معلمات قطع سبائك الألومنيوم: توصيات الخبراء
هل تساءلت يومًا عن السبب الذي يجعل تصنيع سبائك الألومنيوم حلمًا وكابوسًا في آنٍ واحد؟ تتعمق هذه المقالة في الخصائص الفريدة لسبائك الألومنيوم، وتشرح كيفية تحقيق سلاسة في التصنيع...
هل تساءلت يومًا كيف يمكن للمعادن خفيفة الوزن أن تزود عالمنا الحديث بالطاقة؟ تتعمق هذه المقالة في الألومنيوم وتستكشف خصائصه الفريدة وتطبيقاته المتنوعة. من الطائرات إلى الصواريخ الفضائية، اكتشف كيف أن اختيار أدوات القطع المناسبة يمكن أن يجعل مشاريعك المصنوعة من الألومنيوم ناجحة أو فاشلة. استعد لتعزيز معرفتك ومهاراتك في التعامل مع هذه المادة متعددة الاستخدامات!
ويوفر الألومنيوم، الذي تبلغ كثافته 2.7 جم/سم مكعب (حوالي ثلث كثافة الفولاذ أو النحاس)، مزيجًا ممتازًا من الخصائص. فهو يتميز بليونة عالية وموصلية كهربائية تبلغ حوالي 61% من النحاس، بينما لا يزيد وزنه عن ثلث وزن النحاس وعادةً ما يكون أكثر فعالية من حيث التكلفة.
هذه الخصائص تجعل الألومنيوم مثاليًا للعديد من التطبيقات الكهربائية، بما في ذلك خطوط النقل عالية الجهد والكابلات والمكونات في صناعات الإلكترونيات والاتصالات السلكية واللاسلكية.
في حين أن الألومنيوم النقي يتميز بقوة منخفضة نسبيًا، إلا أن سبائك الألومنيوم تُظهر خواص ميكانيكية محسّنة بشكل كبير، بما في ذلك تحسين نسب القوة إلى الوزن والصلابة. وقد أدى هذا التنوع إلى اعتمادها على نطاق واسع في مختلف القطاعات.
في صناعة النقل، تُستخدم سبائك الألومنيوم على نطاق واسع في هياكل الطائرات وهياكلها، وألواح هياكل السيارات ومكونات هياكلها، وعربات القطارات عالية السرعة، والهياكل الفوقية للسفن البحرية. ويساهم الجمع بين خفة الوزن والقوة العالية في تحسين كفاءة استهلاك الوقود والأداء.
وعلاوة على ذلك، يعتمد قطاع الطيران والفضاء بشكل كبير على سبائك الألومنيوم المتطورة للمكونات الهامة في الصواريخ الفضائية والمركبات الفضائية والأقمار الصناعية. توفر هذه السبائك القوة والاستقرار الحراري اللازمين لتحمل الظروف القاسية في الفضاء، بينما تساعد كثافتها المنخفضة على تقليل تكاليف الإطلاق.
يُعد اختيار أدوات القطع المناسبة للألومنيوم أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق دقة عالية وجودة فائقة في عمليات التصنيع، مع تلبية متطلبات القطع المتنوعة لمختلف درجات سبائك الألومنيوم. لا يضمن الاختيار الصحيح للأداة المناسبة الأداء الأمثل فحسب، بل يؤثر أيضًا بشكل كبير على الكفاءة الكلية والفعالية من حيث التكلفة لعملية التصنيع.
تمكّن أدوات القطع الاحترافية، عند اختيارها بشكل صحيح، من إزالة المواد بدقة وفقًا لاحتياجات المشروع المحددة، مما يقلل من الهدر ويمنع فقدان المواد أو مشاكل الجودة المحتملة. وتكتسب هذه الدقة أهمية خاصة عند العمل مع سبائك الألومنيوم عالية القيمة أو المكونات ذات التفاوتات الضيقة.
يضمن اختيار أدوات القطع من الشركات المصنعة ذات السمعة الطيبة أداءً ثابتًا وفعالاً طوال عملية التصنيع. تم تصميم هذه الأدوات لتوفير وظائف موثوقة والحفاظ على ثباتها في ظل ظروف القطع المختلفة، مما يقلل بشكل كبير من مخاطر الأعطال غير المتوقعة أو مخاطر السلامة. كما يعمل التصميم سهل الاستخدام للأدوات الاحترافية على تبسيط عملية التشغيل، مما يسمح بعملية إنتاج أكثر انسيابية وخالية من القلق.
