بثق الألومنيوم: التقنيات, سبائك, والتطبيقات

1. مقدمة

بثق الألمنيوم هو عملية تشكيل المعادن الحرجة التي تتيح إنتاج ملفات تعريف مستعرضة معقدة بدقة عالية الأبعاد وإنهاء سطح ممتازة.

يتراوح تطبيقه على نطاق واسع من جدران الستار المعمارية وإطارات النوافذ إلى المكونات الهيكلية للسيارات, إطارات الفضاء, إلكترونيات الحراري, والسلع الاستهلاكية.

توفر هذه المقالة متعمقة, استكشاف متعدد المنظور لقذف الألومنيوم, تغطية المبادئ الأساسية,

اختيار المواد, خطوات عملية مفصلة, تصميم الأدوات, الخصائص الميكانيكية والسطح, التطبيقات الرئيسية, المزايا والقيود, المعايير, ومراقبة الجودة.

2. ما هو بثق الألمنيوم？

في جوهرها, البثق هو تشوه البلاستيك عملية.

و الألومنيوم بليت (مسبقة قبل, قطعة أسطواني من سبيكة الألمنيوم) يتم وضعه في غرفة, ويطبق كبش هيدروليكي القوة لدفع البليت من خلال فتحة تموت على شكل.

عندما يتم الضغط على المعدن تحت الضغط العالي, يتدفق بلطف حول حواف الموت, ناشئة على الجانب البعيد كملف مستمر يطابق مقطع العرض الفتحة في الفتحة.

مفتاح هذه العملية هو حقيقة أن الألومنيوم تتناقص قوة العائد مع زيادة درجة الحرارة,

تمكينه من التشوه بسهولة أكبر في درجات حرارة مرتفعة (عادة 400-500 درجة مئوية لسبائك بثق الألومنيوم الشائعة).

بمجرد خروج البثق من الموت, يحتفظ بالهندسة الدقيقة لشكل الموت, مع انخفاض طفيف فقط في المقطع العرضي بسبب إزالة الموت وانكماش البليت عند التبريد.

3. المواد والسبائك

سبائك الألومنيوم شائعة الاستخدام من أجل البثق

على الرغم من الألومنيوم النقي (1100) يمكن أن يكون بثق, تتطلب معظم التطبيقات الهيكلية والعالية الأداء درجات من سبائك.

ال 6سلسلة xxx (al-mg-si) يمثل ما يقرب من 70-75 % من بين جميع ملفات التعريف المقدمة في جميع أنحاء العالم, بسبب توازنه الممتاز في القوة, مقاومة التآكل, وقدرة على البثق.

وتشمل سلسلة مهمة أخرى:

خصائص المواد الرئيسية التي تؤثر على قابلية البثق

• إجهاد التدفق وحساسية درجة الحرارة: تعتمد القوة المطلوبة لبثق البليت على إجهاد العائد عند درجة حرارة البثق.
  من الأسهل ببثق السبائك ذات الإجهاد المنخفض للتدفق في درجات الحرارة الساخنة, ولكن قد تضحي بالقوة الذروة.
• العمل تصلب واستجابة صدارة العمر: السبائك التي تستجيب بشكل جيد لهطول الأمطار (عمر) تصلب (على سبيل المثال, 6061, 6063)
  يمكن أن يكون بثقًا ثم مسنين بشكل مصطنع (إلى T5 أو T6 مزاج) لتحقيق نقاط القوة المرتفعة.
• قابلية الكراك: سبائك عالية القوة (7000 مسلسل, 2000 مسلسل) تكون أكثر عرضة للتكسير الساخن ما لم يتم التحكم في العملية بإحكام (يموت تصميم, تجانس البليت, سرعة البثق).
• التحكم في هيكل الحبوب: التجانس (عقد البليت في درجة حرارة وسيطة قبل بثق الألمنيوم) يساعد على القضاء على الفصل الشجيع, تقليل التكسير, وتحقيق خصائص ميكانيكية موحدة.

4. عملية البثق لسبائك الألومنيوم

تحضير البليت والتسخين

مواد البليت والصب

• عادةً ما تأتي ملاهي الألومنيوم المستخدمة في البثق من البرد المباشر (العاصمة) صب أو صب مستمر.
  تشمل السبائك الشائعة سلسلة 6xxx (على سبيل المثال, 6063, 6061, 6105) وبعض 7xxx- أو درجات 2xxx-series عندما تكون هناك حاجة إلى قوة أعلى.
• قبل بثق الألمنيوم, غالبا التجانس المعالجة الحرارية (على سبيل المثال, 500-550 درجة مئوية لمدة 6-12 ساعة) للحد من الفصل الكيميائي وحل المراحل المنخفضة الانصهار.
  تجانس ينتج عن بنية مجهرية أكثر اتساقا, يقلل من الساخنة (التكسير أثناء التشوه الساخن), ويحسن قابلية البثق الكلية.

فحص السطح والآلات

• مرة واحدة متجانسة, يتم فحص الملاشات للعيوب السطحية (تشققات, طيات الأكسيد, أو الادراج).
  قد يتم تنفيذ أي حالات شذوذ مرئية أو تخصيص البليت جانبا.
  سلس, يساعد السطح الخالي من الأكسيد على منع التدفئة المحلية أو التدفئة المحلية التي يمكن أن تبدأ الشقوق.

