اخبار الصناعة

ما تحتاج لمعرفته حول أجزاء الألومنيوم باستخدام الحاسب الآلي

2021-12-08
هناك العديد من الأسباب التي تجعل الألومنيوم هو أكثر المعادن غير الحديدية استخدامًا. إنه مرن للغاية ، لذا فهو مناسب لمجموعة واسعة من التطبيقات. تسمح ليونه بتحويله إلى رقائق ألمنيوم ، وتسمح ليونة الألمنيوم بسحب الألمنيوم إلى قضبان وأسلاك.

يتمتع الألمنيوم أيضًا بمقاومة عالية للتآكل ، لأنه عندما تتعرض المادة للهواء ، فإنها ستشكل بشكل طبيعي طبقة أكسيد واقية. يمكن أيضًا تحفيز هذه الأكسدة بشكل مصطنع لتوفير حماية أقوى. طبقة الحماية الطبيعية للألمنيوم تجعله أكثر مقاومة للتآكل من الفولاذ الكربوني. بالإضافة إلى ذلك ، الألومنيوم موصل جيد للحرارة والموصل الكهربائي ، أفضل من الفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ.


( رقائق الألومنيوم ‰


إنها أسرع وأسهل في المعالجة من الفولاذ ، ونسبة قوتها إلى وزنها تجعلها خيارًا جيدًا للعديد من التطبيقات التي تتطلب مواد قوية وصلبة. أخيرًا ، مقارنة بالمعادن الأخرى ، يمكن إعادة تدوير الألمنيوم جيدًا ، لذلك يمكن الحفاظ على المزيد من مواد الرقائق ، وصهرها ، وإعادة استخدامها. بالمقارنة مع الطاقة المطلوبة لإنتاج الألمنيوم النقي ، يمكن أن توفر إعادة تدوير الألمنيوم ما يصل إلى 95٪ من الطاقة.

بالطبع ، استخدام الألمنيوم له أيضًا بعض العيوب ، خاصة عند مقارنته بالفولاذ. إنها ليست صلبة مثل الفولاذ ، مما يجعلها اختيارًا سيئًا للأجزاء التي تتحمل تأثيرًا أكبر أو سعة تحميل عالية للغاية. كما أن نقطة انصهار الألومنيوم أقل بكثير (660 درجة مئوية ، عندما تكون نقطة انصهار الفولاذ أقل ، حوالي 1400 درجة مئوية) ، لا يمكنها تحمل تطبيقات درجات الحرارة المرتفعة للغاية. كما أن لديها معامل تمدد حراري مرتفع ، لذلك إذا كانت درجة الحرارة مرتفعة للغاية أثناء المعالجة ، فسوف تتشوه ويصعب الحفاظ على تفاوتات صارمة. أخيرًا ، قد يكون الألمنيوم أغلى من الفولاذ بسبب متطلبات الطاقة العالية أثناء الاستهلاك.

سبائك الألومنيوم

من خلال تعديل طفيف لمقدار عناصر سبائك الألومنيوم ، يمكن تصنيع أنواع لا حصر لها من سبائك الألومنيوم. ومع ذلك ، فقد أثبتت بعض التراكيب أنها أكثر فائدة من غيرها. يتم تجميع سبائك الألومنيوم الشائعة هذه وفقًا لعناصر السبائك الرئيسية. كل سلسلة لها بعض السمات المشتركة. على سبيل المثال ، سبائك الألومنيوم من سلسلة 3000 ، 4000 ، 5000 لا يمكن معالجتها بالحرارة ، لذلك يتم استخدام العمل البارد ، والذي يسمى أيضًا تصلب العمل. ل

أنواع سبائك الألومنيوم الرئيسية على النحو التالي.

سلسلة 1000

تحتوي سبائك الألومنيوم 1xxx على أنقى أنواع الألمنيوم ، حيث لا تقل نسبة الألمنيوم عن 99٪ من حيث الوزن. لا توجد عناصر سبائك محددة ، ومعظمها من الألومنيوم النقي تقريبًا. على سبيل المثال ، يحتوي الألومنيوم 1199 على 99.99٪ ألومنيوم من حيث الوزن ويستخدم في صناعة رقائق الألومنيوم. هذه هي أنعم الدرجات ، ولكن يمكن أن تكون صلبة ، مما يعني أنها تصبح أقوى عندما تتشوه بشكل متكرر.

سلسلة 2000

عنصر السبائك الرئيسي للألمنيوم سلسلة 2000 هو النحاس. يمكن تقوية درجات الألومنيوم هذه ، مما يجعلها قوية مثل الفولاذ. يتضمن تصلب الترسيب تسخين المعدن إلى درجة حرارة معينة للسماح بترسيب المعادن الأخرى من المحلول المعدني (بينما يظل المعدن صلبًا) ، ويساعد على زيادة قوة الخضوع. ومع ذلك ، نظرًا لإضافة النحاس ، فإن درجات الألومنيوم 2xxx تتمتع بمقاومة أقل للتآكل. يحتوي الألومنيوم 2024 أيضًا على المنجنيز والمغنيسيوم ويستخدم في أجزاء الطيران.