وعلاوة على ذلك، صُممت أدوات القطع عالية الجودة لتتحمل التحديات الفريدة التي يفرضها التصنيع الآلي للألومنيوم، مثل تكوين الحواف المتراكمة وتوليد الحرارة. وغالبًا ما تتميز هذه الأدوات بطلاءات أو أشكال هندسية متخصصة تعزز من تفريغ البُرادة وتقلل من الاحتكاك وتطيل عمر الأداة - وهي عوامل حاسمة عند العمل مع ميل الألومنيوم للالتصاق بحواف القطع.
من خلال الاستثمار في أدوات القطع المناسبة، يمكن للمصنعين ضمان الأداء المتسق عبر مجموعة واسعة من بيئات العمل ومتطلبات التطبيقات. يعد هذا التنوع ضروريًا للورش التي تتعامل مع مشاريع الألومنيوم المتنوعة، بدءًا من مكونات الطيران إلى قطع غيار السيارات.
سنقدم في الأقسام التالية إرشادات شاملة لمساعدتك في اختيار أدوات القطع الأنسب لمشاريع تصنيع الألومنيوم الخاصة بك، مع الأخذ في الاعتبار عوامل مثل خصائص السبائك، ومعلمات القطع، ومتطلبات الإنتاج.
يتميز الألومنيوم بطبيعته الاستثنائية خفيفة الوزن ومقاومته الفائقة للتآكل. ويمتلك هذا المعدن متعدد الاستخدامات العديد من الخصائص المميزة التي تجعله لا يقدر بثمن في مختلف التطبيقات الصناعية:
1. مناشير
المنشار هو أداة قطع تتألف من إطار وشفرة تستخدم عادةً في أعمال النجارة في مواقع البناء.
2. قصاصات الطيران
مقصات الطيران مصنوعة من سبيكة فولاذ متينة ومناسبة للقطع الرفيع الصفائح المعدنيةوالألومنيوم والبلاستيك ومواد أخرى. وهي تأتي في أصناف ذات شفرات قص يسرى، وقص يمين، وقص مستقيم. تؤثر جودة القصاصات على نوع شفراتها.
3. القارصات
القواطع هي أدوات ميكانيكية تُستخدم عادةً في صناعة النماذج لقطع البلاستيك أو المعدن عند نقاط التوصيل، مما يوفر الوقت والجهد مقارنةً باللف اليدوي.
لها شكل يشبه المقص برؤوس أصغر حجماً وأكثر سمكاً من المقص العادي، وهي تشبه النصف الخلفي من الكماشة. بعض المقصات مصممة لقطع الأسلاك، في حين أن البعض الآخر لديه وظيفة تجريد الأسلاك.
1. المناشير الدائرية
المنشار الدائري هو أداة مسننة تستخدم في قطع الفولاذ. يمكن للمناشير الدائرية المعدنية أن تقطع الفولاذ بسهولة، تمامًا مثل قطع 2×4 باستخدام أنبوب تقليدي.
بالمقارنة مع المنتجات السابقة، تستخدم المناشير الدائرية مواد وتصاميم أسنان فريدة من نوعها تسمح بقطع المعادن بشكل أسرع، ومعالجة أفضل للبُرادة وعدم انتقال الحرارة أثناء عملية القطع.
2. التركيبات
المناشير هي آلات نشر يتم فيها تركيب الشفرة على موجه منزلق (أو بكرة) يتحرك على طول المسار. تتم عملية النشر من خلال آلية تغذية.
3. المناشير الشريطية
المناشير الشريطية هي أدوات آلية تستخدم لقطع المواد المعدنية المختلفة. يتم تصنيفها إلى أنواع أفقية ورأسية وفقًا لهيكلها، وشبه أوتوماتيكية، وأوتوماتيكية بالكامل، و أنواع CNC وفقًا لوظيفتها.
يمكن تقسيم المناشير الشريطية الأفقية إلى أنواع المناشير ذات العمود المزدوج والمقصات.
