الخصائص والتصنيف وآفاق التطوير لمواد البثق عالية الدقة من الألومنيوم وسبائك الألومنيوم

1. خصائص مواد البثق الدقيقة الخاصة بالألمنيوم وسبائك الألومنيوم

هذا النوع من المنتجات له شكل خاص، وسمك جدار رقيق، ووزن خفيف للوحدة، ومتطلبات تحمل صارمة للغاية. تسمى هذه المنتجات عادةً بملامح (أنابيب) سبائك الألومنيوم الدقيقة (أو فائقة الدقة)، وتسمى تقنية إنتاج هذه المنتجات بالدقة. (أو فائقة الدقة) البثق.

الملامح الرئيسية لسحب سبائك الألومنيوم ذات الدقة الخاصة (أو فائقة الدقة) هي:

(1) هناك العديد من الأصناف، والدفعات الصغيرة، ومعظمها عبارة عن مواد بثق ذات أغراض خاصة، والتي تستخدم في جميع مناحي الحياة تقريبًا وجميع جوانب حياة الناس، بما في ذلك جميع منتجات البثق، مثل الأنابيب والقضبان والمقاطع الجانبية والأسلاك، التي تنطوي على مختلف السبائك والدولة. بسبب المقطع العرضي الصغير، وسمك الجدار الرقيق، والوزن الخفيف، والدفعات الصغيرة، ليس من السهل تنظيم الإنتاج بشكل عام.

(2) الأشكال المعقدة والخطوط الخاصة، ومعظمها على شكل مقاطع أو أنابيب مسطحة أو واسعة أو مجنحة أو مسننة أو مسامية. مساحة السطح لكل وحدة حجم كبيرة، وتكنولوجيا الإنتاج صعبة.

(3) تطبيق واسع، أداء خاص ومتطلبات وظيفية. من أجل تلبية متطلبات استخدام المنتج، تم اختيار العديد من حالات السبائك، والتي تغطي تقريبًا جميع السبائك من سلسلة 1××× إلى 8××× وعشرات حالات المعالجة، مع محتوى تقني عالي.

(4) مظهر رائع وسمك جدار رقيق، بشكل عام أقل من 0.5 مم، وبعضها يصل إلى حوالي 0.1 مم، ويبلغ وزن المتر بضعة جرامات فقط إلى عشرات الجرام، ولكن يمكن أن يصل الطول إلى عدة أمتار، أو حتى مئات الأمتار .

5) دقة الأبعاد ومتطلبات التسامح الهندسي للقسم صارمة للغاية. بشكل عام، فإن التفاوتات المسموح بها للمقاطع الدقيقة لسبائك الألومنيوم الصغيرة تكون أكثر صرامة بمقدار الضعف من التفاوتات المسموح بها من الدرجة الخاصة في معايير JIS وGB وASTM. يجب أن يكون تسامح سمك الجدار لمقاطع سبائك الألومنيوم ذات الدقة العامة بين ±0.04 مم و0.07 مم، في حين أن تسامح حجم القسم لمقاطع سبائك الألومنيوم فائقة الدقة قد يصل إلى ±0.01 مم. على سبيل المثال، وزن ملف الألومنيوم الدقيق المستخدم لمقياس الجهد هو 30 جم/م، ونطاق التسامح لحجم القسم هو ±0.07 مم. إن تسامح حجم المقطع العرضي لمقاطع الألمنيوم الدقيقة للأنوال هو ±0.04 مم، وانحراف الزاوية أقل من 0.5 درجة، ودرجة الانحناء 0.83×L. مثال آخر هو الأنبوب المسطح الرفيع للغاية عالي الدقة للسيارات، بعرض 20 مم، ارتفاع 1.7 مم، سمك الجدار 0.17 ± 0.01 مم، و24 فتحة، وهي مقاطع نموذجية من سبائك الألومنيوم فائقة الدقة.

