كيفية تحسين كفاءة إنتاج قوالب الألمنيوم المسامية

1 المقدمة

مع التطور السريع لصناعة الألمنيوم والزيادة المستمرة في إنتاج آلات بثق الألمنيوم، ظهرت تقنية بثق الألمنيوم باستخدام القوالب المسامية. يُحسّن هذا البثق كفاءة إنتاج البثق بشكل كبير، كما يُزيد من المتطلبات التقنية لتصميم القوالب وعمليات البثق.

2 عملية البثق

ينعكس تأثير عملية البثق على كفاءة إنتاج قالب الألمنيوم المسامي بشكل أساسي في التحكم في ثلاثة جوانب: درجة حرارة الفراغ، ودرجة حرارة القالب، ودرجة حرارة الخروج.

2.1 درجة حرارة الفراغ

تؤثر درجة حرارة القالب الخام الموحد بشكل كبير على إنتاج البثق. في الإنتاج الفعلي، يتم تسخين آلات البثق المعرضة لتغير لون السطح عادةً باستخدام أفران متعددة القوالب الخام. توفر هذه الأفران تسخينًا أكثر اتساقًا وشمولاً للقوالب الخام مع خصائص عزل جيدة. بالإضافة إلى ذلك، ولضمان كفاءة عالية، غالبًا ما يتم استخدام طريقة "درجة حرارة منخفضة وسرعة عالية". في هذه الحالة، يجب أن تكون درجة حرارة القالب الخام ودرجة حرارة الخروج متطابقتين تمامًا مع سرعة البثق، مع مراعاة الإعدادات للتغيرات في ضغط البثق وحالة سطح القالب الخام. تعتمد إعدادات درجة حرارة القالب الخام على ظروف الإنتاج الفعلية، ولكن كإرشادات عامة، بالنسبة لبثق القالب المسامي، يتم الحفاظ على درجات حرارة القالب الخام عادةً بين 420 و450 درجة مئوية، مع ضبط القوالب المسطحة على درجة حرارة أعلى قليلاً بمقدار 10-20 درجة مئوية مقارنة بالقوالب المنقسمة.

2.2 درجة حرارة القالب

بناءً على خبرة الإنتاج في الموقع، يجب الحفاظ على درجات حرارة القالب بين 420 و450 درجة مئوية. قد تؤدي أوقات التسخين المفرطة إلى تآكل القالب أثناء التشغيل. علاوة على ذلك، يُعدّ وضع القالب بشكل صحيح أثناء التسخين أمرًا بالغ الأهمية. يجب عدم تكديس القوالب بشكل متقارب جدًا، مع ترك مسافة بينها. قد يؤدي انسداد مخرج تدفق الهواء في فرن القالب أو وضعه بشكل غير صحيح إلى تسخين غير متساوٍ وعدم تناسق عملية البثق.

3 عوامل العفن

يُعد تصميم القالب ومعالجته وصيانته أمرًا بالغ الأهمية لتشكيل البثق، ويؤثر بشكل مباشر على جودة سطح المنتج ودقة أبعاده وكفاءة الإنتاج. بالاستناد إلى ممارسات الإنتاج والتجارب المشتركة في تصميم القوالب، دعونا نحلل هذه الجوانب.

3.1 تصميم القالب

يُعد القالب أساس تشكيل المنتج، ويلعب دورًا حاسمًا في تحديد شكله ودقته البعدية وجودة سطحه وخصائصه المادية. بالنسبة لمقاطع القوالب المسامية ذات متطلبات السطح العالية، يمكن تحسين جودة السطح بتقليل عدد فتحات التحويل وتحسين وضع جسور التحويل لتجنب السطح الزخرفي الرئيسي للمقاطع. بالإضافة إلى ذلك، بالنسبة للقوالب المسطحة، يضمن استخدام تصميم حفرة التدفق العكسي تدفقًا منتظمًا للمعادن داخل تجاويف القالب.