4. موجهات CNC
يمكن لأجهزة التوجيه باستخدام الحاسب الآلي إجراء النحت البارز والنحت المسطح والنحت المجوف وغيرها من المهام على سبائك الألومنيوم والنحاس والخشب الكهربائي والخشب واليشم والزجاج والبلاستيك والأكريليك وغيرها من المواد. تتميز بسرعة نحت عالية ودقة عالية.
1. فولاذ عالي السرعة (HSS)
الفولاذ عالي السرعة هو نوع من فولاذ الأدوات عالي السبائك مع عناصر سبائك مضافة مثل التنجستن والموليبدينوم والكروم والفاناديوم وغيرها. يتميز بقوة وصلابة عالية، بالإضافة إلى صلابة معينة ومقاومة للتآكل، مما يجعله مناسبًا لمتطلبات أدوات القطع المختلفة.
عملية تصنيع أدوات HSS بسيطة، ويمكن شحذها بسهولة للحصول على حافة قطع حادة.
لذلك، على الرغم من ظهور أنواع جديدة مختلفة من مواد الأدوات، لا تزال أدوات HSS تمثل نسبة كبيرة في قطع المعادن. وهي مناسبة لتصنيع المعادن غير الحديدية والسبائك عالية الحرارة.
نظرًا لخصائصها المذكورة أعلاه، تستخدم قواطع التفريز لرافعات الصب، وتفريز الأخاديد المتقاطعة، وتفريز أخاديد التمدد في تصنيع المكبس مادة HSS، بينما تُصنع لقم الثقب من HSS.
2. الكربيد
يُصنع الكربيد عن طريق تعدين المساحيق من الكربيدات المعدنية الصلبة الذوبان (مثل WC وTiC وTaC وNbC وغيرها) والمواد المعدنية الرابطة (مثل Co وNiC وغيرها).
نظرًا لأن الكربيدات تتمتع بنقاط انصهار عالية وصلابة عالية واستقرار كيميائي جيد واستقرار حراري، فإن صلابة مواد الكربيد ومقاومة التآكل ومقاومة التآكل ومقاومة الحرارة عالية جدًا.
الصلابة الشائعة الاستخدام للكربيد هي 89 ~ 93HRA، وهي أعلى من صلابة HSS (83 ~ 86.6HRA). عند 800 ~ 1000 ℃، لا يزال بإمكانه إجراء القطع. عند 540 ℃، تبلغ صلابة الكربيد 82 ~ 87HRA، وعند 760 ℃، لا يزال من الممكن الحفاظ على الصلابة عند 77 ~ 85HRA.
لذلك، فإن أداء القطع للكربيد أفضل بكثير من أداء HSS، ويمكن تحسين متانة الأداة عدة مرات إلى عشرات المرات. عندما تكون المتانة هي نفسها، يمكن زيادة سرعة القطع من 4 إلى 10 مرات.
في الوقت الحالي، تستخدم شركتنا بشكل أساسي YG6 و YGX في فئة WC-TiC-Co من أدوات الكربيد. يتم استخدام YT15 والكربيدات الأخرى في فئة WC-TiC-Co في عمليات التصنيع الخشنة، ونصف التشطيب، وبعض عمليات التشطيب في تصنيع المكبس.
3. الماس متعدد الكريستالات (PCD)
يُعد الماس حاليًا أقسى المواد المعدنية المعروفة، مع أفضل توصيل حراري. ويتراوح تآكله عند اقترانه مع مختلف المعادن والمواد غير المعدنية تحت الاحتكاك من 1/50 إلى 1/800 فقط من تآكل الكربيد، مما يجعله المادة المثالية لصنع أدوات القطع.
ومع ذلك، لا يُستخدم الماس أحادي البلورة الطبيعي إلا في التصنيع الآلي فائق الدقة للمجوهرات وبعض المعادن غير الحديدية.
على الرغم من أن شركات مثل دي بيرز وسوميتومو إلكتريك قد حققت الإنتاج الصناعي للماس الاصطناعي أحادي البلورة ذي الجسيمات الكبيرة الحجم، إلا أنها لم تدخل بعد مرحلة التطبيق الواسع النطاق.
