطعه یا شمش را کاهش داد و در عین حال نیز از عوارض ناشی از سگرگاسیون ترکیبات بین فلزی در حد امکان جلوگیری نمود. از طرف دیگر ابعاد کوچکتر شمش باعث تقلیل تخلخل و حباب های ناشی از وجود گاز هیدروژن در قطعه می‌گردد که این امر نیز ناشی از افزایش سرعت سرد کردن است.

مشخصات قالب:

آلیاژهای Al با کلیه روش‌های مختلف ریخته‌گری (در ماسه، در گچ، پوسته‌ای و در سرامیک)و در قالب های فلزی و تحت فشار قابلیت ریخته‌گری دارند. تمام آلیاژهای صنعتی و تجارتی این عنصر بایکی از طرق فوق تولید می‌گردد که از آن میان، ریخته‌گری در ماسه، در قالب های فلزی و تحت فشار از گسترش بیشتری برخوردار است. به دلیل نقطه ذوب و وزن مخصوص کم این آلیاژها، قالب های مورد استفاده کمتر تحت تاثیر واکنشهای حرارتی و هیدروستاتیکی مذاب قرارمی گیرند و از این رو سطح ریختگ‍ی و دقت ابعادی آن از کیفیت بهتری نسبت به سایر آلیاژهای سنگین و آهنی برخودار است. لازم به تذکر است که روش ریختگ‍ی و کنترل شرایط ریختگ‍ی در خواص مکانیکی محصول نهایی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است و فقط ترکیب شیمیایی آلیاژ نمی‌تواند خواص مکانیکی و فیزیکی را تعیین کند.

نکته حائز اهمیت در ریخته‌گری با قالب‌های ماسه‌ای آن است که وزن مخصوص کم آلیاژهای Al و کاهش نیروهای هیدروستاتیکی و شرایط تسهیلی خروج گازها از محفظه قالب باعث می‌شود که مقاومت در حالت تر ماسه کم شود. جهت تقلیل تولید گاز و همچنین استحکام کم قالب، رطوبت از 5% تجاوز نمی کند و در غیر این صورت بخار ناشی از فعل و انفعالات رطوبت قالب و مذاب باعث ایجاد تخلخل بخصوص در پوسته خارجی و قسمتهای نزدیک به پوسته می‌گردد. برای ایجاد قابلیت نفوذ در ماسه و استحکام سطح آزاد ماسه (در قطعات بزرگ)معمولاً مواد سلولزی و خاک اره به ماسه می‌افزایند. در شرایط عمومی، قالب‌های ماسه از«ماسه سوزی» و فعل و انفعالات شدید مذاب و قالب برکنار می باشند و به همین دلیل در این قالب‌ها هیچ گونه مواد پوششی(Coatings)بکار نمی رود.

ایجاد سرعت انجماد و تشکیل انجماد پوسته‌ای، می‌تواند به مقدار زیادی از فعل و انفعالات قالب و فلز مذاب جلوگیری کند و در نتیجه در اغلب کارگاهها با افزایش رطوبت ماسه به میزان ٨%، جهت انجماد و انجماد پوسته ای را تسهیل می کنند. با توجه به توضیحات فوق، ریخته‌گری در ماسه خشک در صنایع ریخته‌گری Al از اهمیت کمتری برخوردار است و فقط در مورد قطعات بزرگ بکار می‌رود.

سیستم راهگاهی:

 ایجاد سیستم راهگاهی و تغذیه‌گذاری در ریخته‌گری Al از دیر باز به عنوان عامل موثر در ایجاد قطعه سالم شناخته شده است. قابلیت اکسیداسیون و جذب گاز در شرایط مختلف، حرکت مذاب و تلاطم آن را تشدید می‌کند و بخصوص فعل و انفعالات ناشی از مواد قالب در سطح قطعه ریختگ‍ی، تولید تخلخل (Porosity)می‌نماید و همچنین دخول گازهای ناشی از تلاطم مذاب باعث پرشدن قالب و ایجاد محفظه های هوا در سطح قطعه می گردد. لذا، ایجاد سیستم راهگاهی مطلوب در حذف تلاطم مذاب و ایجاد حرکت آرام و یکنواخت مذاب در پر کردن قالب و نصب سیستم تغذیه گذاری صحیح در جهت حذف انقباضات متمرکز و پراکنده در قطعه ریختگ‍ی الزامی است.