(6) يحتوي على محتوى تقني عالي ويصعب جدًا إنتاجه، وله متطلبات خاصة لمعدات البثق والأدوات والقضبان وعمليات الإنتاج. الشكل 1 هو مثال لقسم بعض مقاطع سبائك الألومنيوم الصغيرة الدقيقة.

2. تصنيف سبائك الألومنيوم مواد البثق الدقة الخاصة

تستخدم سبائك الألومنيوم الدقيقة أو فائقة الدقة على نطاق واسع في الأدوات الإلكترونية، ومعدات الاتصالات والعلوم المتطورة، والدفاع الوطني والصناعة العسكرية، والأدوات الميكانيكية الدقيقة، والمعدات الحالية الضعيفة، والفضاء، والصناعة النووية، والطاقة والطاقة، والغواصات والسفن، السيارات وأدوات النقل والمعدات الطبية والأدوات والأجهزة والإضاءة والتصوير والأجهزة الإلكترونية. بشكل عام، يمكن تقسيم سبائك الألومنيوم الدقيقة أو فائقة الدقة إلى فئتين وفقًا لخصائص مظهرها: الفئة الأولى هي المقاطع ذات الأبعاد الصغيرة. يُطلق على هذا النوع من ملفات التعريف أيضًا اسم الملف الشخصي الصغير جدًا أو الشكل المصغر. يبلغ حجمها الإجمالي عادة بضعة ملليمترات فقط، والحد الأدنى لسمك الجدار أقل من 0.5 مم، ووزن الوحدة من عدة جرامات إلى عشرات الجرامات لكل متر. نظرًا لصغر حجمها، عادةً ما تكون هناك حاجة إلى تفاوتات صارمة عليها. على سبيل المثال، يكون التسامح مع أبعاد المقطع العرضي أقل من ±0.05 مم. بالإضافة إلى ذلك، فإن متطلبات الاستقامة والالتواء للمنتجات المبثوقة صارمة للغاية أيضًا.

النوع الآخر هو المقاطع التي لا تكون صغيرة جدًا في حجم المقطع العرضي ولكنها تتطلب تفاوتات أبعاد صارمة للغاية، أو المقاطع التي لها شكل مقطع عرضي معقد وسمك جدار رقيق على الرغم من أن حجم المقطع العرضي كبير. يوضح الشكل 2 الأنبوب ذو الشكل الخاص (الألمنيوم النقي الصناعي) المبثوق من قبل شركة يابانية على مكبس هيدروليكي أفقي 16.3MN مع قالب منفصل خاص لمكثف تكييف الهواء في السيارات. إن صعوبة تشكيل البثق لهذا النوع من التشكيلات الجانبية لا تقل عن صعوبة النوع السابق من التشكيلات الصغيرة جدًا. لا تتطلب المقاطع المبثوقة ذات حجم القسم الكبير ومتطلبات التسامح الصارمة للغاية تقنية تصميم القالب المتقدمة فحسب، بل تتطلب أيضًا تقنية إدارة صارمة لعملية الإنتاج بأكملها بدءًا من المنتج الفارغ وحتى المنتج النهائي.

منذ أوائل الثمانينات، وبفضل التطبيق العملي لتكنولوجيا البثق المستمر Conform وتطوير التكنولوجيا الصناعية، تطورت عملية بثق المقاطع الصغيرة والصغيرة جدًا بسرعة. ومع ذلك، نظرًا لأسباب مختلفة مثل قيود المعدات، ومتطلبات جودة المنتج، والتقدم في تكنولوجيا البثق، فإن إنتاج مقاطع صغيرة باستخدام معدات البثق التقليدية لا يزال يمثل نسبة كبيرة. يوضح الشكل 2 الملامح الدقيقة لقذف القوالب المنقسمة التقليدية. إن عمر القالب (خاصة القوة ومقاومة التآكل لجسر التحويل وقلب القالب) وتدفق المواد أثناء البثق يصبحان العوامل الرئيسية التي تؤثر على إنتاجه. وذلك لأنه عند بثق الملف الشخصي، يكون حجم قلب القالب صغيرًا والشكل معقدًا، وتعد القوة ومقاومة التآكل من العوامل المهمة التي تؤثر على عمر القالب، وتؤثر حياة القالب بشكل مباشر على تكلفة الإنتاج. من ناحية أخرى، العديد من المقاطع الدقيقة لها جدران رقيقة وأشكال معقدة، ويؤثر تدفق المواد أثناء عملية البثق بشكل مباشر على الشكل ودقة الأبعاد للمقاطع.

