مخطط صلابة سبائك الألومنيوم: HW، HB، HV، HRAB، HBA
هل تساءلت يومًا عن كيفية اختيار سبيكة الألومنيوم المناسبة لمشروعك؟ مع وجود مجموعة كبيرة من الخيارات، لكل منها خصائص فريدة من نوعها، يمكن أن تكون مهمة شاقة....
هل تساءلت يوماً عن كيفية الحصول على المظهر النهائي الأنيق لهاتفك الذكي أو السطح اللامع للكمبيوتر المحمول؟ تستكشف هذه المقالة عالم المعالجات السطحية الرائعة لسبائك الألومنيوم. ستتعرف على التقنيات المختلفة المستخدمة لتعزيز متانة ومظهر المنتجات المعدنية اليومية. استعد لاكتشاف الأسرار الكامنة وراء التكنولوجيا التي تجعل أجهزتك جميلة وتدوم طويلاً!
في منتصف القرن التاسع عشر، كانت تكنولوجيا صهر الألومنيوم في فرنسا في بداياتها، مما أدى إلى ندرة الألومنيوم وقيمته أكثر من الفضة. وكانت هذه الندرة إلى درجة أن حتى الوزراء الملكيين كانوا يستخدمون أدوات المائدة الفضية في الولائم الرسمية، بينما كان الإمبراطور نابليون الثالث (وليس نابليون الثاني) هو الوحيد الذي تمتع بامتياز طقم طعام من الألمنيوم.
أدى ظهور عملية التحليل الكهربائي Hall-Héroult في عام 1886 إلى إحداث ثورة في إنتاج الألمنيوم، مما جعله متاحًا بشكل متزايد ومندمجًا في الحياة العامة. ولم تعزز التطورات المتزامنة في تقنيات المعالجة السطحية لسبائك الألومنيوم القيمة العملية للمعدن فحسب، بل عززت أيضًا جاذبيته الجمالية، مما فتح مجالات جديدة للتطبيق في كل من المنتجات الصناعية والاستهلاكية.
في تصميم المنتجات المعاصرة وتصنيعها، يتزايد تفضيل المواد المعدنية لقدرتها على نقل الجودة ورفع قيمة العلامة التجارية. ومن بين مجموعة الخيارات المعدنية المتنوعة، يبرز الألومنيوم باعتباره المادة المفضلة لدى العديد من المصنعين. وتنبع شعبيته من مجموعة من العوامل: قابلية ممتازة للتشغيل الآلي، مما يسمح بأشكال معقدة وتفاوتات دقيقة؛ وخصائص بصرية فائقة بما في ذلك المظهر العصري الأنيق؛ ومجموعة واسعة من خيارات المعالجة السطحية، مثل الطلاء بأكسيد الألومنيوم والطلاء بالمسحوق وتقنيات التنظيف بالفرشاة. تُمكِّن هذه الخصائص المصممين والمهندسين من ابتكار منتجات ليست عملية ومتينة فحسب، بل إنها ملفتة للنظر وقابلة للتخصيص لتلبية متطلبات السوق المتنوعة.
المعالجة السطحية هي عملية حاسمة في تصنيع المعادن تعزز خصائص وأداء السطح الخارجي للمنتج. يتضمن هذا الإجراء المتطور وضع طبقة واقية على السطح باستخدام مزيج من الطرق الميكانيكية والكيميائية. وتتمثل الأهداف الأساسية في تحسين مقاومة التآكل وتعزيز المظهر الجمالي وزيادة قيمة المنتج في نهاية المطاف من خلال الحفاظ على ثباته في مختلف الظروف البيئية.
عند اختيار طريقة المعالجة السطحية، يجب على المصنعين مراعاة عدة عوامل رئيسية:
تتبع عملية المعالجة السطحية عادةً سير عمل منتظم:
المعالجة المسبقة هي خطوة حاسمة تشمل العمليات الميكانيكية والكيميائية على حد سواء:
تتضمن طرق المعالجة المسبقة الميكانيكية ما يلي:
تهدف هذه العمليات الميكانيكية إلى تصحيح عيوب السطح وإعداد الركيزة للمعالجات اللاحقة.