چنانچه مذاب مستقیماً به دهانه راهگاه ریخته شود، سرعت خطی آن افزایش می یابد و در نتیجه تلاطم مذاب و حرکت گردابی آن تشدید می‌گردد و باعث دخول گاز، تخریب و دخول مواد قالب واکسید های فراوان به قطعه ریختگ‍ی خواهد شد، از این رو ساختن حوضچه بالای راهگاه به صورت‌های مختلف قیفی ویا مکعبی الزامیست. در مورد قطعات ریختگ‍ی با کیفیت بسیار خوب، حوضچه بالایی می‌تواند همراه با مانع و فیلترهای مشبک بکار رود. در ریخته‌گری آلیاژهای Al، طویل نمودن حوضچه ویا سایر اجزاء سیستم راهگاهی در جهت حذف تلاطم مذاب در حد امکان، توصیه می شود.

سیستم تغذیه گذاری:

 اصولاً سیستم تغذیه‌گذاری برای تصحیح انجماد Al و برای حل دو مسئله اساسی بکار می‌رود:

الف)جلوگیری از انقباضات بزرگ: محفظه های انقباضی وکشیدگی تغذیه که معمولاً در قسمتهای ضخیم قطعه پدید می‌آید. ب)جلوگیری از انقباضات میکروسکوپی و پراکنده: که بخصوص هسته های مناسبی برای رشد گازهای مولکولی هستند.

Al و آلیاژهای آن، انقباض حجمی زیادی در فاصله انجماد دارند و از اینرو در مقایسه با سایر آلیاژها به تعداد تغذیه‌های بیشتر و بزرگتری نیاز دارند و بالطبع راندمان ریختگ‍ی قطعات Al پایین تر از سایر آلیاژها و برحسب وزن قطعه برابر 45-25 درصد معمولی است. در مورد اندازه منبع تغذیه هنوز مطالعات زیادی در حال انجام است ولی طبیعتاً بایستی اندازه تغذیه به گونه‌ای باشد که مذاب درون آن زمان بیشتری را طی کند و همچنین اصول جهت انجماد از قسمت های دیگر به منبع تغذیه کاملاً رعایت شود.

با وجود آنکه به سهولت و با محاسبات ساده، جبران کمبودهای ناشی از انقباض در فاز جامد، در مورد انقباضات متمرکز امکان‌پذیر می‌باشد، حذف انقباضات پراکنده، به دلیل دامنه انجماد طولانی آلیاژهای Al و انجماد خمیری آنان دشوار  و گاه غیرممکن است. تعقیب شیب حرارتی از قسمت‌های مختلف قالب و استفاده از مبرد و ایجاد جهت انجماد اکیداً توصیه می‌شود ولی حذف کامل این انقباضات به دلیل انجماد خمیری و همچنین در اثر وجود گاز های حل شده در مذاب بطور کلی امکان‌پذیر نیست.

در رابطه با انتخاب محل تغذیه، در آلیاژهای Al کمتر از تغذیه اتمسفری استفاده می‌شود و تغذیه های فوقانی که ماکزیمم نیروهای متالواستاتیکی را در قسمتهای تحتانی مذاب ایجاد می‌کنند، استفاده زیادی دارند. در این مواقع به محل اتصال تغذیه توجه می‌شود. نکات حائز اهمیت در انجماد اتصالات، بایستی مراعات شود؛ چون در غیر این صورت همیشه در سطح فوقانی قطعه ریختگ‍ی، انقباضات و شکستگی‌های گرم و سرد پدیدار می‌گردد.