التسخين إلى درجة حرارة البثق

• يتم وضع billets في فرن مسخن, حيث يتم تسخينها بشكل موحد
  درجة حرارة البثق المستهدفة للسبائك (عادة 400-520 درجة مئوية لمعظم سلسلة 6xxx, أقل قليلاً لسلسلة 7xxx لتجنب نمو الحبوب المفرط).
• التحكم في درجة الحرارة الدقيقة (± 5 درجة مئوية) أمر بالغ الأهمية. إذا كان البليت باردًا جدًا, إجهاد التدفق أعلى, زيادة قوة البثق المطلوبة والمخاطرة بالشقوق.
  إذا حار جدا, يمكن أن يضعف نمو الحبوب أو ذوبان أولي من انخفاض درجات الحرارة المنخفضة البليتات.
• تعتمد أوقات التسخين المسبقة على القطر وسمك الجدار.
  أ 140 مم (5.5″) عادة ما يتطلب قطر القطر 45-60 دقيقة في فرن معاير جيد للوصول إلى درجة حرارة موحدة من النواة إلى السطح.

قم بضغط البثق وتحميل البليت

أنواع الصحافة البثق

• مطبعة الهيدروليكية المباشرة: الأكثر شيوعا. يدفع كبش هيدروليكي البليت من خلال مجموعة موت ثابتة.
  تم تصنيفه في "الحمولة" (على سبيل المثال, يمكن أن تولد صحافة 3000 طن حوالي 3000 طن من القوة).
• غير مباشر (للخلف) مطبعة البثق: يتم تثبيت الموت على ذاكرة الوصول العشوائي المتحرك, الذي يضغط على حاوية البليت الثابتة.
  يتم القضاء على الاحتكاك بين البليت والحاوية, خفض الضغط المطلوب. غالبًا ما تكون هذه المطابع أصغر (200-1200 طن) ولكن يمكن تحقيق نسب البثق الأعلى.
• مطبعة البثق الهيدروستاتيكي: تم تغليف البليت في غرفة مغلقة مملوءة بسائل الضغط (عادة الزيت).
  كما تطبق الصحافة القوة, يحيط ضغط السوائل بشكل موحد بالبليت, تسبب في التدفق من خلال الموت.
  تقلل هذه المطابع المتخصصة من الاحتكاك وتسمح بتقليل السبائك الهشة أو عالية القوة, على الرغم من ارتفاع تكلفة رأس المال.

تحميل البليت والتوسيط

• يتم رفع البليت المسبق (في كثير من الأحيان عبر رافعة علوية أو نظام بليت آلي) ووضع في الحاوية.
• توسيط/محاذاة: تستخدم معظم المرافق الحديثة تركيبات محاذاة أو تحديد موقع على فم الحاوية; يجب أن يجلس البليت مع الوجه يموت لتجنب غريب الأطوار.
  يمكن أن يموت البليتات غير المحسنة ضررًا أو إدخال أنماط تدفق غير موحدة (مما يؤدي إلى تشققات السطح أو عدم دقة الأبعاد).

استخدام كتلة وهمية / يموت الجسر

• في البثق المباشر, هناك "كتلة دمية" قصيرة (إدراج الذبيحة) وضعت بين وجه الكبش والبليه.
  يحمي الكتلة الوهمية الموت من المطرقة المفاجئة إذا كان للبليت قطرًا أصغر قليلاً أو في حالة حدوث اختلال بسيط.
• يتصل RAM أولاً بلوكية وهمية, الذي ينقل القوة بعد ذلك إلى البليت بشكل أكثر موحدة.
  في بثق غير مباشر, الكبش نفسه يحمل الموت, لذلك لا يتم استخدام كتلة دمية منفصلة.

تدفق المعادن والتفاعل

RAM Advancement و Pressup

• بمجرد أن يكون البليت في وضعه, المشغل (أو نظام التحكم في CNC) يبدأ السكتة الدماغية.
  مضخات الزيت الهيدروليكي تبني الضغط حتى يتحرك الكبش للأمام, ضغط البليت.
• كما يدفع الكبش, يرتفع ضغط البليت الداخلي. في البثق المباشر, الاحتكاك بين جدران البليت وجدران الحاويات يتبدد بعض الطاقة; في غير مباشر أو هيدروستاتيكي, الخسائر الاحتكاكية أقل بكثير.

يموت هندسة دخول

• زاوية الدخول: يموت نموذجي منطقة دخول مدبب (في كثير من الأحيان 20-30 درجة) هذا يوجه المعدن من المقطع العرضي البليت الأكبر في شكل ملف تعريف أصغر.
  إذا كانت هذه الزاوية ضحلة جدًا, يمكن أن يحدث المعدن أو "انعكاس" خطوط التدفق; إذا كان شديد الانحدار, قد ينفصل المعدن عن سطح الموت, تسبب الاضطراب والوجود السطحي.
• النقل / منطقة التشكيل: عندما يكون لملف تعريف تجاويف متعددة أو أجوف معقدة,
  سيقوم مصمم الموت بإنشاء "قسم للنقل" لتقسيم المعدن البليت إلى تيارات منفصلة, الذي يعيد تجميعه في الشكل النهائي.
  النقل المناسب يمنع مشكلات خلط المعادن (تشققات داخلية, التصفيح).

