تتوفر مقاطع سبائك الألومنيوم بأنواع ومواصفات متنوعة، وتتطلب عمليات إنتاج متعددة وتقنيات معقدة ومتطلبات عالية. ومن الطبيعي أن تظهر عيوب مختلفة خلال عملية الإنتاج بأكملها، بدءًا من الصب والبثق والمعالجة الحرارية والتشطيب ومعالجة الأسطح والتخزين والنقل والتغليف.
أسباب العيوب السطحية وطرق القضاء عليها:
1. الطبقات
سبب:
السبب الرئيسي هو تلطيخ سطح السبيكة بالزيت والغبار، أو تآكل الجزء العامل من الطرف الأمامي لأسطوانة البثق بشكل كبير، مما يتسبب في تراكم المعدن المتسخ حول المنطقة المرنة للطرف الأمامي. يتشكل هذا عند لف السطح المنزلق للمنطقة المرنة في محيط المنتج أثناء البثق. يظهر عادةً في الطرف الخلفي للمنتج. في الحالات الشديدة، قد يظهر أيضًا في الطرف الأوسط أو حتى في الطرف الأمامي للمنتج. كما توجد أيضًا ترتيبات غير معقولة لثقوب القالب، أو قربها الشديد من الجدار الداخلي لأسطوانة البثق، أو تآكل أو تشوه مفرط لأسطوانة البثق ووسادة البثق، وما إلى ذلك، مما قد يتسبب أيضًا في تراكم الطبقات.
طريقة الإقصاء:
1) تحسين نظافة سطح السبيكة.
2) تقليل خشونة سطح أسطوانة البثق والقالب، واستبدال أسطوانة البثق ووسادة البثق التي أصبحت مهترئة بشكل كبير وخارج نطاق التسامح على الفور.
3) تحسين تصميم القالب وجعل موضع ثقب القالب بعيدًا عن حافة أسطوانة البثق قدر الإمكان.
4) تقليل الفرق بين قطر وسادة البثق والقطر الداخلي لأسطوانة البثق، وتقليل المعدن المتسخ المتبقي في بطانة أسطوانة البثق.
5) حافظ على بطانة أسطوانة البثق سليمة، أو استخدم حشية لتنظيف البطانة في الوقت المناسب.
6) بعد قطع المواد المتبقية، يجب تنظيفها وعدم ترك أي زيت تشحيم عليها.
2. فقاعات أو تقشير
سبب:
السبب هو أن البنية الداخلية للسبائك بها عيوب مثل الرخاوة والمسام والشقوق الداخلية، أو أن سرعة البثق سريعة جدًا أثناء مرحلة الملء، والعادم ليس جيدًا، مما يتسبب في سحب الهواء إلى المنتج المعدني.
تشمل أسباب ظهور الفقاعات أو التقشير ما يلي:
1) أسطوانة البثق ووسادة البثق مهترئة وخارج نطاق التسامح.
2) أسطوانة البثق ووسادة البثق متسختان للغاية وملطختان بالزيت والرطوبة والجرافيت وما إلى ذلك؛
٣) وجود أخاديد عميقة جدًا تشبه المجرفة على سطح السبيكة؛ أو وجود مسام، أو بثور، أو أنسجة رخوة، أو بقع زيتية على سطح السبيكة. محتوى الهيدروجين في السبيكة أعلى؛
4) لم يتم تنظيف البرميل عند استبدال السبيكة؛
5) درجة حرارة أسطوانة البثق وسبائك البثق مرتفعة للغاية؛
6) حجم السبيكة يتجاوز الانحراف السلبي المسموح به؛
7) السبيكة طويلة جدًا، وممتلئة بسرعة كبيرة، ودرجة حرارة السبيكة غير متساوية؛
٨) تصميم فتحة القالب غير مناسب، أو قطع المواد المتبقية بشكل غير صحيح.
طريقة الإقصاء:
1) تحسين مستوى التكرير وإزالة الغازات والصب لمنع العيوب مثل المسام والرخاوة والشقوق وغيرها من العيوب في السبائك؛
2) قم بتصميم الأبعاد المتطابقة لأسطوانة البثق ووسادة البثق بشكل معقول؛ تحقق من حجم الأداة بشكل متكرر للتأكد من أنها تلبي المتطلبات.