من أجل منع فيلم الأكسيد والزيت الموجود على سطح الخام من التدفق إلى المنتج وضمان الجودة الموحدة والموثوقة للمنتج، يمكن تقشير البليت المسخن إلى درجة الحرارة المحددة قبل البثق (يسمى التقشير الساخن)، و ثم يتم وضعها بسرعة في برميل البثق من أجل البثق. في الوقت نفسه، يجب أن تظل الحشية المبثوقة نظيفة لمنع التصاق الزيت والأوساخ بالحشية أثناء عملية إزالة الضغط الزائد بعد عملية بثق واحدة وتركيب الحشية في البثق التالي.

وفقًا لدقة أبعاد القسم وتحمل الشكل والموضع، يمكن تقسيم بثق سبائك الألومنيوم ذو الدقة الخاصة إلى مقاطع سبائك الألومنيوم ذات الدقة الخاصة ومقاطع سبائك الألومنيوم الصغيرة (المصغرة) فائقة الدقة. بشكل عام، تتجاوز دقتها المعايير الوطنية (مثل GB، JIS، ASTM، إلخ.) تسمى الدقة الفائقة للغاية مقاطع سبائك الألومنيوم ذات الدقة الخاصة، على سبيل المثال، تسامح الأبعاد أعلى من ± 0.1 مم، وتسامح سمك الجدار السطح المكسور يتراوح بين ±0.05mm ~ ±0.03mm من الملامح والأنابيب.

عندما تكون دقتها أكثر من ضعف الدقة الفائقة القياسية الوطنية، يطلق عليها اسم سبائك الألومنيوم الصغيرة (المصغرة) فائقة الدقة، مثل تحمل الشكل ±0.09 مم، وتحمل سمك الجدار ±0.03 مم ~ ± 0.01 مم لملف جانبي أو أنبوب صغير (مصغر).

3. آفاق تطوير مواد البثق الدقيقة الخاصة بالألمنيوم وسبائك الألومنيوم

في عام 2017، تجاوز إنتاج ومبيعات مواد معالجة الألمنيوم في العالم 6000 ألف طن سنويًا، منها تجاوز إنتاج ومبيعات مواد بثق الألمنيوم وسبائك الألومنيوم 25000 ألف طن سنويًا، وهو ما يمثل أكثر من 40% من إجمالي إنتاج ومبيعات الألومنيوم. تمثل القضبان المتوسطة المبثوقة من الألومنيوم 90% منها، تمثل المقاطع العامة والقضبان ومقاطع المباني المدنية الصغيرة والمتوسطة الحجم أكثر من 80% من القضبان، وتمثل المقاطع الكبيرة والمتوسطة الحجم والمقاطع والقضبان الخاصة الخاصة حوالي حوالي 15%. يمثل الأنبوب حوالي 8% من مادة سبائك الألومنيوم المبثوقة، بينما يمثل الأنبوب المشكل والأنابيب الخاصة حوالي 20% فقط من الأنبوب. يمكن أن نرى مما سبق أن أكبر إنتاج ومبيعات لمواد بثق الألمنيوم وسبائك الألومنيوم والأكثر استخدامًا هي مقاطع المباني المدنية الصغيرة والمتوسطة الحجم والمقاطع العامة والقضبان والأنابيب. وتمثل المقاطع والقضبان والأنابيب الخاصة حوالي 15% فقط، والخصائص الرئيسية لهذه المنتجات هي: مع وظائف أو أداء خاص؛ مخصصة لغرض معين؛ وجود حجم مواصفات كبير أو صغير؛ بدقة أبعاد عالية للغاية أو متطلبات السطح. ولذلك يكون التنوع أكثر والدفعة أقل، والحاجة إلى زيادة العمليات الخاصة أو إضافة بعض المعدات والأدوات الخاصة، والإنتاج صعب والمحتوى الفني مرتفع، وتزداد تكلفة الإنتاج وتزداد القيمة المضافة.