تحمل (أرض) قسم

• بعد منطقة النقل, "طول الحمل" (وتسمى أيضا الأرض) مستقيم, قسم المقطع العرضي المستمر من الموت الذي ينتهك الأبعاد ويتحكم في النهاية السطحية.
• طول من المحمل عادة ما يكون 4-8 ملم لرسائل سلسلة 6xxx-wall-wall;
  تزيد المحامل الطوي. محامل قصيرة تقلل من القوة ولكن التضحية بالتسامح.

يموت تزييت وطلاء

• فيلم رفيع من زيوت التشحيم القائمة على الجرافيت أو السيراميك يتم تطبيقه على وجه دخول البليت وأحيانًا جدران الحاوية.
  هذا زيوت التشحيم يقلل من الاحتكاك, يمتد الحياة, ويساعد على إخلاء الهواء المحاصر.
• التزييت الفعال أمر بالغ الأه (> 50:1) أو للسبائك (مثل 7000 سلسلة).
• بعض الوجوه الممولة مطلية بطبقات مقاومة للارتداء (على سبيل المثال, رش كربيد التنغستن, الألومنييد النيكل) لتقليل غالينغ وتآكل المعادن إلى الحد الأدنى.

الاحتكاك وتوليد الحرارة

• بينما يتدفق المعدن من خلال الموت, الاحتكاك بين الأسطح الألمنيوم والموت يولد الحرارة, رفع درجة حرارة المعدن لحظات بمقدار 20-50 درجة مئوية فوق درجة حرارة البليت.
  ارتفاع درجة الحرارة يمكن أن يسبب حدوث حبوب, تمزق السطح, أو يموت.
• البثق غير المباشر والهيدروستاتيكي يقلل بشكل كبير من حرارة الاحتكاك في واجهة البليت/الحاوية, تمكين نسب البثق الأكبر مع إدخال حراري أقل.

الاختلافات في طرق البثق

مباشر (عادي) البثق

• يثبت: تم تثبيت الموت على حذاء مثبت في مقدمة الحاوية. الكبش (عبر كتلة دمية) يدفع البليت إلى الأمام بحيث يتدفق المعدن عبر الثقوب.
• المزايا: أبسط مواء محاذاة وتحميل; أدوات واضحة; شائع عبر معظم مكابس البثق الكبيرة.
• القيود: يمكن أن يكون الاحتكاك بين جدران البليت وجدران الحاويات مهمًا (20-70 % من ضغط البثق الكلي),
  تتطلب مكبسًا أكثر قوة لنسبة بثق معينة. احتكاك أعلى يزيد أيضا من ارتداء يموت.

غير مباشر (للخلف) البثق

• يثبت: يتم تثبيت الموت على وجه الكبش. عندما يتقدم ذاكرة الوصول العشوائي إلى الحاوية, لا يزال البليت ثابتًا, والمعادن يتدفق للخلف من خلال الموت في حقول البثق.
• المزايا: لا توجد احتكاك حاوية/بليت, الذي يقلل من ضغط ذاكرة الوصول العشوائي (في بعض الأحيان بحلول 20-40 %).
  لأن الاحتكاك منخفض, من جديرة ببثق سبائك هش أو رقيقة الجدار أكثر جدوى.
• القيود: يجب أن يتم تثبيت الموت على الكبش, لذلك يجب أن يكون تجويف الكبش جوفاء أو تم تكوينه خصيصًا; يزيد تعقيد الأدوات بشكل عام.
  قد تكون أوقات الإعداد أطول, وتغييرات الموت على بعض المطابع تستغرق وقتًا طويلاً.

البثق الهيدروستاتيكي

• يثبت: بيليت محاط بسائل (على سبيل المثال, زيت) في غرفة مغلقة.
  كما الصحافة تضغط على السائل, يتم تطبيق الضغط بشكل موحد حول محيط البليت, إجباره على الموت عند خروج الغرفة.
• المزايا: الاحتكاك في كل من جدران الوجه والجدران الحاويات هو ما يقرب من الصفر - وهذا يسمح نسب البثق العالية للغاية (غالباً > 100:1)
  وتشكيل سبائك عالية القوة أو صعبة خلاف ذلك (على سبيل المثال, بعض درجات 7xxx أو 5xxx) دون تكسير.
  عادة ما يكون الانتهاء من السطح متفوقًا, مع انخفاض نسبة المسيل للدموع السطحية.
• القيود: تكلفة المعدات مرتفعة جدا. يجب أن تغلق الغرف بشكل موثوق تحت الضغط العالي; أي تسرب سائل يمكن أن يسبب مخاطر السلامة.
  الإنتاجية أقل بالنسبة للأقسام الكبيرة, لذلك عادة ما يتم حجز البثق الهيدروستاتيكي لقضبان القسم الأصغر, الأسلاك, أو ملفات تعريف التخصص.

التبريد والإخماد

الغرض من التبريد

• معظم سبائك الألومنيوم القابلة للمعالجة بالحرارة (على سبيل المثال, 6XXX-Series, 7XXX-Series) الاعتماد على التبريد السريع (التبريد) مباشرة بعد مقرض "قفل" محلول صلب غير مشبع.
  لاحقاً, سيؤدي الشيخوخة الاصطناعية أو الطبيعية إلى تعزيز مراحل تعزيز.
• يمنع التبريد أيضًا نمو الحبوب المفرط في السبائك التي من شأنها أن تتجسد في درجات حرارة مرتفعة.