3) لا يمكن أن تكون وسادة البثق خارج التسامح؛
4) عند استبدال السبيكة، يجب تنظيف الأسطوانة جيدًا؛
5) إبطاء سرعة مرحلة البثق والملء؛
6) حافظ على أسطح الأدوات والسبائك نظيفة وناعمة وجافة لتقليل تزييت وسادة البثق والقالب؛
7) التشغيل الصارم والقطع الصحيح للمواد المتبقية والعادم الكامل؛
٨) تُستخدم طريقة تسخين تدرج السبيكة لرفع درجة حرارة رأس السبيكة وانخفاض درجة حرارة ذيلها. عند التعبئة، يتشوه رأس السبيكة أولاً، ثم يُفرَّغ الغاز الموجود في الأسطوانة تدريجيًا من خلال الفجوة بين الوسادة وجدار أسطوانة البثق.
9) فحص المعدات والأجهزة بشكل متكرر لمنع ارتفاع درجة الحرارة والسرعة الزائدة؛
10) تصميم وتصنيع الأدوات والقالب بشكل معقول، وتصميم فتحات التوجيه وفتحات التحويل بميل داخلي يتراوح بين 1 درجة إلى 3 درجات.
3. شقوق البثق
سبب:
يرتبط حدوث الشقوق بإجهاد وتدفق المعدن أثناء عملية البثق. على سبيل المثال، فإن قيود شكل القالب وتأثير احتكاك التلامس تعيق تدفق السطح الفارغ. تكون سرعة التدفق في مركز المنتج أكبر من سرعة تدفق المعدن الخارجي، بحيث يتعرض المعدن الخارجي لإجهاد شد إضافي، ويتعرض المركز لإجهاد ضغط إضافي. يؤدي توليد الإجهاد الإضافي إلى تغيير حالة الإجهاد الأساسي في منطقة التشوه، مما يتسبب في أن يصبح الإجهاد العامل المحوري للطبقة السطحية (تراكب الإجهاد الأساسي والإجهاد الإضافي) إجهاد شد. عندما يصل إجهاد الشد هذا إلى حد قوة الكسر الفعلي للمعدن، ستظهر شقوق متوسعة داخليًا على السطح، ويرتبط شكلها بسرعة المعدن عبر منطقة التشوه.
طريقة الإقصاء:
1) التأكد من أن تركيبة السبائك تلبي المتطلبات المحددة، وتحسين جودة السبائك، وتقليل محتوى الشوائب في السبائك التي من شأنها أن تسبب انخفاض اللدونة، وتقليل محتوى الصوديوم في سبائك المغنيسيوم العالية.
2) تنفيذ مواصفات التسخين والبثق المختلفة بشكل صارم، والتحكم بشكل معقول في درجة حرارة البثق وسرعته وفقًا لمادة وخصائص المنتج.
٣) تحسين تصميم القالب، وزيادة طول حزام قياس القالب بشكل مناسب، وزيادة نصف قطر حشو زوايا المقطع العرضي بشكل مناسب. ويجب أن يكون تصميم جسر القالب، وحجرة محطة اللحام، ونصف قطر الزاوية معقولاً.
4) تحسين تأثير التجانس للسبائك وتحسين اللدونة وتوحيد السبائك.
5) عندما تسمح الظروف، استخدم طرقًا مثل البثق التزييتي أو البثق بالقالب المخروطي أو البثق العكسي لتقليل التشوه غير المتساوي.
6) فحص الأجهزة والمعدات بشكل دوري للتأكد من التشغيل الطبيعي.
4. قشر البرتقال
سبب:
السبب الرئيسي هو أن التركيب الداخلي للمنتج يحتوي على حبيبات خشنة. عمومًا، كلما كانت الحبيبات أكثر خشونة، كانت أكثر وضوحًا. خاصةً عندما يكون الاستطالة كبيرًا، يزداد احتمال حدوث هذا النوع من عيوب قشر البرتقال.
