تصنيع منتجات سبائك الألومنيوم باستخدام الحاسب الآلي

اختيار نوع سبائك الألومنيوم يحتاج إلى النظر في: 1) متطلبات القوة: الأجزاء عالية الإجهاد تختار السلسلة 7 (7075) أو السلسلة 2 (2024); 2) مقاومة التآكل: البيئات الرطبة تختار السلسلة 5 (5052, 5083); 3) أداء التصنيع: الأشكال المعقدة تختار السلسلة 6 (6061, 6063); 4) احتياجات اللحام: تفضل السلسلة 5 أو 6; 5) المعالجة السطحية: الأكسدة الأنودية تتطلب السلسلة 6; 6) عوامل التكلفة: الاستخدامات العامة يمكن اختيار الألومنيوم النقي السلسلة 1. على سبيل المثال، الطيران يستخدم عادة 7075، قطع غيار السيارات تستخدم 6061، البيئات البحرية تناسب 5083، قطع الزينة يمكن اختيار 6063.

المشاكل الشائعة في تصنيع الألومنيوم وطرق الحل: 1) التصاق الأداة/تراكم الرقائق: استخدام أدوات حادة، زيادة سرعة القطع، تعزيز التبريد; 2) ضعف نعومة السطح: تحسين معاملات القطع، استخدام سرعة دوران عالية وتغذية منخفضة، التأكد من حدة الأداة; 3) التشوه: استخدام التصنيع الخشن والدقيق بشكل منفصل، ترتيب تسلسل القطع بشكل معقول، استخدام ملزمة متخصصة; 4) الحواف الخشنة: تحسين زاوية الأداة (زيادة زاوية المواجهة)، تقليل كمية التغذية، إضافة عملية إزالة الحواف; 5) عدم استقرار دقة الأبعاد: التحكم في درجة حرارة التصنيع، استخدام ورشة عمل بدرجة حرارة ثابتة، اختيار حالة مواد مستقرة (مثل حالة T6).

تأثير المعالجة الحرارية لسبائك الألومنيوم على التصنيع: 1) تغير الخواص الميكانيكية: حالة T6 تزيد الصلابة بشكل ملحوظ (صلابة 6061-T6 حوالي 95HB)، تزيد صعوبة القطع; 2) كفاءة التصنيع: حالة التخمير (الحالة O) كفاءة التصنيع أعلى 30-50% من حالة التقادم; 3) تسلسل التصنيع: عادة تستخدم عملية "تصنيع خشن - معالجة حرارية - تصنيع دقيق" لتجنب تأثير تشوه المعالجة الحرارية على الدقة النهائية; 4) استقرار الأبعاد: بعد المعالجة الحرارية، إطلاق إجهاد المواد أكثر اكتمالاً، استقرار الأبعاد أفضل; 5) المعالجة السطحية: حالة المعالجة الحرارية تؤثر على تأثير الأكسدة الأنودية، يجب اختيار الحالة المناسبة حسب متطلبات المعالجة السطحية. بالنسبة للأجزاء عالية الدقة، يوصى بالمعالجة المستقرة بعد المعالجة الحرارية لتقليل التشوه اللاحق.

المعالجات السطحية الشائعة لسبائك الألومنيوم وخصائصها: 1) الأكسدة الأنودية: تشكل طبقة أكسيد مسامية، يمكن صبغها، تزيد مقاومة التآكل والاهتراء، سمك الطبقة 5-25μm; 2) الأكسدة الأنودية الصلبة: سمك الطبقة 25-150μm، صلابة عالية (≥300HV)، مقاومة ممتازة للاهتراء، مناسبة للأجزاء المتحركة; 3) الطلاء الكهربائي: الطلاء بالكروم يزيد الصلابة ومقاومة الاهتراء، الطلاء بالنيكل يحسن مقاومة التآكل، الطلاء بالذهب/الفضة للتوصيل الكهربائي والزخرفة; 4) التحويل الكيميائي: المعالجة بالكرومات تزيد مقاومة التآكل والتقارب الطلائي، المعالجة بدون كروم أكثر صداقة للبيئة; 5) الطلاء/التغليف بالبودرة: جماليات جيدة، ألوان متنوعة، أداء حماية ممتاز; 6) التلميع الكهربائي: يزيد نعومة السطح ومقاومة التآكل، مناسب للمعدات الطبية والغذائية. الاختيار يجب أن يتم وفقًا لبيئة الاستخدام ومتطلبات الأداء.

دقة تصنيع سبائك الألومنيوم: التصنيع العادي يمكن أن يصل إلى المستوى IT7-IT8 (±0.015-0.03mm)، التصنيع الدقيق يمكن أن يصل إلى المستوى IT5-IT6 (±0.002-0.008mm)، التصنيع فائق الدقة يمكن أن يصل إلى ±0.001mm. إجراءات ضمان الدقة: 1) المعدات: استخدام ماكينات تصنيع باستخدام الحاسب الآلي عالية الدقة (دقة تحديد ≤0.003mm); 2) الأدوات: أدوات من الماس أو كربيد حبيبات فائقة الدقة; 3) الملزمة: ملزمة عالية الدقة، تقليل خطأ التثبيت; 4) البيئة: ورشة عمل بدرجة حرارة ثابتة (تذبذب درجة الحرارة ≤±1℃); 5) القياس: آلة قياس ثلاثي الأبعاد (دقة ≤0.001mm); 6) العملية: استخدام التصنيع الخشن والدقيق بشكل منفصل، تقادم متعدد، معالجة مستقرة; 7) العاملين: مبرمجين ومشغلين ذوي خبرة. من خلال التحكم الكامل في العملية، يمكن ضمان متطلبات الدقة العالية بشكل مستقر.

مقارنة تكلفة تصنيع الألومنيوم مع المعادن الأخرى: 1) تكلفة المواد: سعر الألومنيوم حوالي 2-3 أضعاف الفولاذ العادي، أقل من سبائك النحاس والتيتانيوم; 2) كفاءة التصنيع: سرعة تصنيع الألومنيوم 3-5 أضعاف الفولاذ، 8-10 أضعاف التيتانيوم، وقت تصنيع قصير; 3) استهلاك الأدوات: عمر أدوات الألومنيوم المتخصصة طويل، التكلفة حوالي نصف تصنيع الفولاذ; 4) تكلفة الطاقة: استهلاك طاقة التصنيع ثلث الفولاذ فقط; 5) تكلفة المعالجة اللاحقة: المعالجة السطحية للألومنيوم (مثل الأكسدة الأنودية) أقل تكلفة من الطلاء الكهربائي للفولاذ; 6) التكلفة الشاملة: على الرغم من أن تكلفة المواد أعلى، إلا أن كفاءة التصنيع عالية واستهلاك الطاقة منخفض، التكلفة الشاملة عادة أقل 10-20% من الفولاذ المقاوم للصدأ، أقل 50% من التيتانيوم، لديها ميزة تكلفة كبيرة.