تخدم المعالجة الكيميائية المسبقة أغراضاً متعددة:
يضمن هذا التحضير الكيميائي الترابط الأمثل بين المادة الأساسية والطلاء الواقي، مما يحسن بشكل كبير من متانة وفعالية المعالجة السطحية.
بالنسبة لمواد الألومنيوم، تُستخدم عادةً مجموعة من طرق المعالجة السطحية:
المعالجات الكيميائية:
المعالجات الميكانيكية:
تقدم كل طريقة من هذه الطرق مزايا فريدة ويتم اختيارها بناءً على المتطلبات المحددة للاستخدام، وموازنة عوامل مثل مقاومة التآكل ومقاومة التآكل والخصائص الكهربائية والمظهر المرئي.
يمكن تصنيف صفائح سبائك الألومنيوم إلى منتجات غير مغلفة ومنتجات مغلفة، بناءً على طرق المعالجة السطحية.
(1) يمكن تقسيمها إلى أقسام فرعية أخرى:
- صفائح ألومنيوم منقوشة بالجص (بنقوش غير منتظمة)
- صفائح منقوشة (بنقوش منتظمة)
- ألواح الألومنيوم المطحونة والمطلي بأكسيد الألومنيوم
(2) لا تخضع هذه المنتجات لتطبيق الطلاء على سطحها، مما يؤدي إلى انخفاض المتطلبات الجمالية وانخفاض التكاليف نسبيًا. ومع ذلك، فإنها لا تزال توفر مقاومة ممتازة للتآكل والمتانة المتأصلة في سبائك الألومنيوم.
(1) التصنيف:
- عن طريق عملية الطلاء:
- صفائح ألومنيوم مطلية بالرش
- صفائح ألومنيوم مغلفة باللفائف (مطلية مسبقاً)
- حسب نوع الطلاء:
- بوليستر
- البولي يوريثين
- بولي أميد
- سيليكون معدل
- إيبوكسي
- البوليمر الفلوري (مثل PVDF)
- أخرى (مثل طلاءات الأكريليك، مسحوق الطلاء)
(2) إن عامل التمايز الأساسي في الأداء بين هذه الطلاءات هو مقاومتها للأشعة فوق البنفسجية (UV). وتستخدم الطلاءات الفلوروبوليمرية، خاصةً طلاءات البولي فينيل الدين الفلوري (PVDF)، بشكل شائع على السطح المكشوف نظراً لمقاومتها الفائقة للأشعة فوق البنفسجية واحتفاظها بالألوان ومقاومتها للطباشير. وبالنسبة للسطح غير المكشوف أو الجانب الخلفي، غالبًا ما يتم اختيار طلاءات البوليستر أو الإيبوكسي كطبقات واقية، مما يوفر التصاقًا جيدًا وفعالية من حيث التكلفة.
يعتمد اختيار الطلاء على عوامل مثل التعرض البيئي والعمر الافتراضي المطلوب والمتطلبات الجمالية وقيود الميزانية. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب متانة استثنائية وثباتًا استثنائيًا في اللون، يمكن استخدام أنظمة طلاء متعددة الطبقات تتضمن مواد أولية وطلاء علوي شفاف.
لنلقِ نظرة على عملية تشطيب سطح الألومنيوم و سبائك الألومنيوم في منتجاتنا اليومية.
سحب الأسلاك المعدنية هي عملية تصنيع يتم فيها استخدام ورق الصنفرة لكشط سطح المادة بشكل متكرر لإنتاج سلسلة من الخطوط الدقيقة.
يمكن تقسيم الرسم إلى الرسم المستقيم، والرسم العشوائي، والرسم الدوامي والرسم الخيطي.
يمكن لعملية سحب الأسلاك المعدنية إنشاء خطوط دقيقة على سطح المادة، مما ينتج عنه لمسة نهائية حريرية وغير لامعة. يجمع المنتج الناتج بين الأسلوب والتكنولوجيا.