طرق الوقاية:
لمنع عيوب قشر البرتقال، من المهم اختيار درجة حرارة البثق وسرعة البثق المناسبتين، والتحكم في الاستطالة. يُحسّن ذلك البنية الداخلية للسبيكة ويمنع تكون الحبوب الخشنة.
5. البقع الداكنة
سبب:
السبب الرئيسي هو أن معدل التبريد عند نقطة التلامس بين الجزء السميك من القالب واللباد المقاوم للحرارة (أو شريط الجرافيت) أقل بكثير، وأن تركيز المحلول الصلب أقل بكثير من غيره. لذلك، يختلف الهيكل الداخلي، ويظهر المظهر بلون داكن.
طريقة الإقصاء:
الطريقة الرئيسية هي تعزيز تبريد طاولة التفريغ وعدم التوقف في مكان واحد عند الوصول إلى طاولة الانزلاق وسرير التبريد، بحيث يمكن للمنتجات أن تكون على اتصال باللباد المقاوم للحرارة في مواضع مختلفة لتحسين ظروف التبريد غير المتساوية.
6. خطوط الأنسجة
سبب:
بسبب عدم تناسق بنية وتركيب الأجزاء المبثوقة، تظهر خطوط تشبه الشرائط في اتجاه البثق على المنتجات. تظهر عادةً في المناطق التي يتغير فيها سمك الجدار. يمكن تحديد ذلك بالتآكل أو الأكسدة. عند تغير درجات حرارة التآكل، قد تختفي الشرائط أحيانًا أو يتغير عرضها وشكلها. يعود السبب إلى عدم تناسق البنية المجهرية أو العيانية للسبيكة، أو عدم تجانسها بشكل كافٍ، أو نظام تسخين غير صحيح لمعالجة المنتجات المبثوقة.
طريقة الإقصاء:
1) يجب تنقية السبيكة لتجنب استخدام سبائك ذات حبيبات خشنة.
2) تحسين القالب، واختيار الشكل المناسب لتجويف الدليل، وتقليم حزام تحديد حجم تجويف الدليل أو القالب.
7. خط اللحام الطولي
سبب:
يعود ذلك أساسًا إلى اختلاف هيكل تدفق المعدن الملحوم مع أجزاء أخرى من المعدن في قالب البثق، أو قد يكون ناتجًا عن نقص في إمداد الألومنيوم في تجويف لحام القالب أثناء البثق.
طريقة الإقصاء:
١) تحسين تصميم هيكل الجسر وتجويف اللحام في قالب التقسيم المدمج، مثل تعديل نسبة التقسيم - نسبة مساحة ثقب التقسيم إلى مساحة المنتج المبثوق - وعمق تجويف اللحام.
2) لضمان نسبة بثق معينة، انتبه إلى التوازن بين درجة حرارة البثق وسرعة البثق.
3) لا تستخدم سلاسل الصب التي تحتوي على بقع زيت على السطح لتجنب اختلاط مواد التشحيم والمواد الغريبة في مفصل اللحام.
4) لا تضع الزيت على أسطوانة البثق ووسادة البثق وحافظ عليها نظيفة.
5) قم بزيادة طول المادة المتبقية بشكل مناسب.
8. خطوط اللحام الأفقية أو علامات التوقف
سبب:
السبب الرئيسي هو أنه أثناء عملية البثق المستمر، يتم لحام المعدن الموجود في القالب بشكل سيئ مع المعدن الأمامي للكتل المضافة حديثًا.
طريقة الإقصاء:
1) قم بشحذ شفرة المقص المستخدمة لقطع المادة المتبقية وتقويمها.
2) قم بتنظيف السطح النهائي للسبيكة لمنع اختلاط زيت التشحيم والمواد الغريبة.
3) قم بزيادة درجة حرارة البثق بشكل مناسب وقم بالبثق ببطء وبشكل متساوٍ.
4) تصميم واختيار قوالب الأدوات ومواد القالب وتنسيق الحجم والقوة والصلابة بشكل معقول.