طرق التبريد

• حمام إخماد الماء: النهج الأكثر شيوعا. عندما يخرج البثق الساخن من الموت, يمر مباشرة في حمام مائي (العمق ~ 150-200 مم).
  معدلات التدفق ودرجة حرارة الحمام (في كثير من الأحيان 60-80 درجة مئوية) يتم التحكم فيها بحيث يبرد الملف الشخصي بشكل موحد.
• إخماد الرش: فوهات الضغط العالي رش الماء (في بعض الأحيان مع الهواء) على الملف الشخصي. مثالي للمقاطع العرضية المعقدة حيث قد تصف بعض الأقسام المجوفة الماء إذا غمرت ببساطة.
• تبريد الهواء / الهواء القسري: تستخدم فقط للسبائك حيث لا يكون التبريد السريع أمرًا بالغ الأهمية (على سبيل المثال, 6063 إذا كان مزاج T4 مقبولًا).
  يمكن استخدامها أيضًا كمنطقة "ما قبل البول" قبل إخماد الماء لتقليل الصدمة الحرارية.
• إخماد تركيبة: تستخدم بعض النباتات مرحلة الأطراف الأولية (لتبرد من 500 درجة مئوية إلى ~ 250 درجة مئوية), يليها رذاذ الماء أو الانغماس.
  هذا النهج المذهل يقلل من التزييف في ملفات تعريف طويلة أو سميكة.

تجنب الصدمة الحرارية

• غمر أ 500 ° C ملف تعريف الألومنيوم فجأة في 20 يمكن أن يحفز الماء ° C على ضغوط الشد على البرودة الخارجية والضغوط الضغوط في الداخل.
  إذا كان التبريد عدوانيًا جدًا, يمكن أن يصدع الملف الشخصي أو الاعوجاج.
• وضع فوهة مناسب, ضبط معدل التدفق, والتحكم في درجة حرارة الماء يضمن معدلات تبريد موحدة وتقليل تركيزات الإجهاد المحلي.

تمتد ما بعد التوسع والاستقامة

التوتر المتبقي وتشوه الملف الشخصي

• كما يبرد الملف الشخصي البثر, تقلص غير متكافئ (خاصة في المقاطع العرضية الطويلة أو غير المتماثلة) يمكن أن يسبب الركوع أو التواء.
  يجب تصحيح هذه التشوهات لتلبية التحملات المستقرة (ASTM B221, في 755).

آلات التمدد

• عملية تمدد نموذجية:

• • يتم تثبيت أحد نهايات الملف الشخصي, والآخر متصل بهدروليكي (أو ميكانيكي) مجتذب.
  • الملف الشخصي ممدود (4-5 % من طوله) من خلال تطبيق قوة الشد الخاضعة للرقابة.
  • يمسك بدة الحافة المستقيمة الملف الشخصي في الموضع, إبقائها مستقيمة أثناء التوتر.
  • مرة واحدة عقد تحت التوتر, يتم إصدار ملف التعريف ويسمح له بـ "الظهر" قليلاً; لأن المادة عُقدت أثناء التمدد, يحتفظ شكل أكثر إحكاما من ذي قبل.

• توقيت الدورة: يحدث التمدد عادةً في غضون دقائق من التبريد, قبل تثبيت الحبوب الكبيرة.
  ملفات تعريف أقصر من 6 قد يمتد M في قطعة واحدة; ملامح أطول (ما يصل الى 12 م أو أكثر) يتم تقطيعها أو معالجتها بالتتابع في الأجزاء.

استقامة فقط

• لبعض سميكة, ملفات تعريف الارتباط العالي, لليدة تقويم أخف وزنا (على سبيل المثال, مطبعة ميكانيكية أو آلة التسوية) يمكن استخدامه دون استطالة شد كبيرة.
  لكن, للأشكال الرقيقة الجدران أو غير متناظرة للغاية, يفضل التمدد الكامل لتجنب مشكلات Springback.

الشيخوخة والتهدئة

معالجة الحرارة مقابل. سبائك غير قابلة للعلاج

• سبائك قابلة للعلاج الحرارة (على سبيل المثال, 6000-مسلسل, 7000-مسلسل, حوالي 2000 سلسلة) اكتساب القوة من خلال تصلب هطول الأمطار.
  الإخماد السريع بعد البثق ينتج عنه حل صلب غير مشبع;
  الشيخوخة اللاحقة (إما في درجة حرارة الغرفة أو درجة حرارة مرتفعة) يترسب تعزيز المراحل (mg₂si في 6xxx, η ′/η في 7xxx).
• سبائك غير قابلة للعلاج (على سبيل المثال, 1xxx ومعظم سبائك 5xxx) الاعتماد على تصلب العمل (H-Tempers).
  بعد البثق, عادة ما يخضعون للتبريد المتحكم فيه, ولكن لا يلزم وجود شيخوخة اصطناعية لاحقة لتحقيق أقصى قوة.