بررسی فرایند تصفیه در مذاب Al :

تصفیه فلز مایع به یکی از فرایندهای ضروری در تولید فلزات خالصتر تبدیل شده است. این موضوع خصوصاً در صنعت آلومینیم که با افزایش تقاضا برای کیفیت بالای محصولات روبرو است، صادق است. تصفیه آلومینیم به عنوان آخرین تکنیک خالص‌سازی مورد استفاده قبل از ریخته‌گری فلز بسیار گسترش یافته است وضرورت تحقیقات بیشتر بر روی این فرایند احساس می‌شود. خارج کردن ناخالصی‌های جامد سیالیت فلز را بهبود می‌بخشد و در نتیجه قابلیت ریختگ‍ی را زیاد می‌کند. بعلاوه، ساختار بدست آمده منجر به خواص مکانیکی مطلوب می‌شود، مثلاً استحکام و انعطاف‌پذیری افزایش و قابلیت شکلپذیری و ماشینکاری بهبود می‌یابد، همچنین فلز بدون ناخالصی ساییدگی ابزار را کم می‌کند؛ اما فرایند تصفیه، فرایندی ناپایدار است یعنی با زمان تغییر می‌کند. این موضوع به دلیل آن است که ذرات گیر افتاده درون فیلتر، خواص فیلتر را تغییر می‌دهند و به اصطلاح" پیری فیلتر" رخ می‌دهد. پژوهش‌‌های بسیاری بر روی پیری فیلتر و همچنین تغییرات بازده تصفیه و افت فشار در هنگام رسوب ذرات درون فیلتر‌های سرامیکی مشبک مورد استفاده در تصفیه مذاب آلومینیم، انجام شده است. در مطالعات گرفته به این نتیجه رسیده‌اند که از زمانی که ذرات درون فیلتر وارد می شوند، پیری فیلتر آغاز می‌شود و ساختار درونی فیلتر در نتیجه تجمع پیوسته ذرات گیرافتاده، تغییر می‌کند. در طی این فرایند، متغیر‌هایی چون تخلخل فیلتر، قطر معادل شبکه فیلتر یا سطح مخصوص نیز با زمان تغییر می‌کنند. بسته به چگونگی انباشتگی ذرات، تاثیر آنها متفاوت است. اگر ذرات بصورت یکنواخت در بافت فیلتر رسوب کنند، باعث افزایش قطر شبکه و اثر منفی بر بازده تصفیه می‌شوند؛ اما اگر ذرات بصورت دندریتی و خوشه‌ای تجمع یابند، اثر مطلوبی بر بازده تصفیه خواهند گذاشت زیرا خوشه‌های دندریتی بعنوان بافت‌های فیلتر جدید با قطری کمتر از قطر شبکه در حالت قبل عمل می‌کنند. می‌دانیم که سه مدل برای رسوب ذرات ناخالصی بر بافت فیلتر وجود دارد: مدل پوشش صاف، مدل دندریتی و مدل صرفاً تغییر تخلخل. مشاهداتی که روی فیلتر‌های مصرف شده در تصفیه آلومینیم صورت گرفته، نشان می‌دهد که ذرات بصورت توده درون فیلتر گیرافتاده‌اند و بیانگر آن است که مدل "صرفاً تغییر تخلخل" برای توصیف فرایند ‌هایی که درون فیلتر حین عمل تصفیه مذاب آلومینیم رخ می‌دهد، مناسبتر است. نتایجی که بر پایه مدل صرفاً تغییر تخلخل بدست می‌آید، بیانگر آن است که گرادیان‌های فشار از دهانه ورودی تا خروجی فیلتر تغییر می‌کنند و بیشترین گرادیان در دهانه ورودی فیلتر وجود دارد. در همه شرایط، گرادیان فشار با گذشت زمان و با افزایش غلظت ذرات ورودی، زیاد می‌شود. نرخ این تغییرات از ورودی تا خروجی کاهش می‌یابد؛ البته تغییرات فوق برای دوساعت تصفیه و غلظت ذرات کمتر از 1ppmبسیار ناچیز و اندک است؛ اما هنگامی که غلظت ذرات به 10ppm می‌رسد، این تغییرات محسوس می‌شود.