يتم تركيب سكين النحت الماسي على مغزل ماكينة نقش عالية السرعة (عادةً 20,000 دورة في الدقيقة) لنحت الأجزاء، مما يولد منطقة مميزة على سطح المنتج.
يتأثر سطوع المنطقة المظللة بسرعة لقمة الطحن. كلما كانت السرعة أسرع، كان الضوء أكثر سطوعًا، بينما كلما كانت السرعة أبطأ، كان الضوء أغمق وكان من السهل إنتاج علامات السكين.
يُستخدم القطع شديد اللمعان شديد اللمعان بشكل خاص في الهواتف المحمولة، مثل iPhone 5. في السنوات الأخيرة، اعتمدت بعض الإطارات المعدنية للتلفزيونات الراقية تقنية الطحن شديد اللمعان، جنبًا إلى جنب مع تقنية الأنودة وسحب الأسلاك، مما يجعل التلفزيون يبدو عصريًا ومتقدمًا من الناحية التكنولوجية.
تشير الأنودة ثنائية اللون إلى عملية أنودة المنتج وإضفاء لون مختلف على منطقة معينة.
اللونين عملية الطلاء بأكسيد الألومنيوم معقدة ومكلفة؛ ومع ذلك، فإن التباين بين اللونين يمكن أن يعكس بشكل أفضل المظهر الراقي والفريد للمنتج.
تشير الأنودة إلى الأكسدة الكهروكيميائية لمعدن أو سبيكة. وهي عملية تكوين طبقة أكسيد على سطح مادة ألومنيوم (أنود) وسبيكة الألومنيوم تحت إلكتروليت مطابق وظروف عملية محددة نتيجة تطبيق التيار.
لا يمكن للأنودة أن تحل عيوب صلابة سطح الألومنيوم ومقاومة التآكل فحسب، بل يمكنها أيضًا إطالة عمر خدمة الألومنيوم وتحسين مظهره. لقد أصبحت جزءًا لا غنى عنه في معالجة أسطح الألومنيوم وهي العملية الأكثر استخدامًا ونجاحًا على نطاق واسع.
في المقام الأول، يتم تطبيق الطلاء بأكسيد الألومنيوم على الألومنيوم بالاستفادة من المبادئ الكهروكيميائية لإنشاء طبقة من أكسيد الألومنيوم Al2O3 (أكسيد الألومنيوم) على سطح الألومنيوم وسبائكه. يمتلك فيلم الأكسيد هذا سمات خاصة مثل الحماية والزخرفة والعزل ومقاومة التآكل.
العملية: لون واحد أو متدرج: التلميع/السفع بالرمل/سحب الأسلاك ← إزالة الشحوم ← إزالة الأنودة ← التحييد ← الصباغة ← الصباغة ← الختم ← التجفيف
يمكن تطبيقه على الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك الألومنيوم وما إلى ذلك، حيث يضفي الرحلان الكهربائي ألوانًا مختلفة على المنتج مع الحفاظ على البريق المعدني. وفي الوقت نفسه، يعزز خصائص السطح ويتمتع بأداء جيد في مقاومة التآكل.
العملية: المعالجة المسبقة → الرحلان الكهربائي → التجفيف
الميزات التقنية:
المزايا:
العيوب:
قدرة معتدلة على تغطية العيوب؛ تتطلب الأجزاء المصبوبة بالقالب معالجة مسبقة عالية للرحلان الكهربائي.
هذه عملية تُشكّل طبقة غشاء سطحية من السيراميك عن طريق تطبيق جهد عالي في محلول إلكتروليتي (عادةً ما يكون محلول قلوي ضعيف). وهي نتيجة التفريغ الفيزيائي والأكسدة الكهروكيميائية.