تكون حافة القطع لأداة القطع الماسية حادة للغاية (وهو أمر مهم لقطع البُرادة ذات المقاطع العرضية الصغيرة جدًا)، وتكون خشونة الشفرة صغيرة مع معامل احتكاك منخفض. لا تنتج عملية القطع كتلاً من البُرادة بسهولة، مما يؤدي إلى جودة سطح عالية أثناء التشغيل الآلي.
عند تصنيع المعادن غير الحديدية آليًا، فإن خشونة السطح يمكن أن تصل إلى Ra0.012 ميكرومتر، ويمكن أن تصل دقة التصنيع الآلي إلى IT5 أو أعلى.
توجد ثلاثة أنواع من أدوات الألماس: أدوات الألماس الطبيعي أحادي البلورة وأدوات الألماس الاصطناعي متعدد البلورات المتكامل وأدوات الألماس المركب.
ونظراً لارتفاع تكلفتها، يقل استخدام أدوات الماس الطبيعي في الإنتاج الفعلي. يتم تشكيل الماس الاصطناعي عن طريق تحويل الجرافيت تحت درجة حرارة وضغط مرتفعين من خلال عمل محفزات السبائك.
يتم تشكيل شفرات الماس المركب عن طريق تلبيد طبقة من الماس بسماكة 0.5 إلى 1 ميكرومتر تقريبًا على كربيد أسمنتي الركيزة باستخدام عمليات متقدمة مثل درجات الحرارة العالية والضغط العالي.
تستخدم هذه المادة كربيد أسمنتي كالركيزة، وتتشابه خواصه الميكانيكية والتوصيل الحراري ومعامل التمدد مع خواص كربيد الأسمنت.
يتم ترتيب بلورات الماس الموجودة في المادة الكاشطة الماسية متعددة الكريستالات الاصطناعية على الركيزة بشكل غير منتظم، وتكون صلابتها ومقاومتها للتآكل موحدة في جميع الاتجاهات.
يتم تشكيل الماس متعدد الكريستالات (PCD) عن طريق تلبيد بلورات الماس الاصطناعية الدقيقة الملبدة تحت درجة حرارة وضغط مرتفعين. وخلال عملية التلبيد، تسمح إضافة المواد المضافة أثناء عملية التلبيد بتكوين جسور مترابطة بين بلورات الماس، التي تتكون أساساً من TiC و SiC و Fe و Co و Ni.
تكون بلورات الماس مدمجة بإحكام في هيكل عظمي قوي يتكون من جسر الهيكل، والذي يتم تثبيته معًا بواسطة روابط تساهمية، مما يحسن بشكل كبير من قوة وصلابة PCD.
تبلغ صلابته حوالي 9000HV، وقوة الانحناء 0.21 ~ 0.48 جيجا باسكال، والتوصيل الحراري 20.9 جول/سم-ثانية، ومعامل التمدد الحراري 3.1×10-6/℃.
إن معظم أدوات القطع PCD المستخدمة الآن عبارة عن مركبات من مركبات PCD وركائز كربيد الأسمنت، مع طبقة من PCD متكلس على ركيزة كربيد الأسمنت.
يبلغ سمك PCD بشكل عام 0.5 مم و0.8 مم، وبسبب توصيل جسر الربط PCD، فمن السهل تقطيعه إلى أشكال مختلفة وصنع أدوات مختلفة، كما أن تكلفته أقل بكثير من تكلفة الماس الطبيعي.
يمكن للماس متعدد الكريستالات (PCD) تشغيل العديد من المعادن غير الحديدية والمواد غير المعدنية عالية الأداء شديدة المقاومة للتآكل، مثل الألومنيوم والنحاس والمغنيسيوم وسبائكها والكربيد والبلاستيك المقوى بالألياف والمواد المركبة القائمة على المعادن والمواد المركبة القائمة على الخشب وغيرها.
يختلف متوسط حجم جزيئات الماس في مادة أداة PCD، مما يؤثر على أدائها بشكل مختلف.
كلما كان حجم الجسيمات أكبر، زادت مقاومة التآكل. في ظل كميات معالجة حافة القطع المماثلة، كلما كان حجم الجسيمات أصغر، كانت جودة حافة القطع أفضل.