نکته قابل توجه دیگر در حرکت مذاب، عدم تلاطم و جریان آرام سیال، حین پر کردن قالب است. با توجه به آنکه داشتن اطلاعات مربوط به خواص سیلانی مذاب و علی الخصوص افت فشار مذاب در سیستم فیلتر، جهت پیش بینی رفتار مذاب و سرعت خروجی مذاب از سیستم فیلتر مفید می‌باشد،تاثیر فیلتر در کاهش نرخ جریان و چگونگی حضور فیلتر در داخل سیستم راهگاهی سوال برانگیز بوده است. در بخشی از تحقیقاتی که توسط آقای دکتر حبیب‌اله‌زاده و پروفسور جان کمپل انجام شده‌ است، چگونگی سیلان آلیاژهای Al_Si در داخل سیستم خاصی از فیلتر، شامل ورودی و خروجی مذاب، تله حباب‌گیر و فیلتر سرامیکی- اسفنجی با تخلخل 20ppi و با بکارگیری دستگاه فیلمبرداری با اشعه ایکس مطالعه گردیده است. عدد رینولدز بدست آمده در این پژوهش حدوداً صد برابر کمتر از عدد مورد نیاز برای حضور جریان آشفته بوده و حاکی از جریانی بسیار آرام و لایه‌ای در فیلتر می‌باشد. در خارج از فیلتر نیز، عدد رینولدز بدست آمده، دلالت بر حضور جریانی نسبتاً لایه‌ای دارد. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که: سیستم  فیلتر صحیح می‌تواند براحتی شدت جریان‌های متلاطم مذاب را تخفیف بخشد، و باعث افت فشار در جریان مذاب بدلیل تبرید و اصطکاک فیلتر ‌شود و در نتیجه میزان عیوب ریختگی را در قطعه کاهش دهد؛ اما باید به این نکته نیز توجه کرد که میزان افت فشار و کاهش شدت جریان باعث عیب نیامد در قطعه نشود.

با توجه به تحقیقات به عمل آمده چهار ماده نانومتری هستند که کاربرد فراوانی در صنعت لاستیک سازی پیدا کرده اند. چهار ماده موردنظر عبارتنداز: اکسیدروی نانومتری (NanoZnO)، نانوکربنات کلسیم، الماس نانومتری، ذرات نانومتری خاک رس.

با اضافه کردن این مواد به ترکیبات لاستیک، به دلیل پیوندهایی که در مقیاس اتمی بین این مواد و ترکیبات لاستیک صورت می گیرد، علاوه بر این که خواص فیزیکی آنها بهبود می یابد، می توان به افزایش مقاومت سایش، افزایش استحکام، بهبود خاصیت مکانیکی، افزایش حد پارگی و حد شکستگی اشاره کرد. در زیبایی ظاهری لاستیک نیز تأثیر گذاشته و باعث طافت، همواری، صافی و ظرافت شکل ظاهری لاستیک می گردد. همه اینها به نوبه خود باعث می شود که محصولات نهایی، مرغوب تر، با کیفیت بالا، زیبایی و در نهایت بازار پسند باشند و توانایی رقابت در بازارهای داخلی و جهانی را داشته باشند.

کاربرد اکسیدروی نانومتری (NanoZnO)درلاستیک:
اکسیدروی نانومتری مادهای غیرآلی و فعال است که کاربرد گسترده ای در صنعت لاستیک سازی دارد. کوچکی کریستال ها و خاصیت غیر چسبندگی آنها باعث شده که اکسید روی نانومتری به صورت پودرهای زرد رنگ کروی و متخلخل باشد.

از خصوصیات استفاده از این تکنولوژی در صنعت لاستیک، می توان به پایین آمدن هزینه ها، بازدهی بالا، ولکانیزاسیون (Volcanization)خیلی سریع و هوشمند و دامنه دمایی گسترده اشاره کرد.  اثرات سطحی و فعالیت بالای اکسیدروی نانومتری ناشی از اندازه بسیار کوچک، سطح موثر خیلی زیاد وکشسانی خوب آن است.