العملية: المعالجة المسبقة ← الغسل بالماء الساخن ← الغسل بالماء الساخن ← التجفيف
الميزات التقنية:
المزايا:
العيوب:
في الوقت الحالي، خيارات الألوان محدودة، حيث لا يوجد سوى الأسود والرمادي وغيرهما من الألوان الناضجة؛ حيث يصعب تحقيق الألوان النابضة بالحياة. وتتأثر التكلفة في المقام الأول بارتفاع استهلاك الكهرباء، مما يجعلها واحدة من أغلى المعالجات السطحية.
الترسيب الفيزيائي بالبخار الفيزيائي (PVD) هو عملية تصنيع صناعية، وهي تقنية تستخدم في المقام الأول لترسيب الأغشية الرقيقة من خلال العمليات الفيزيائية.
العملية: التنظيف المسبق للتفريغ بالانبعاثات الكهروضوئية ← تحميل فرن التفريغ الهوائي ← تنظيف الهدف والتنظيف الأيوني ← الطلاء ← نهاية الطلاء والتبريد والتفريغ ← المعالجة اللاحقة (التلميع، AFP)
الميزات التقنية:
PVD (الترسيب الفيزيائي للبخار) يمكن أن يرسب طلاء زخرفي من السيراميك المعدني عالي الصلابة وعالي المقاومة للتآكل على السطح المعدني.
الطلاء بالكهرباء هو تقنية تستخدم التحليل الكهربائي لتغطية سطح المعدن بطبقة رقيقة من طبقة معدنية رقيقة، وبالتالي توفير الحماية ضد التآكل وتعزيز مقاومة التآكل والتوصيل الكهربائي والانعكاسية والجمالية.
تدفق العملية: المعالجة المسبقة → النحاس القلوي الخالي من السيانيد → النحاس الأبيض الخالي من السيانيد - القصدير → الطلاء بالكروم
الميزات التقنية:
المزايا:
العيوب:
ضعف الحماية البيئية، وارتفاع مخاطر التلوث البيئي.
طلاء المسحوق هو عملية يقوم فيها جهاز طلاء المسحوق (بخاخ المسحوق الكهروستاتيكي) برش المسحوق على سطح قطعة العمل. وتحت تأثير الحركة الكهروستاتيكية، يلتصق المسحوق بشكل موحد على سطح قطعة العمل، مما يشكل مسحوق الطلاء. بعد التسوية والخبز في درجة حرارة عالية، يتحول الطلاء المسحوق إلى طلاء نهائي بتأثيرات متفاوتة حسب نوع الطلاء المسحوق المستخدم.
تدفق العملية: تركيب القطعة ← إزالة الغبار الكهروستاتيكي ← الطلاء ← التسوية بدرجة حرارة منخفضة ← الخبز
الميزات التقنية:
السحب السلكي هو طريقة معالجة سطحية تشكل خطوطًا خطية على سطح المنتج من خلال الطحن، مما يخلق تأثيرًا زخرفيًا. واعتمادًا على نمط التصدعات بعد السحب السلكي، يمكن تقسيمها إلى: رسم خط مستقيم، ورسم خط عشوائي، ونمط موجي، ونمط حلزوني.
الميزات التقنية: يمكن أن تمنح معالجة السحب السلكي السطح المعدني بريقًا معدنيًا غير شبيه بالمرآة، مع إزالة العيوب الطفيفة على سطح المعدن.
السفع الرملي هو عملية تستخدم الهواء المضغوط كطاقة لتكوين تيار نفاث عالي السرعة، والذي يقوم بنفث مادة السفع بسرعة عالية على سطح قطعة العمل المراد معالجتها، مما يتسبب في إحداث تغييرات في السطح الخارجي أو شكل قطعة العمل وتحقيق مستوى معين من النظافة ومستويات مختلفة من الخشونة.
تتضمن العملية تنظيف وتخشين سطح المعدن باستخدام تدفق الرمل عالي السرعة.
يمكن أن تحقق هذه الطريقة في معالجة سطح الألومنيوم درجة معينة من النظافة ومستويات مختلفة من الخشونة على سطح قطعة العمل، مما يحسن الخواص الميكانيكية لسطح قطعة العمل.