شائعات شائعة

• T4 مزاج (الشيخوخة الطبيعية): يتم إخماد الملف الشخصي المقذوف ثم تخزينه في درجة حرارة المحيطة لأيام أو أسابيع.
  مناسبة حيث القوة المعتدلة (~ 70-80 % من T6) مقبول.
• T5 مزاج (الشيخوخة الاصطناعية بدون علاج حل): يتم تبريد الملف الشخصي المقذوف على الفور (إخماد) ثم وضعت في فرن الشيخوخة (على سبيل المثال, 160-175 درجة مئوية لمدة 6-10 ساعات ~).
  ينتج عن قوة أعلى من T4 ولكن أقل من T6.
• T6 مزاج (حل + الشيخوخة الاصطناعية): الملف الشخصي معالج بالتسخين (على سبيل المثال, ~ 530 درجة مئوية لمدة 1-2 ساعات), مغوّل, ثم العمر بشكل مصطنع (على سبيل المثال, 160-80 درجة مئوية لمدة 8-12 ساعة).
  ينتج أعلى قوة لسلسلة 6xxx (على سبيل المثال, 6061-T6) أو 7xxx-series (على سبيل المثال, 7075-T6) عمليات السحب.

اعتبارات عملية

• تقدم العديد من بيوت البثق T5 كخدمة قياسية في الخط لأنها تتجنب فرن حلول منفصل.
  لملفات تعريف كبيرة أو معقدة, محلول ما بعد التغذية (لتحقيق T6) قد يتم تنفيذها في فرن دفعة مخصصة بعد قطع جميع الأطوال إلى الحجم النهائي.
• زائد (تمسك في درجة حرارة مرتفعة طويلة جدًا أو في درجة حرارة عالية جدًا) يمكن أن يقلل من الاستطالة أو التسبب في ارتداء غير مرغوب فيه, خفض المتانة.

مباشرة مقابل. غير مباشر مقابل. الهيدروستاتيكي: ملاحظات مقارنة

5. العمليات الثانوية والتشطيب السطحي

بمجرد قطع الملامح البثرات الخام إلى الطول وتمتد, تتطلب العديد من التطبيقات تصنيعًا ثانويًا أو تشطيبًا جماليًا.

قطع إلى الطول

• مناشير قطع الطيران: محطات النشر داخل الخط التي تطابق سرعة البثق-تقوم بتشغيل التشغيل المستمر دون إيقاف مكبس البثق.
• مناشير قطع في وضع عدم الاتصال: النطاقات اليدوية أو الأوتوماتيكية أو المناشير الدائرية المستخدمة بعد تشغيل البثق لخفض ملفات التعريف إلى أطوال العميل.

عمليات الآلات والحفر

• طحن CNC, حفر, والتنصت: لإنشاء ثقوب, فتحات, أو الميزات المعقدة.
  تتيح قابلية الألومنيوم إلى ارتفاع معدلات التغذية وعمر الأدوات الطويل إذا تم استخدام هندسة الأدوات المناسبة وسوائل القطع.
• طحن t-slots أو ميزات إعادة إدخال مخصصة: مطلوب في بعض الأحيان عندما تحظر قيود التكلفة أو الهندسة البثق المباشر لميزات معينة.

العلاجات السطحية

الأنود

• يخلق التحكم, طبقة أكسيد مسامية (سمك نموذجي 5-25 ميكرون).
• يحسن مقاومة التآكل, صلابة السطح, والمظهر الجمالي.
• يسمح بالصباغة اللاحقة (تلوين) أو الختم (محسّنة مقاومة التآكل).

طلاء مسحوق

• يتم تطبيق مساحيق بوليمر الترموسيت وشفائها كهربائيا (180-200 درجة مئوية).
• يوفر الزي الرسمي, النهاية المتينة مع الخدش الفائق والمقاومة الكيميائية.
• متوفر بألوان وقوام غير محدودة تقريبًا.

اللوحة السائلة (معطف رطب)

• خطوط الرش التقليدية أو الطلاء الإلكتروستاتي.
• أكثر عرضة للتقطيع من طلاء المسحوق ولكن في كثير من الأحيان يتم اختياره لمزيج ألوان معقدة أو تشطيبات سلسة للغاية.

التشطيبات الميكانيكية

• الفرشاة: ينتج حبة خطية متسقة - شعبية للدرابزين المعماري وتقليم الأجهزة.
• تلميع/التلاعب: يحقق نهاية تشبه المرآة-تستخدم بشكل جيد للتطبيقات الزخرفية.
• برميل الرمل أو تفجير حبة: يضفي نسيجًا غير لامع أو ساتان موحد - يتم تطبيقه بشكل متكرر قبل الطلاء لتحسين الالتصاق.

أغطية متخصصة

• PVDF (الفلورايد polyvinylidene) الطلاء: غالبًا ما تستخدم للعناصر المعمارية الخارجية (<0.3 سماكة مم).
  يوفر PVDF مقاومة استثنائية للأشعة فوق البنفسجية, الاحتفاظ بالألوان, والطقس.
• التجاعيد المطلية بالمسحوق أو التجاعيد: نقل مظهر محكم للاستخدامات الصناعية أو الزخرفية.

6. التطبيقات الصناعية الرئيسية لبث الألومنيوم

أنظمة البناء والمعمارية

• إطارات النافذة والأبواب: ملفات تعريف 6063 - T5/T6 مع فواصل حرارية متكاملة, قنوات الصرف, وأختام الطقس.
• جدار الستار ومكونات الواجهة: المولات المعقدة والعابر المصممة لتناسب الدقة, حمولة الرياح العاتية, والأداء الحراري.
• تأطير هيكلي: أنظمة حديدي وحدات, دعامات دعم المظلة, الستار أطر الفرعية.
• هياكل تصاعد الطاقة الشمسية: قضبان رفوف خفيفة الوزن وأقواس التثبيت.