استفاده از اکسید روی نانومتری در لاستیک باعث بهبود خواص آن می شود از جمله می توان به زیبایی و ظرافت بخشیدن به آن، صافی و همواری شکل ظاهری، افزایش استحکام مکانیکی لاستیک، افزایش مقاومت سایشی (خاصیت ضد اصطکاکی و سایش)، پایداری دمایی بالا، طول عمر زیاد و همچنین افزایش حد پارگی ترکیبات لاستیک اشاره کرد که همگی اینها به صورت تجربی ثابت شده است.

براساس نتایج به دست آمده می توان نتیجه گرفت بهبود یافتن خواص فیزیکی لاستیک در اثر اضافه شدن ZnO ناشی از پیوند ساختار نانومتری اکسید روی با مولکول های لاستیک است که در مقیاس اتمی صورت می گیرد.
اکسید روی نانومتری در مقایسه با اکسید روی معمولی دارای اندازه بسیار کوچک ولی در عوض دارای سطح موثر بسیار زیادی می باشد. از لحاظ شیمیایی بسیار فعال و همچنین به دلیل اینکه پیوندهای بین اکسیدروی نانومتری و لاستیک در مقیاس مولکولی انجام می گیرد، استفاده از اکسیدروی نانومتری خواص فیزیکی و خواص مکانیکی از قبیل حد پارگی، مقاومت سایشی و. ترکیبات لاستیک را بهبود می بخشد.

کاربرد نانوکربنات کلسیم در لاستیک:
نانوکربنات کلسیم به طور گسترده ای در صنایع لاسیتک به کار می رود، زیرا اثرات خیلی خوبی نسبت به کربنات معمولی بر روی خواص و کیفیت لاستیک دارد.

استفاده از نانوکربنات کلسیم در صنایع لاستیک باعث بهبود کیفیت و خواص ترکیبات لاستیک می شود. از جمله مزایای استفاده از نانوکربنات کلسیم می توان به توانایی تولید در مقیاس زیاد، افزایش استحکام لاستیک، بهبود بخشیدن خواص مکانیکی (افزایش استحکام مکانیکی)و انعطاف پذیر شدن ترکیبات لاستیک اشاره کرد. همچنین علاوه بر بهبود خواص فیزیکی، ترکیبات لاستیک در شکل ظاهری آنها نیز تأثیر می گذارد و به آنها زیبایی و ظرافت می بخشد که این خود در مرغوبیت کالا و بازارپسند بودن آن تأثیر بسزایی دارد.

نانوکربنات کلسیم سبک بیشتر در پلاستیک و پوشش دهی لاستیک به کار می رود.
برای به دست آوردن مزایای ذکر شده، نانوکربنات کلسیم به لاستیک های طیعی و مصنوعی از قبیل NP، EPDM، SBS، BR، SBR اضافه گردد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که استحکام لاستیک بسیار بالا می رود. استحکام بخشی نانوکربنات کلسیم برخواسته از پیچیدگی فیزیکی ناشی از پیوستگی در پلیمرهای آن و واکنش های شیمیایی ناشی از سطح تعمیم یافته آن است.

نانوکربنات کلسیم سختی لاستیک و حد گسیختگی پلیمرهای لاستیک را افزایش داده و حداکثر توانی که لاستیک می تواند تحمل کند تا پاره شود را بهبود می بخشد. همچنین مقاومت لاستیک را در برابر سایش افزایش می دهد.

به کار بردن نانوکربنات کلسیم هزینه ها را پایین می آورد و سود زیادی را به همراه دارد و همچنین باعث به روز شدن تکنولوژی و توانائی رقابت در عرصه جهانی می گردد.

به طور کلی نانوکربنات کلسیم در موارد زیادی به طور کلی یا جرئی به ترکیبات لاستیک جهت افزایش استحکام آنها افزوده می شود.