ونتيجة لذلك، يتم تحسين مقاومة قطعة العمل للإجهاد، وزيادة التصاق الطلاء، وإطالة متانة طبقة الطلاء، وتسهيل تسوية الطلاء وزخرفته.
وغالباً ما تظهر هذه العملية في العديد من منتجات Apple، وتُستخدم بشكل متزايد في تصنيع أجهزة التلفاز أو الإطارات الوسطى.
الميزات التقنية:
التلميع هو عملية تعديل يتم إجراؤها على سطح قطعة العمل باستخدام أداة تلميع مرنة وجزيئات كاشطة أو وسائط تلميع أخرى.
اعتمادًا على عملية التلميع: التلميع الخشن (عملية التلميع الأساسية)، والتلميع المتوسط (عملية التلميع الدقيق) والتلميع الناعم (عملية التلميع اللامع)، يمكن أن يحقق اختيار عجلة التلميع المناسبة أفضل تأثير تلميع ويزيد من كفاءة التلميع.
يحسّن دقة الأبعاد أو الدقة الهندسية لقطعة العمل، ويحقق سطحًا أملس أو لمعانًا يشبه المرآة، ويمكنه أيضًا إزالة اللمعان.
يتم استخدام الطرق الميكانيكية أو الكيميائية أو الكهروكيميائية لتقليل خشونة السطح من الشُّغْلَة للحصول على سطح مستوٍ لامع.
إن عملية التلميع ينقسم بشكل أساسي إلى التلميع الميكانيكي والتلميع الكيميائي والتلميع الإلكتروليتي.
يمكن صقل أجزاء الألومنيوم ميكانيكيًا وصقلها كهربائيًا لتحقيق تأثير مرآة قريب من تأثير الفولاذ المقاوم للصدأ، مما يمنح الناس شعورًا بالبساطة العالية والمظهر العصري في المستقبل. وبالطبع، هذه اللمسة النهائية للسطح عرضة لبصمات الأصابع وتتطلب المزيد من العناية.
ينطوي الحفر، الذي يُشار إليه غالباً باسم الحفر الكيميائي الضوئي، على إزالة الطبقة الواقية من المنطقة المراد حفرها بعد التعريض والتحميض والتحميض والتحميض مع محلول كيميائي أثناء الحفر، لتذوب وتتآكل، مما يشكل تأثيرات تشكيل منقوشة أو مجوفة.
تدفق العملية:
طريقة التعريض: يقوم المهندس بفتح حجم المادة وفقًا للرسومات - تحضير المواد - تنظيف المواد - التجفيف ← الالتصاق أو الطلاء ← التجفيف ← التعريض ← التعريض ← التطوير ← التجفيف ← التجفيف ← الحفر ← إزالة الغشاء ← موافق
طريقة الطباعة بالشاشة: قطع المواد ← تنظيف اللوحة (الفولاذ المقاوم للصدأ والمواد المعدنية الأخرى) ← الطباعة على الشاشة ← الحفر ← إزالة الغشاء ← موافق
الميزات التقنية:
المزايا:
العيوب:
السائل المسبب للتآكل المستخدم أثناء الحفر (الحمض والقلويات وغيرها) ضار بالبيئة في الغالب.
بصفتي مؤسس شركة MachineMFG، فقد كرّستُ أكثر من عقد من حياتي المهنية في مجال تصنيع المعادن. وقد أتاحت لي خبرتي الواسعة أن أصبح خبيرًا في مجالات تصنيع الصفائح المعدنية، والتصنيع الآلي، والهندسة الميكانيكية، وأدوات الماكينات للمعادن. أفكر وأقرأ وأكتب باستمرار في هذه المواضيع، وأسعى باستمرار للبقاء في طليعة مجال عملي. فلتكن معرفتي وخبرتي مصدر قوة لعملك.
AR 
EN 
DE 
ES 
FR 
ID 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
RU 
KO 
TR