يمكن استخدام أدوات PCD ذات أحجام جسيمات تتراوح بين 10 ~ 25 ميكرومتر للقطع عالي السرعة لسبائك السيليكون والألومنيوم ذات محتوى سيليكوني من 12 ~ 18 بسرعة 500 ~ 1500 متر/دقيقة، بينما تستخدم PCD ذات أحجام جسيمات تتراوح بين 8 ~ 9 ميكرومتر لمعالجة سبائك الألومنيوم ذات محتوى سيليكون أقل من 12%.
بالنسبة للتشغيل الآلي فائق الدقة، يجب اختيار أدوات PCD ذات أحجام جسيمات أصغر. تضعف مقاومة تآكل ثنائي الفينيل متعدد الكلور عند درجات حرارة أعلى من 700 درجة مئوية لأن هيكلها يحتوي على معدن Co، مما يعزز "التفاعل العكسي" لتحويل الماس إلى جرافيت.
يتميز PCD بصلابة كسر جيدة ويمكنه إجراء القطع المتقطع. ويمكنه طحن سبائك الألومنيوم بمحتوى سيكلوريد الصوديوم 10% بسرعة عالية تبلغ 2500 متر/الدقيقة.
يمكن للصلابة العالية، ومقاومة التآكل، والموصلية الحرارية، ومعامل الاحتكاك المنخفض للمواد الماسية أن تحقق دقة عالية، وكفاءة عالية، وثباتًا عاليًا، ونعومة سطح عالية في معالجة المعادن غير الحديدية والمواد غير المعدنية المقاومة للتآكل.
عند قطع المعادن غير الحديدية، يبلغ عمر أدوات القطع PCD عشرات أو حتى مئات المرات من عمر أدوات القطع المصنوعة من الكربوهيدرات الأسمنتية
4. نيتريد البورون المكعب (CBN)
نيتريد البورون المكعب (CBN) هو نوع جديد من المواد الاصطناعية الاصطناعية تم تطويره في الخمسينيات. وتتميز بصلابة عالية ومقاومة جيدة للتآكل، وتستخدم على نطاق واسع في صناعة الآلات.
يُصنع نيتريد البورون المكعب متعدد الكريستالات (PCBN) عن طريق تلبيد مسحوق نيتريد البورون المكعب متعدد البلورات (CBN) مع كمية صغيرة من المرحلة الرابطة (Co أو Ni أو TiC أو TiN أو Al203) ومحفز عند درجة حرارة وضغط مرتفعين.
تتميز بصلابة عالية (تأتي في المرتبة الثانية بعد الماس) ومقاومة للحرارة (1300 ~ 1500 ℃)، وثبات كيميائي ممتاز، وثبات حراري أعلى بكثير (حتى 1400 ℃) وموصلية حرارية أعلى بكثير من أدوات الماس، ومعامل احتكاك منخفض، ولكن قوة أقل.
بالمقارنة مع الماس، فإن المزايا البارزة لثنائي الفينيل متعدد الكلور بولي بروم ثنائي الفينيل متعدد الكلور هي الاستقرار الحراري الأعلى بكثير، حتى 1200 درجة مئوية (الماس 700 ~ 800 درجة مئوية)، ويمكنه تحمل سرعات قطع أعلى؛ ومن المزايا البارزة الأخرى هي خموله الكيميائي الكبير، الذي لا يتفاعل مع المعادن الحديدية عند 1200 ~ 1300 درجة مئوية ويمكن استخدامه لمعالجة الفولاذ.
ولذلك، تُستخدم أدوات PCBN بشكل أساسي في المعالجة الفعالة للمواد السوداء التي يصعب معالجتها آليًا.
بالإضافة إلى الخصائص المذكورة أعلاه، تتمتع أدوات PCBN أيضًا بالمزايا التالية:
(1) صلابة عالية، ومناسبة بشكل خاص للتشغيل الآلي للفولاذ المروي والمصلد الذي يبلغ مستوى صلابته 50 أو أكثر، والسبائك المقاومة للحرارة التي يبلغ مستوى صلابتها 35 أو أكثر، و حديد الزهر الرمادي مع HRC 30 أو أقل التي يصعب تشغيلها آليًا باستخدام أدوات أخرى;
(2) بالمقارنة مع أدوات الكربيد الأسمنتي، فهي تتمتع بسرعة قطع عالية ويمكنها تحقيق قطع عالي السرعة والكفاءة;
(3) مقاومة تآكل جيدة، ومتانة عالية للأداة (10-100 مرة من أدوات الكربيد الأسمنتي)، وقادرة على الحصول على جودة سطح أفضل لقطعة العمل، وتحقيق الطحن عن طريق الخراطة.