السيارات والنقل

• أعضاء الهيكل وأعضاء الإطار: عوارض تحطم بثرات, تعزيزات المصد, مكونات التعليق - كل ذلك باستخدام 6005 أ 6061 سبائك لتلبية جدارة الاصطدام وأهداف الوزن.
• قضبان السقف, عتبات الباب, وقوالب الجسم: الستوات التي توفر الوظيفة الجمالية والهيكلية على حد سواء.
• المبادلات الحرارية والمشعات: مبردات زيت المحرك, مبخر التيار المتردد, ورؤوس المكثفات المصنوعة من قبل سبائك سلسلة متخصصة 6000 أو سبائك سلسلة 1xxx.

الفضاء

• ضلوع الجناح, سلاسل جسم الطائرة, و Longons: 6000- و 7000 سبيكة من سبائك المقدمة إلى التحمل الأبعاد الصارمة, ثم تم تصلب العمر إلى T6 أو T651.
• مكونات المقصورة الداخلية: صناديق علوية, مسارات المقعد, إطارات النوافذ - غالبًا ما تكون مغلفة أو مختلطة للجمال وارتداء المقاومة.
• مكونات ترس الهبوط: تستخدم بعض العناصر الفرعية مثل أنابيب عزم الدوران أو علب العمود الفقري ملفات تعريف مقذوفة لقوة خفيفة الوزن.

الإلكترونيات وتبادل الحرارة

• أحواض الحرارة لإلكترونيات الطاقة: بثق 6063 أو 6061 ملفات التعريف التي تقدم هندسة معقدة من الزعانف ومساحات سطحية كبيرة.
• تركيبات الإضاءة LED: عمليات سقوط توفر كل من التركيب الهيكلي والإدارة الحرارية, في كثير من الأحيان مع قنوات متكاملة لشرائط LED والأسلاك.
• حاويات المحولات وبار الحافلات: عمليات سقوط الألومنيوم النقي أو ملامح "Core Core/Corper Cold" المغلفة لتوزيع الطاقة.

المنتجات الاستهلاكية والأثاث

• البضائع الرياضية: إطارات الدراجات (6016, 6061 سبائك), قضبان سلم, أعمدة الخيمة.
• عرض الوحدات والأرفف: إطارات مقدمة معيارية لتركيبات البيع بالتجزئة, مقصورات المعرض التجاري, والمعرض يقف.
• مكونات الأثاث: أرجل الجدول, إطارات الكرسي, شرائح الدرج - غالبًا ما تكون مختلطة للجمال الداخلي.

الآلات الصناعية والأتمتة

• إطارات الآلات والحراسة: 30× 30 مم إلى 80 × 80 مم ملف تعريف معياري (مرتكز على 6063 أو 6105) مع T-slots لسهولة تركيب الألواح, أجهزة استشعار, الناقلات.
• قضبان النقل وأدلة الحركة الخطية: أدلة مقذوفة مع أجهزة سباق متكاملة لمحامل الكرة, تمكين مضغوط, الأنظمة الخطية الدقيقة.
• سياج السلامة والحواجز الوقائية: خفيف الوزن, لوحات قابلة لإعادة التكوين التي تلبي معايير السلامة الصناعية (ISO 14120, OSHA).

7. مزايا وقيود بثق الألمنيوم

المزايا

مرونة التصميم والقطاعات العرضية المعقدة

• البثق يتيح أقسام جوفاء معقدة, ملفات تعريف متعددة المشاهدات,
  والقنوات المتكاملة (على سبيل المثال, قنوات الأسلاك, أخاديد الحشية) سيكون ذلك صعبًا أو باهظ الثمن من خلال طرق أخرى.
• يتيح تعديل التصميم المنخفض التكلفة لتصميم القالب التكرار السريع نسبيًا لهندسة الملف الشخصي.

استخدام المواد العالية

• بالمقارنة مع الطحن من اللوحة أو التزوير والآلات, يولد البثق الحد الأدنى من سوارف/النفايات.
  يمكن إعادة صياغة الخردة غير المستخدمة وإعادتها إلى حلقة إنتاج البليت بأقل قدر من الخسارة.

قابلية إعادة التدوير والاستدامة ممتازة

• الألومنيوم قابلة لإعادة التدوير بلا حدود مع ~ 5 فقط % من الطاقة اللازمة لإنتاج الألمنيوم الأولي من البوكسيت.
• تعمل العديد من شركات استخراج الألومنيوم مع إعادة تدوير الخردة حلقة مغلقة, تقليل انبعاثات الكربون وتكاليف المواد الخام.

تكلفة أدوات منخفضة نسبيًا مقارنة بالموت للتشغيل المتوسطة

• بينما يموت البثق له تكلفة كبيرة مقدما (2500 دولار أمريكي - 15000 دولار+ اعتمادا على التعقيد),
  لأحجام الإنتاج المعتدلة (الآلاف لعشرات الآلاف من الأجزاء), يمكن أن يكون بثق الألومنيوم أكثر اقتصادا من الصب.

خيارات تشطيب متفوقة

• يمكن أن تكون الأسطح المقذوفة متأنية لتوفير متينة, مقاوم للتآكل, والجمال اللذيذ.
• التحمل الضيق (± 0.15 مم) تقليل الحاجة إلى الآلات الثانوية أو الطحن.