3.2 معالجة القالب

أثناء معالجة القالب، يُعدّ تقليل مقاومة تدفق المعدن عند الجسور أمرًا بالغ الأهمية. يضمن طحن جسور التحويل بسلاسة دقة مواقعها، ويساعد على تحقيق تدفق معدني منتظم. بالنسبة للمقاطع ذات متطلبات جودة سطح عالية، مثل الألواح الشمسية، يُنصح بزيادة ارتفاع حجرة اللحام أو استخدام عملية لحام ثانوية لضمان نتائج لحام جيدة.

3.3 صيانة القالب

الصيانة الدورية للقالب مهمة بنفس القدر. تلميع القوالب وصيانة النترجة يمنعان مشاكل مثل عدم تساوي الصلابة في مناطق عمل القوالب.

4 جودة فارغة

لجودة المادة الخام تأثيرٌ بالغ الأهمية على جودة سطح المنتج، وكفاءة عملية البثق، وتلف القالب. قد تؤدي المواد الخام رديئة الجودة إلى مشاكل في الجودة، مثل ظهور الأخاديد، وتغير اللون بعد الأكسدة، وتقصير عمر القالب. تشمل جودة المادة الخام التركيب السليم وتجانس العناصر، وكلاهما يؤثران بشكل مباشر على إنتاجية عملية البثق وجودة السطح.

4.1 تكوين التركيبة

على سبيل المثال، في مقاطع الألواح الشمسية، يُعدّ التوزيع الصحيح للسيليكون والمغنيسيوم والحديد في سبيكة 6063 المتخصصة لبثق القوالب المسامية أمرًا أساسيًا لتحقيق جودة سطح مثالية دون المساس بالخواص الميكانيكية. وتُعدّ الكمية الإجمالية ونسبة السيليكون والمغنيسيوم أمرًا بالغ الأهمية، وبناءً على خبرة طويلة في الإنتاج، يُعدّ الحفاظ على نسبة السيليكون والمغنيسيوم في نطاق 0.82-0.90% أمرًا مناسبًا للحصول على جودة السطح المطلوبة.

عند تحليل المواد الخام غير المطابقة للمواصفات للألواح الشمسية، وُجد أن العناصر النزرة والشوائب كانت غير مستقرة أو تجاوزت الحدود المسموح بها، مما أثر بشكل كبير على جودة السطح. يجب توخي الحذر عند إضافة العناصر أثناء عملية السبائك في ورشة الصهر لتجنب عدم الاستقرار أو زيادة العناصر النزرة. في تصنيف نفايات الصناعة، تشمل نفايات البثق النفايات الأولية مثل القطع المتبقية والمواد الأساسية، بينما تشمل النفايات الثانوية نفايات ما بعد المعالجة الناتجة عن عمليات مثل الأكسدة والطلاء بالمسحوق، وتُصنف مقاطع العزل الحراري كنفايات ثانوية. يجب استخدام مقاطع مؤكسدة في مقاطع خاصة، وعادةً لا تُضاف أي نفايات عندما تكون المواد كافية.

4.2 عملية إنتاج الفراغ

للحصول على خامات عالية الجودة، من الضروري الالتزام الصارم بمتطلبات العملية المتعلقة بمدة تطهير النيتروجين ومدة ترسيب الألومنيوم. تُضاف عناصر السبائك عادةً على شكل كتل، ويُستعمل خلط دقيق لتسريع ذوبانها. يمنع الخلط الجيد تكوين مناطق موضعية عالية التركيز من عناصر السبائك.

خاتمة

تُستخدم سبائك الألومنيوم على نطاق واسع في مركبات الطاقة الجديدة، وتُستخدم في مكونات وأجزاء هيكلية مثل هيكل السيارة والمحركات والعجلات. ويعزى ازدياد استخدام سبائك الألومنيوم في صناعة السيارات إلى الطلب المتزايد على كفاءة الطاقة والاستدامة البيئية، إلى جانب التطورات في تكنولوجيا سبائك الألومنيوم. بالنسبة للمقاطع ذات متطلبات جودة سطح عالية، مثل صواني بطاريات الألومنيوم ذات الثقوب الداخلية العديدة ومتطلبات الأداء الميكانيكي العالية، يُعد تحسين كفاءة بثق القوالب المسامية أمرًا ضروريًا لازدهار الشركات في سياق تحول الطاقة.

تم تحريره بواسطة ماي جيانج من MAT Aluminum