کاربرد ساختارهای نانومتری الماس در لاستیک:
الماس نانومتری به طور گسترده ای در کامپوزیت ها و از جمله لاستیک در مواد ضد اصطکاک، مواد لیزکننده به کار می رود. این ساختارهای نانومتری الماس از روش احتراق تولید می شوند که دارای خواص برجسته ای هستند از جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد:
1)ساختار کریستالی (بلوری)
2)سطح شیمیایی کاملا ناپایدار
3)شکل کاملا کروی
4)ساختمان شیمیایی بسیار محکم
5)فعالیت جذب سطحی بسیار بالا

در روسیه، الماس نانومتری با درصدهای مختلف به لاستیک طبیعی، Poly Soprene Rubber و FluorineRubber برای ساخت لاستیک هایی که در صنعت کاربرد دارند از قبیل کاربرد در تایر اتومبیل، لوله های انتقال آب و. مورد استفاده قرار می گیرد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که با اضافه کردن ساختارهای نانومتری الماس به لاستیک ها خواص آنها به شکل قابل توجهی بهبود می یابد از جمله می توان به:
1)4 الی 5 برابر شدن خاصیت انعطاف پذیری لاستیک
2)افزیش 2 الی 2.5 برابری درجه استحکام
3)افزایش حد شکستگی تا حدود Kg/cm²  700-620
4)3 برابر شدن قدرت بریده شدن آنها
و همچنین به اندازه خیلی زیادی خاصیت ضدپارگی آنها در دمای بالا و پایین بهبود می یابد.

کاربرد ذرات نانومتری خاک رس در لاستیک:
یکی از مواد نانومتری که کاربردهای تجاری گسترده ای در صنعت لاستیک پیدا کرده است و اکنون شرکت های بزرگ لاستیک سازی به طور گسترده ای از آن در محصولات خود استفاده می کنند، ذرات نانومتری خاک رس است که با افزودن آن به لاستیک خواص آن به طور قابل ملاحظه ای بهبود پیدا می کند که از جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد:
1)افزایش مقاومت لاستیک در برابر سایش
2)افزایش استحکام مکانیکی
3)افزایش مقاومت گرمایی
4)کاهش قابلیت اشتعال
5)بهبود بخشیدن اعوجاج گرمایی

ایده های مطرح شده:
1)افزایش دمای اشتعال لاستیک: تهیه نانوکامپوزیت الاستومرها از جملهSBR مقاوم، به عنوان مواد پایه در لاستیک سبب بهبود برخی خواص از جمله افزایش دمای اشتعال و استحکام مکانیکی بالامی شود و دلیل اصلی آن حذف مقدار زیادی از دوده است.
2)کاهش وزن لاستیک: تهیه و بهینه سازی نانوکامپوزیت الاستومرها با وزن کم از طریق جایگزین کردن این مواد با دوده در لاستیک، امکان حذف درصد قابل توجهی دوده توسط درصد بسیار کم از نانوفیلر وجود دارد. به طوری که افزودن حدود 3 تا 5 درصد نانوفیلر می تواند استحکام مکانیکی معادل 40 تا 45 درصد دوده را ایجاد کند. بنابراین با افزودن 3 تا 5 درصد نانوفیلر به لاستیک، وزن آن به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد.
3)افزایش مقاومت در مقابل نفوذپذیری گاز: نانوکامپوزیت الاستومرها به ویژه EPDM به دلیل دارا بودن ضریب عبوردهی کم نسبت به گازها به ویژه هوا می توانند در پوشش داخلی تایر و تیوب ها مورد استفاده قرار می گیرد. زیرا یکی از ویژگی های نانوکامپوزیت EPDM مقاومت بسیار بالای آن در برابر نفوذ و عبور گازها می باشد. بنابراین این نانوکامپوزیت ها می تواند جایگزین مواد امروزی گردد. همچنین این نانوکامپوزیت ها از جمله الاستومرهایی است که می تواند در آلیاژهای مختلف با ترموپلاستیک ها کاربردهای وسیعی را در صنعت خوردو داشته باشد.
4)قطعات لاستیکی خودرو: نانوکامپوزیت ترموپلاست الاستومرها می تواند به عنوان یک ماده پرمصرف در صنایع ساخت و تولید قطعات خوردو به کار رود. از ویژگی های این مواد، بالا بودن مدول بالا، مقاومت حرارتی، پایداری ابعاد، وزن کم، مقاومت شعله می باشد. لذا نانوکامپوزیت ترموپلاستیک الاستومرهای پایه EPDM و PP می توانند تحول چشمگیری را در ساخت قطعات خوردو ایجاد نماید.
5)افزایش مقاومت سایشی لاستیک: استفاده از نانوسیلیکا و نانواکسیدروی در ترکیبات تایر سبب تحول عظیمی در صنعت لاستیک می شود. به طوری که با افزودن این مواد به لاستیک علاوه بر خواصی ویژه ای که این مواد به لاستیک می دهند، امکان افزایش مقاومت سایشی این لاستیک ها وجود دارد.
6)نسبت وزن تایر به عمر آن: با افزودن میزان مصرف یکی از نانوفیلرها می توان مصرف دوده را پایین آورد. به عبارت دیگر اگر وزن تایر کم شود، عمر لاستیک افزایش می یابد. بنابراین جهت بالا بردن عمرلاستیک کافی است با افزودن یک سری مواد نانومتری به لاستیک عمر آن را افزایش داد.