تتمثل عيوب أدوات PCBN في أن مقاومتها للصدمات أسوأ من أدوات الكربيد الأسمنتي، لذا عند استخدامها، يجب الانتباه إلى تحسين صلابة نظام المعالجة وتجنب القطع بالصدمات.
يمكن تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور ثنائي الفينيل متعدد البروم في شفرات متكاملة أو شفرات مركبة مدمجة مع كربيد الأسمنت. وتحتوي الشفرات المركبة من ثنائي الفينيل متعدد الكلور ثنائي الفينيل متعدد البروم ثنائي الفينيل متعدد الكلور على طبقة من 0.5 إلى 1.0 مم متكلس على ركيزة من الكربيد الأسمنتي، والتي تتميز بصلابة جيدة وصلابة عالية ومقاومة للتآكل.
ويعتمد أداء ثنائي الفينيل متعدد الكلورBN بشكل أساسي على حجم جسيمات ثنائي الفينيل متعدد الكلور ومحتوى ثنائي الفينيل متعدد الكلور ونوع المادة الرابطة.
ووفقًا لهيكلها، يمكن تقسيمها تقريبًا إلى فئتين: إحداهما مرتبطة مباشرةً ببلورات CBN، مع محتوى عالٍ من CBN (أعلى من 70%)، وصلابة عالية، ومناسبة لمعالجة قطع السبائك المقاومة للحرارة، والحديد الزهر، والمعادن الملبدة بالحديد;
يعتمد الآخر على بلورات CBN، الملبدة بواسطة مواد رابطة من السيراميك (بشكل رئيسي TiN، TiC، TiC، TiCN، AlN، Al203، إلخ)، مع محتوى منخفض من CBN (أقل من 70%)، وصلابة منخفضة، ومناسبة لقطع الآلات من الفولاذ المروي والمصلد.
تُستخدم أدوات نيتريد البورون المكعبة في خراطة أخاديد حلقات الحديد الزهر المطعمة بحلقات المكبس، وكذلك في تصنيع قوالب التلامس الصلبة للمكبس.
5. سيراميك
وتتمثل المزايا الرئيسية لأدوات القطع الخزفية في: الصلابة العالية ومقاومة التآكل، مع صلابة في درجة حرارة الغرفة تتراوح بين 91-95HRC؛ ومقاومة عالية للحرارة، مع صلابة 80HRC عند درجة حرارة عالية تبلغ 1200 درجة مئوية؛ والحد الأدنى من انخفاض قوة الانثناء والصلابة في ظروف درجات الحرارة العالية.
كما أنها تُظهر ثباتًا كيميائيًا عاليًا حيث أن السيراميك يتميز بتقارب منخفض مع المعادن ومقاومة جيدة للأكسدة في درجات الحرارة العالية ولا يتفاعل مع الفولاذ حتى في درجات حرارة الانصهار.
لذلك، يقل الترابط والانتشار والأكسدة والتآكل على أداة القطع. تتميز بمعامل احتكاك أقل، مما يجعل من الصعب على البُرادة الالتصاق بالأداة وتشكيل أعشاش البُرادة.
تتمثل عيوب سكاكين السيراميك في هشاشتها وقوتها المنخفضة وصلابتها، حيث لا تزيد قوتها على 1/2 إلى 1/5 من قوة انثناء السبائك الصلبة.
لذلك، يجب تحديد المعلمات الهندسية ومقادير القطع المناسبة عند استخدامها لتجنب أحمال الصدمات التي قد تتسبب في تقطيع الشفرة أو كسرها.
بالإضافة إلى ذلك، تتميز سكاكين السيراميك بموصلية حرارية منخفضة، فقط من 1/2 إلى 1/5 من السبائك الصلبة، مع معاملات تمدد حراري أعلى من السبائك الصلبة بمقدار 10-30%، مما يؤدي إلى ضعف مقاومة الصدمات الحرارية.
في الوقت الحالي، لم يتم تطبيق أدوات القطع الخزفية على معالجة مكبس الألومنيوم.