3000 سلسلة

المنغنيز هو أهم عنصر مضاف في سلسلة 3000 من الألومنيوم. يمكن أيضًا تقوية سبائك الألمنيوم هذه (وهذا ضروري لتحقيق مستوى كافٍ من الصلابة ، لأن درجات الألمنيوم هذه لا يمكن معالجتها بالحرارة). يحتوي الألمنيوم 3004 أيضًا على المغنيسيوم ، وهو سبيكة تستخدم في علب المشروبات المصنوعة من الألومنيوم ، ومتغيراته الصلبة.


4000 سلسلة

تشتمل سلسلة 4000 من الألومنيوم على السيليكون كعنصر رئيسي في صناعة السبائك. يقلل السيليكون من درجة انصهار الألومنيوم بدرجة 4xxx. يتم استخدام الألومنيوم 4043 كمواد حشو لحام سبائك الألومنيوم سلسلة 6000 ، بينما يستخدم الألومنيوم 4047 كصفائح وكسوة.

سلسلة 5000

المغنيسيوم هو عنصر السبائك الرئيسي في سلسلة 5000. تتمتع هذه الدرجات ببعض من أفضل درجات مقاومة التآكل ، لذلك غالبًا ما تستخدم في التطبيقات البحرية أو المواقف الأخرى التي تواجه البيئات القاسية. الألومنيوم 5083 هو سبيكة شائعة الاستخدام في الأجزاء البحرية.

سلسلة 6000

يتم استخدام كل من المغنيسيوم والسيليكون في صناعة بعض سبائك الألومنيوم الأكثر شيوعًا. يتم استخدام مزيج هذه العناصر لإنشاء سلسلة 6000 ، والتي عادة ما تكون سهلة المعالجة وتصلب الترسيب. على وجه الخصوص ، 6061 هي واحدة من سبائك الألومنيوم الأكثر شيوعًا وتتمتع بمقاومة عالية للتآكل. يستخدم بشكل شائع في التطبيقات الهيكلية والفضائية.

سلسلة 7000

سبائك الألومنيوم هذه مصنوعة من الزنك ، وتحتوي أحيانًا على النحاس والكروم والمغنيسيوم. يمكن ترسيبها لتصبح أقوى سبائك الألمنيوم. غالبًا ما تستخدم الدرجة 7000 في تطبيقات الفضاء نظرًا لقوتها العالية. 7075 درجة شائعة. على الرغم من أن مقاومته للتآكل أعلى من مقاومة مواد سلسلة 2000 ، إلا أن مقاومته للتآكل أقل من السبائك الأخرى. تُستخدم هذه السبيكة بشكل شائع ، ولكنها مناسبة بشكل خاص لتطبيقات الفضاء. ل

تتكون سبائك الألومنيوم هذه من الزنك ، وأحيانًا النحاس والكروم والمغنيسيوم ، ويمكن أن تصبح أقوى سبائك الألومنيوم عن طريق تصلب الترسيب. تستخدم الفئة 7000 عادةً في تطبيقات الفضاء نظرًا لقوتها العالية. 7075 درجة عامة مع مقاومة تآكل أقل من السبائك الأخرى.

سلسلة 8000

سلسلة 8000 هي مصطلح عام لا ينطبق على أي أنواع أخرى من سبائك الألومنيوم. يمكن أن تحتوي هذه السبائك على العديد من العناصر الأخرى ، بما في ذلك الحديد والليثيوم. على سبيل المثال ، يحتوي الألمنيوم 8176 على 0.6٪ حديد و 0.1٪ سيليكون بالوزن ويستخدم في صناعة الأسلاك.

معالجة الألمنيوم وتقسية الأسطح

المعالجة الحرارية هي عملية تكييف شائعة ، مما يعني أنها تغير خصائص المواد للعديد من المعادن على المستوى الكيميائي. خاصة بالنسبة للألمنيوم ، من الضروري زيادة الصلابة والقوة. يعتبر الألمنيوم غير المعالج معدنًا ناعمًا ، لذلك من أجل مقاومة تطبيقات معينة ، يجب أن يمر بعملية ضبط معينة. بالنسبة للألمنيوم ، تتم الإشارة إلى العملية باسم الحرف في نهاية رقم الدرجة.

المعالجة الحرارية

يمكن معالجة الألمنيوم من سلسلة 2xxx و 6xxx و 7xxx بالحرارة. هذا يساعد على زيادة قوة وصلابة المعدن ، ويفيد في بعض التطبيقات. السبائك الأخرى 3xxx و 4xxx و 5xxx يمكن أن تعمل على البارد فقط لزيادة القوة والصلابة. يمكن إضافة أسماء أحرف مختلفة (تسمى الأسماء المخففة) إلى السبيكة لتحديد العلاج المستخدم. هذه الأسماء هي:

تشير F إلى أنها في حالة التصنيع ، أو أن المادة لم تخضع لأي معالجة حرارية.