القيود

تكلفة الموت الأولية للأشكال المعقدة للغاية

• قد تتطلب ملفات التعريف المعقدة للغاية وفاة تقسيم متعدد القطع أو طلاء متخصص (على سبيل المثال, السيراميك, الطلاء WC), تكاليف موت القيادة لأعلى منا $50,000.
• لأحجام منخفضة منخفضة (< 100 م من الملف الشخصي), قد لا يتم تبرير إعداد يموت مخصص.

القيود الهندسية

• الحد الأدنى سمك الجدار: عادة 1.5 مم للسبائك القياسية. ميزات أرق تزيد من خطر تكسير السطح, يموت تمزق, أو تزييف ما بعد التخلص.
• انخفاض حاد في المقاطع العرضية: يمكن أن تسبب التغييرات المفاجئة في المقطع العرضي تعبئة معدنية (الإفراط في التحقيق) أو أقل من extression; مطلوبة التحولات السلسة والشرائح السخية.

عيوب السطح

• يمكن أن تظهر "خطوط الموت" المرئية أو "السلسلة" إذا تم وفاة صيانة الهفوات, أو إذا كانت نظافة السبائك سيئة.
• الادراج غير المعدنية أو أفلام الأكسيد (من ضعف التحكم في تزييت) قد تؤدي إلى عيوب سطحية يصعب إخفاءها, حتى بعد أنوود.

العيوب الخاصة بالسبائك

• بعض السبائك عالية القوة (7000, 2000 مسلسل) أكثر عرضة للتكسير الساخن وتتطلب ضوابط عملية ضيقة للغاية, الذي يرفع تكاليف الخردة والأدوات.
• قد لا تلبي سلسلة 6xxx منخفض التكلفة متطلبات عالية الدقة أو عالية جدًا في بعض تطبيقات الفضاء أو الدفاع الحرجة.

8. معايير مراقبة الجودة وصناعة

المعايير ذات الصلة

• ASTM B221 ("المواصفات القياسية للألومنيوم والألومنيوم القضبان المقذوفة, قضبان, سلك, ملفات تعريف, وأنابيب "):
  يحدد التكوين الكيميائي, متطلبات الممتلكات الميكانيكية, والتحمل الأبعاد لمختلف تسميات السبائك/المزاج والإغراءات.
• في 755/في 12020: المعايير الأوروبية لملفات تعريف الألومنيوم المقذوف - حدد التحمل للأبعاد الخطية والزاوية, جودة السطح, والخصائص الميكانيكية.
• فقط H4100: القياسي الياباني الذي يغطي مواصفات المنتج المبثوقة مماثلة.

التفتيش الأبعاد

• الفرجار والميكرومترات: الفحص اليدوي للميزات التي يمكن الوصول إليها مع الأدوات اليدوية.
• تنسيق آلات القياس (CMM): المسح ثلاثي الأبعاد عالية الدقة للملفات التعريف المعقدة, خاصة عند التحقق من التحمل المعقدة والجودة لتطبيقات الفضاء أو السيارات.
• الماسحات الضوئية البصرية: يمكن أن تقارن الماسحات الضوئية بالليزر غير الملامسة بسرعة المقطع العرضي بالكامل ضد نموذج CAD للكشف.

الاختبار الميكانيكي

• اختبار الشد: كوبونات مقطوعة من القطع المبثوقة لقياس قوة العائد, قوة الشد النهائية, واستطالة في كل من الاتجاهات الطولية والمستعرضة (يمكن أن يوجد متباين الخواص).
• اختبار الصلابة: اختبارات Rockwell أو Vickers لتأكيد حالة المزاج, خاصة بالنسبة للشيخوخة الاصطناعية (T6) مقابل الشيخوخة الطبيعية (T4).
• اختبار التعب: مطلوب من حين لآخر للمكونات الهيكلية الحرجة (على سبيل المثال, إطارات الفضاء) للتحقق من صحة الأداء على المدى الطويل تحت الأحمال الدورية.

تقييم جودة السطح

• التفتيش البصري: التحقق من الشوائب السطحية مثل خطوط البثق, الخدوش, أفلام الأكسيد, أو العيوب.
• اختبار التصاق الطلاء: للأسطح المخلوطة أو المطلية, اختبارات موحدة (على سبيل المثال, اختبار شريط ASTM D3359) ضمان الترابط المناسب.
• اختبار التآكل: رذاذ الملح (ASTM B117) أو اختبارات غرفة الرطوبة لمحاكاة التعرض في الهواء الطلق للتطبيقات المعمارية أو البحرية.

شهادة وتتبع

• تتبع المواد: عادة ما يصاحب كل تشغيل بثق شهادة اختبار مطحنة, قائمة التكوين الكيميائي, حِدّة, الخصائص الميكانيكية, ونتائج الاختبار.
• ISO 9001 / IATF 16949: العديد من مرافق البثق التي تخدم السيارات أو الفضاء
  تعمل OEMs تحت ISO 9001 (إدارة الجودة) أو IATF 16949 (جودة السيارات) أنظمة لضمان تناسق العملية وتتبعها.

9. خاتمة

يقف بثق الألمنيوم كتقنية حجر الزاوية في التصنيع الحديث, تمكين الإنتاج الفعال للمجمع, قوة عالية, ملامح خفيفة الوزن عبر عدد لا يحصى من الصناعات.