با استفاده از مواد آبگریز گوشی های خود را برای همیشه ضد آب کنید

به تازگی محققان موفق به تولید اسپری جدیدی شده اند که به قدرت بیشتر و هزینه کمتر می توانند تاثیر محافظتی بلند مدت بر اسام داشته باشند.مواد آبگریز معمولاً دارای سطوح ناهمواری هستند که با قرار گرفتن یک لایه هوا در بین آنها می توانند مانع از تماس مایع با سطح شیء شوند. ولی مشکل این است که با گذشت زمان، این خاصیت کم کم از بین می رود و اجسام آسیب پذیر می گردند.

یک تیم تحقیقاتی به تازگی با استفاده از ترکیبی از دو پلاستیک به نام های پلی متیل متاکریلات و پلی اورتان موفق به ساخت ماده جدید شده اند که تا 60 برابر عملکرد قویتری از خود نشان می دهند.
از نظر مکانیکی، این پوشش بسیار پایدار است و بدون از دست دادن خواص آبگریزی خود می توانند در مقابل آسیب های ناشی از فرسودگی و سایش در بلند مدت مقاوم باشند.

این پوشش در مقابل اسید، اشعه ماورای بنفش و حلال هایی چون الکل مقاوم است و با اسپری آن بر روی جسم می توان تا مدت 8 ماه جسم را از آسیب ها حفظ نمود. از جمله برنامه های کاربردی این ماده استفاده در لوازم الکترونیکی مصرفی از جمله تلفن های هوشمند، علایم و تابلوهای خیابان، عایق کاری قایق و هواپیما می باشد.

این ماده در تمیز کردن پنجره های آسمان خراش ها موثر بوده و می توان از آن برای جلوگیری از جمع شدن بخار ها بر روی آیینه حمام استفاده نمود.
 

مزلو معتقد است که: افراد خودشکوفا (افراد بالیده و انسانهای کامل تر)که بنا به تعریف, قبلاً به گونه ای مناسب از حیث نیازهای اساسی شان ارضا شده اند, اکنون از راه های والاتر دیگری برانگیخته می شوند که بایستی آنها را فوق انگیزش نامید.
ارزشهای فوق انگیزش, درونی و جزء فطرت انسان هستند. , این ارزشهای درونی شبه غریزی هستند, یعنی برای اجتناب از بیماری و دستیابی به کمال انسانی یادشده لازم اند.
(بیماریهای)ناشی از کمبود ارزشهای درونی (فوق نیازها)را می توانیم فوق آسیب بنامیم. بنابراین (والاترین)ارزشها; حیات معنوی و والاترین آرزوهای بشر موضوعات مناسبی برای مطالعه و تحقیق علمی به شمار می روند. آنها در عالم طبیعت وجود دارند.