H تعني أن المادة قد خضعت لنوع من التصلب في العمل ، سواء تم تنفيذه في وقت واحد مع المعالجة الحرارية أم لا. يشير الرقم بعد "H" إلى نوع المعالجة الحرارية والصلابة.

تشير O إلى أن الألمنيوم صلب ، مما يقلل من القوة والصلابة. يبدو أن هذا اختيار غريب - من يريد مادة أكثر نعومة؟ ومع ذلك ، فإن التلدين ينتج مادة يسهل معالجتها ، وربما تكون أكثر صرامة ، وأكثر مرونة ، وهو أمر مفيد لبعض طرق التصنيع.

يشير T إلى أن الألمنيوم تمت معالجته بالحرارة ، ويشير الرقم بعد "T" إلى تفاصيل عملية المعالجة الحرارية. على سبيل المثال ، يخضع Al 6061-T6 للمعالجة الحرارية للمحلول (يتم الحفاظ عليه عند 980 درجة فهرنهايت ، ثم يتم إخماده في الماء للتبريد السريع) ، ثم معالجة الشيخوخة بين 325 و 400 درجة فهرنهايت.

المعالجة السطحية

x

لا يوجد تأثير على المادة بعد التلميع. تتطلب معالجة السطح هذه وقتًا وجهدًا أقل ، ولكنها لا تكفي عادةً للأجزاء الزخرفية ، وهي الأنسب للنماذج الأولية التي تختبر الوظيفة والملاءمة فقط.

السنفرة هي الخطوة التالية من السطح المُشغل آليًا. انتبه أكثر لاستخدام الأدوات الحادة وممرات التشطيب للحصول على سطح أكثر سلاسة. هذه أيضًا طريقة معالجة أكثر دقة ، تُستخدم عادةً لاختبار الأجزاء. ومع ذلك ، لا تزال هذه العملية تترك آثارًا للآلة ، لذلك لا يتم استخدامها عادةً في المنتج النهائي.

يخلق السفع الرملي سطحًا غير لامع عن طريق رش حبات زجاجية صغيرة على أجزاء من الألومنيوم. سيؤدي ذلك إلى إزالة معظم (وليس كل) علامات المعالجة ويعطيها مظهرًا ناعمًا ولكن محبب. يأتي المظهر والمظهر الأيقوني لبعض أجهزة الكمبيوتر المحمولة الشهيرة من السفع الرملي قبل الطلاء بأكسيد الألومنيوم.



الأنودة هي طريقة معالجة سطحية شائعة. إنها طبقة أكسيد واقية تتشكل بشكل طبيعي على سطح الألمنيوم عند تعرضها للهواء. أثناء المعالجة اليدوية ، يتم تعليق أجزاء الألومنيوم على دعامة موصلة ، ومغمورة في محلول إلكتروليتي ، ويتم إدخال التيار المباشر في المحلول الإلكتروليتي. عندما يذوب حمض المحلول طبقة الأكسيد المتكونة بشكل طبيعي ، فإن التيار يطلق الأكسجين على سطحه ، مما يؤدي إلى تكوين طبقة واقية جديدة من أكسيد الألومنيوم.



من خلال موازنة معدل الذوبان ومعدل التراكم ، تشكل طبقة الأكسيد مسامات نانوية ، مما يسمح للطلاء بالاستمرار في النمو إلى ما هو أبعد مما هو ممكن بشكل طبيعي. لاحقًا ، ولأسباب جمالية ، تمتلئ المسام النانوية أحيانًا بمثبطات تآكل أخرى أو أصباغ ملونة ، ثم تُغلق لإكمال الطلاء الواقي.


مهارات معالجة الألمنيوم

1. إذا تم تسخين قطعة العمل أكثر من اللازم أثناء المعالجة ، فإن معامل التمدد الحراري العالي للألمنيوم سيؤثر على التحمل ، خاصة للأجزاء الرقيقة. لمنع أي آثار سلبية ، يمكن تجنب تركيز الحرارة عن طريق إنشاء مسارات أدوات غير مركزة في منطقة واحدة لفترة طويلة جدًا. يمكن لهذه الطريقة تبديد الحرارة ، ويمكن عرض مسار الأداة وتعديله في برنامج CAM الذي يولد برنامج التصنيع باستخدام الحاسب الآلي.


2.2. إذا كانت القوة كبيرة جدًا ، فإن نعومة بعض سبائك الألومنيوم ستعزز التشوه أثناء المعالجة. لذلك ، وفقًا لمعدل التغذية الموصى به وسرعة معالجة درجة معينة من الألومنيوم ، من أجل توليد القوة المناسبة أثناء العملية. قاعدة أخرى لمنع التشوه هي الحفاظ على سمك الجزء أكبر من 0.020 بوصة في جميع المناطق.


x


أخبرنا عن كيفية معالجة أجزاء الألمنيوم عن طريق التصنيع باستخدام الحاسب الآلي على النحو التالي.



-------------------------------------------------- --------نهاية----------------------------------------- -----------------------------