عن طريق إجبار المليارات الساخنة من خلال وفاة مصممة خصيص, يمكن للبثق تحقيق براعة هندسية ملحوظة مع الحد الأدنى من نفايات المواد.

عندما يقترن بالآلات الثانوية والعلاجات السطحية عالية الجودة (الأنود, طلاء مسحوق), تقدم ملفات تعريف مقذوفة الأداء الميكانيكي المتميز, مقاومة التآكل, والجاذبية الجمالية.

الوجبات الرئيسية تشمل:

• اختيار السبائك: لا تزال الفئة 6000 سائدة على قوته المتوازنة, قابلية البثق, وإمكانية أنود,
  في حين تتناول 7000 سلسلة من سبائك الفئة 2000 متخصصة في متطلبات العالية والتعب المتخصصة.
• التحكم في العملية: تجانس البليت الدقيق, إدارة درجة الحرارة, يموت تصميم,
  وممارسات التشحيم ضرورية لإنتاج عمليات سقوط خالية من العيوب, خاصة بالنسبة لنسب البثق المعقدة أو العالية.
• ممارسة التصميم: التمسك بالإرشادات الهندسية (الحد الأدنى سمك الجدار, شرائح, قسم موحد) يضمن دقة الأبعاد ويتجنب تزييفه.
• الاستدامة: إمكانية إعادة تدوير بثق الألومنيوم وإمكاناتها الخفيفة تجعلها مجموعة من استراتيجيات الحد من الكربون في النقل, بناء, والإلكترونيات الاستهلاكية.
• الاتجاهات المستقبلية: ابتكارات العملية الناشئة (الهيدروستاتيكي, الموجات فوق الصوتية), سبائك متقدمة (النانو, مواد متدرجة وظيفيا),
  والتكامل الرقمي (صناعة 4.0, ملفات تعريف "الذكية" التي تدعم إنترنت الأشياء) وعد بتوسيع قدرات البثق إلى ما هو أبعد من إنجازات اليوم.

كما تتطلب الصناعات خفيفة الوزن بشكل متزايد, عالي الأداء, والحلول المستدامة, سيستمر استخراج الألومنيوم في التطور,

مدفوعة بالابتكارات المستمرة في علوم المواد, التكنولوجيا العملية, والتصنيع الرقمي.

الحفاظ على هذه التطورات أمر بالغ الأهمية للمهندسين والمصممين الذين يسعون إلى تسخير إمكانات بثق الألمنيوم الكاملة في منتجات الجيل التالي والبنية التحتية.

اختر خدمات بثق الألومنيوم لانغي

لانجهي يعزز معدات البثق الحديثة, محفظة سبيكة واسعة النطاق, وخبرة عملية مثبتة لتقديم حلول بثق الألومنيوم على مجموعة واسعة من التطبيقات عبر مجموعة واسعة من التطبيقات.

من المكونات الهيكلية خفيفة الوزن والأتمتة الصناعية إلى أحواض الحرارة عالية الأداء والتشطيبات المعمارية.

مع مراقبة جودة صارمة وخيارات توصيل مرنة, نساعد عملائنا على تحقيق قيمة المنتج المحسنة بسرعة.

لمزيد من التفاصيل الفنية أو لطلب العينات, لا تتردد في ذلك اتصل بـ Langhe الفريق الفني.

 

الأسئلة الشائعة

ما هي التسامح والأبعاد التي يمكن تحقيقها في بثق الألومنيوم?

• أبعاد خارجية: عادة ± 0.15 مم إلى ± 0.50 مم, اعتمادًا على سمك الجدار والسبائك.
• داخل (أجوف) أبعاد: عموما ± 0.25 مم إلى ± 1.0 مم.
• استقامة: بعد التمدد, الملامح غالبا ما تلتقي < 0.5 انحراف مم لكل متر.
• تحقق الجدران الأكثر سمكًا والقسارات البسيطة من التحمل أكثر تشددًا بسهولة أكبر; الجدران الرقيقة (< 1.5 مم) أو قد يكون للملفات التعريف الشديدة المعقدة تحمل أوسع وتتطلب التحكم في العملية أكثر دقة.

ما هي العلاجات السطحية الشائعة لملفات تعريف الألومنيوم المقذوف?

• الأنود: يخلق طبقة أكسيد متينة (5-25 ميكرون) هذا يحسن مقاومة التآكل, صلابة, ويسمح لصباغة اللون. مثالي للسلع المعمارية أو الاستهلاكية الزخرفية.
• طلاء مسحوق: التطبيق الكهروستاتيكي لمسحوق البوليمر, ثم علاج. يوفر موحد, النهاية المتينة مع الخدش الممتاز والمقاومة الكيميائية.
• الطلاء السائل (اللوحة الرطبة): طرق الرش أو الإلكتروستاتيكية لمتطلبات الألوان أو الملمس المتخصصة.
• التشطيبات الميكانيكية: الفرشاة (الحبوب الخطية), تلميع (الانتهاء من المرآة), الرمل/الخرزة تفجير (الملمس غير اللامع/الساتان).
• PVDF الطلاء (على سبيل المثال, كينار®): الطلاء عالي الأداء للعناصر المعمارية الخارجية مع الأشعة فوق البنفسجية الاستثنائية, كيميائية, ومقاومة الطقس.