مع تقدم العلوم والتكنولوجيا والتحسين المستمر لمستويات معيشة الناس، تم طرح متطلبات أعلى وأعلى لإنتاج وجودة وتنوع منتجات بثق الألمنيوم وسبائك الألومنيوم، خاصة في السنوات الأخيرة، وقد أصبح ظهور تخصيص المنتج عززت تطوير المقاطع والأنابيب الخاصة ذات الخصائص الشخصية والاستخدامات المحددة.

تُستخدم التشكيلات فائقة الدقة على نطاق واسع في الأدوات الإلكترونية، والاتصالات، ومعدات البريد والاتصالات السلكية واللاسلكية، والآلات الدقيقة، والأدوات الدقيقة، والمعدات الحالية الضعيفة، والفضاء، والغواصات والسفن النووية، وصناعة السيارات وغيرها من المجالات ذات الجدار الصغير الرقيق وحجم القسم جدًا أجزاء دقيقة. عادة ما تكون متطلبات التسامح صارمة للغاية، على سبيل المثال، التسامح مع حجم المخطط التفصيلي للقسم أقل من ± 0.10 مم، والتسامح مع سمك الجدار أقل من ± 0.05 مم. بالإضافة إلى ذلك، فإن التسطيح والالتواء والتفاوتات الأخرى في الشكل والموضع للمنتجات المبثوقة تكون أيضًا صارمة للغاية. وبالإضافة إلى ذلك، في عملية البثق لمحات سبائك الألومنيوم الصغيرة الخاصة فائقة الدقة، والمعدات، والعفن، والعملية هي متطلبات صارمة للغاية. نظرًا للتطور السريع للصناعة الحديثة، والدفاع الوطني المتطور والبحث العلمي وغيرها من المشاريع وتحسين درجة التخصيص، فإن عدد وتنوع وجودة التشكيلات الصغيرة فائقة الدقة يتزايد بشكل متزايد، على الرغم من أنه في السنوات الأخيرة، لقد طورت وأنتجت الكثير من مقاطع سبائك الألومنيوم الصغيرة فائقة الدقة وعالية الجودة، ولكنها لا تزال غير قادرة على تلبية احتياجات السوق، على وجه الخصوص، لا تزال هناك فجوة كبيرة بين التكنولوجيا المحلية والمعدات اللازمة لإنتاج سبائك الألومنيوم الصغيرة جدًا -ملامح سبائك الألومنيوم الدقيقة والدولية المستوى المتقدم، الذي لا يستطيع تلبية الطلب في السوق المحلية والأجنبية ويجب اللحاق به.

4. الاستنتاج

إن البثق الدقيق الخاص للألمنيوم وسبائك الألومنيوم (الملامح والأنابيب) هو نوع من الشكل المعقد، وسمك الجدار الرقيق، والتسامح الأبعاد، ومتطلبات دقة الشكل والموضع متطلبة للغاية، والمحتوى الفني العالي، والإنتاج الصعب للمواد العالية والدقيقة، هو المعيار الوطني الاقتصاد والدفاع الوطني مواد أساسية لا غنى عنها، ومجموعة واسعة جدًا من الاستخدامات، وآفاق تطوير واعدة لهذه المادة. إنتاج هذا المنتج له متطلبات خاصة لمعدات البليت والأدوات والبثق وعملية البثق، ويجب حل سلسلة من المشاكل التقنية الرئيسية من أجل الحصول على منتجات ممتازة على دفعات.

حرره ماي جيانغ من MAT Aluminium