رفتارهای منتهی به خود شکوفایی

ازنظر (مزلو)رفتارهایی که به خود شکوفایی می انجامند عبارتند از:
1)تجربه کردن کامل, بی خویشتنانه, روشن همراه با تمرکز کامل و جذب تمام, لحظه ای از تجربه کردن خود شکوفایی است.
2)انتخاب لحظه به لحظه, صداقت, امانت و دیگر ارزشهای منتهی شونده به خود شکوفایی.
3)گوش دادن به ندای درون خود به جای ندای پدر, مادر, حزب و تشکیلات, و مجال ظهور دادن به (خود).
4)صداقت در هنگام تردید, و مسؤولیت پذیرش نگاه به درون خود.
5)شجاعت اظهارنظر صادقانه, متفاوت, نامحبوب و ناموافق. شجاع بودن به جای ترس.
6)خودشکوفایی نه تنها حالت نهایی است, بلکه خود فرایندی از شکوفا کردن توانایی های بالقوه خویشتن در هر زمان و به هر میزان نیز هست; به کار بردن هوش خود.
7)تجارب اوج لحظه ای هستند و خریدنی یا جست وجوکردنی نیستند, اما می توان شرایط را طوری فراهم کرد که احتمال وقوع تجارب اوج زیاد شود. عکس آن نیز ممکن است. (کشف توانایی ها و ناتوانی در کارهایی شخصی نیز بخشی از کشف واقعیت اند.)
8)شناسایی دفاعها(ی روانی)و شهامت و جرأت ترک دفاعها (زیرا سرکوبی راه خوبی برای حل مسایل نیست.)

ربات های عنکبوتی یکی از جدیدترین اختراعات دانشمندان رباتیک در دانشگاه اشتوتگارت هستند ; که روی دیوار و سقفحرکت می کنند.
گروهی از محققان موسسه‌ی طراحی کامپیوتری دانشگاه اشتوتگارت، پروژه‌ای را با نام Mobile Robotic Fabrication System for Filament Structures یا سیستم رباتیک تولید سازه‌های الیافی شروع کرده‌اند که نتیجه‌ی آن تولید این ربات‌ها است. ایده‌ی اصلی این پروژه، دستیابی به گروهی از ربات‌ها بود که با همکاری یکدیگر یک سازه‌ی واحد را تولید کنند. در این پروژه، این ساخت و ساز گروهی به دست تعدادی از ربات‌ها انجام می‌شود که رشته‌های فیبر کربن را به یکدیگر می‌بافند و سازه‌ای واحد تولید می‌کنند.
به هر حال تماشای کار کردن این ربات‌ها بسیار جذاب است. آنها مانند یک بافنده‌ی حرفه‌ای، تارهای فیبر کربن را با عقب و جلو بردن به پایه‌های سازه گره می‌زنند و آن را به تدریج کامل می‌کنند. قابلیت این ربات‌ها در بالا رفتن از دیوارها و تعامل با یکدیگر، قابلیتی شگفت‌آور است که می‌تواند تولید هر سازه‌ای را در مکان‌های غیرمعمول ممکن سازد.
تیم تحقیقاتی در این پروژه، مطالعه‌ی زیادی بر رفتار جانوران مختلف داشته‌اند و در مراحل طراحی از این یافته‌ها استفاده کرده‌اند. هدف بعدی این تیم، افزایش تعداد ربات‌ها و اضافه کردن قابلیت‌های مانور آنها است. آنها قصد دارند قابلیت حرکت روی سطوح دشوار مانند سقف و دیوارهای منحنی شکل را نیز به این ربات‌ها اضافه کنند.

 لینک دانلود ویدئویی از عملکرد این گونه ربات ها - 8 مگابایت