9. خدوش، خدوش
سبب:
السبب الرئيسي هو أنه عند نقل المنتجات أفقيًا من طاولة السحب إلى طاولة النشر النهائية، تبرز أجسام صلبة من سرير التبريد وتخدش المنتجات. يحدث بعضها أثناء التحميل والنقل.
طريقة الإقصاء:
1) يجب أن يكون حزام تحديد حجم القالب ناعمًا ونظيفًا، ويجب أن تكون أداة تفريغ القالب ناعمة أيضًا.
٢) تأكد جيدًا عند تركيب القوالب لتجنب استخدام قوالب ذات شقوق صغيرة. انتبه لنصف قطر الشقوق عند تصميم القالب.
٣) افحص وصقل سير عمل القالب فورًا. يجب أن تكون صلابة القالب موحدة.
٤) افحص سرير التبريد وطاولة تخزين المنتج النهائي بانتظام. يجب أن يكونا أملسَين لمنع النتوءات الصلبة من خدش المنتج. يجب تشحيم مسار التوجيه جيدًا.
5) عند التحميل، يجب وضع الفواصل التي تكون أكثر ليونة من المنتج النهائي، ويجب أن يتم النقل والرفع بسلاسة وبعناية.
10. الضغط المعدني
سبب:
السبب الرئيسي هو أن خبث الألومينا الناتج عن وضع السكين الفارغ في القالب يلتصق بالمنتج المبثوق ويتدفق إلى طاولة التفريغ أو طاولة السحب، ويُضغط على سطح المادة المبثوقة بواسطة الأسطوانات. أثناء عملية الأكسدة، لا تتشكل طبقة أكسيد أو انبعاجات أو حفر في مكان ضغط المعدن.
طريقة الإقصاء:
1) قم بتنعيم حزام القياس وتقصير طول حزام القياس.
2) اضبط السكين الفارغ لحزام القياس.
3) قم بتغيير تخطيط فتحات القالب وحاول تجنب وضع السطح المسطح للمنتج أسفله وعلى اتصال بالأسطوانات لمنع ضغط خبث الألومينا.
4) قم بتنظيف سطح ونهايات السبيكة وتجنب برادة المعدن في زيت التشحيم.
11. عيوب سطحية أخرى
سبب:
1) أثناء عملية الصهر والصب، يكون التركيب الكيميائي غير متساوٍ، مع وجود شوائب معدنية ومسام وشوائب غير معدنية، ويكون الهيكل الداخلي لفيلم الأكسيد أو المعدن غير متساوٍ.
2) أثناء عملية البثق، تكون درجة الحرارة والتشوه غير متساويتين، وسرعة البثق سريعة للغاية، والتبريد غير متساوٍ، والهيكل غير متساوٍ في ملامسة الجرافيت والزيت.
٣) تصميم القالب غير منطقي، والانتقال بين زواياه الحادة غير سلس. السكين الفارغة صغيرة جدًا وتُخدش المعدن، والقالب معالج بشكل سيء، وبه نتوءات صغيرة وغير أملس، ومعالجة النترتة سيئة. صلابة السطح غير متساوية، وحزام العمل غير أملس.
4) أثناء عملية معالجة السطح، يكون تركيز سائل الحمام ودرجة الحرارة وكثافة التيار غير معقول، وتكون عملية معالجة التآكل الحمضي أو التآكل القلوي غير مناسبة.
طريقة الإقصاء:
1) التحكم في التركيب الكيميائي، وتحسين عملية الصب، وتعزيز التنقية والتكرير والتجانس.
2) تتطلب عملية تجانس السبائك التبريد السريع.
3) التحكم بشكل معقول في درجة حرارة البثق وسرعته لضمان التشوه المنتظم واستخدام طول سبيكة معقول.
4) تحسين أساليب تصميم وتصنيع القالب، وزيادة صلابة حزام عمل القالب، وتقليل خشونة السطح.
5) تحسين عملية النترتة.
6) التحكم الصارم في عملية معالجة السطح لمنع الأضرار الثانوية أو التلوث للسطح أثناء التآكل الحمضي أو التآكل القلوي.
تم تحريره بواسطة ماي جيانج من MAT Aluminum
وقت النشر: ٢٨ أغسطس ٢٠٢٤