1. صلابة عالية ومقاومة للتآكل
الصلابة هي خاصية أساسية مواد أدوات القطع يجب أن تمتلكها. لقطع البُرادة من الشُّغْلة، يجب أن تكون صلابة الأداة أكبر من صلابة مادة الشُّغْلَة. تكون صلابة حافة القطع للأدوات المستخدمة لقطع المعادن أعلى من 60HRC بشكل عام. تشير مقاومة التآكل إلى قدرة المادة على مقاومة التآكل.
بشكل عام، كلما زادت صلابة مادة أداة القطع، كانت مقاومة التآكل أفضل. نقاط الصلابة في الهيكل (مثل الكربيدات والنتريدات) ذات الصلابة الأعلى، والكمية الأكبر، والجسيمات الأصغر، والتوزيع الأكثر اتساقًا تتمتع بمقاومة تآكل أفضل.
ترتبط مقاومة التآكل أيضًا بالتركيب الكيميائي للمادة وقوتها وبنيتها المجهرية ودرجة حرارة منطقة الاحتكاك. يمكن التعبير عن مقاومة التآكل WR بالصيغة:
WR = KIC0.5E-0.8H1.43
حيث H هي صلابة المادة (GPa). كلما زادت الصلابة، كانت مقاومة التآكل أفضل.
KIC هي صلابة كسر المادة (MPa-m½). كلما كانت قيمة KIC أكبر، كلما قلّ كسر المادة الناجم عن الإجهاد وكانت مقاومة التآكل أفضل.
E هو معامل مرونة المادة (GPa). عندما يكون E صغيرًا، فإنه يساعد على إنتاج إجهادات أقل ناتجة عن الإجهادات الدقيقة بسبب الحبيبات الكاشطة، مما يؤدي إلى تحسين مقاومة التآكل.
2. القوة والصلابة الكافية
لمنع تقطع الشفرة أو انكسارها أثناء الاستخدام عند تعرضها لضغوط وصدمات واهتزازات كبيرة أثناء عملية القطع، يجب أن تتمتع مواد أداة القطع بالقوة والصلابة الكافية.
3. مقاومة عالية للحرارة (ثبات حراري)
المقاومة الحرارية هي المؤشر الأساسي لقياس أداء القطع لمواد أداة القطع. وهي تشير إلى قدرة مادة أداة القطع على الحفاظ على مستوى معين من الصلابة ومقاومة التآكل والقوة والمتانة في ظروف درجات الحرارة العالية.
يجب أن تتمتع مواد أداة القطع أيضًا بالقدرة على مقاومة الأكسدة والترابط والانتشار في درجات الحرارة العالية، مما يعني أنها يجب أن تظهر ثباتًا كيميائيًا جيدًا.
4. خصائص فيزيائية حرارية جيدة ومقاومة الصدمات الحرارية
كلما كانت الموصلية الحرارية لمادة أداة القطع أفضل، كان من الأسهل على حرارة القطع أن تنتشر بعيدًا عن منطقة القطع، مما يساعد على تقليل درجة حرارة القطع.
أثناء القطع المتقطع أو عند استخدام سائل القطع، غالبًا ما تتعرض الأداة لصدمة حرارية شديدة (تغيرات سريعة في درجة الحرارة)، مما يؤدي إلى حدوث تشققات داخل الأداة يمكن أن تسبب الكسر.
يمكن التعبير عن قدرة المادة على تحمل الصدمة الحرارية من خلال معامل مقاومة الصدمة الحرارية R:
R = λσb(1-µ)/Eα
حيث λ هو معامل التوصيل الحراري، σb هو معامل التوصيل الحراري، σb هو قوة الشد، µ هو نسبة بواسون، E هو معامل المرونة، α هو معامل التمدد الحراري.
يعمل معامل التوصيل الحراري الأعلى على تسهيل تبديد الحرارة، مما يقلل من تدرج درجة الحرارة على سطح الأداة.
يقلل معامل التمدد الحراري المنخفض من التشوه الحراري، ويمكن لمعامل المرونة الأصغر أن يقلل من حجم الإجهادات المتناوبة الناتجة عن التشوه الحراري، مما يساعد على تحسين مقاومة المادة للصدمات الحرارية.
يمكن استخدام مواد أدوات القطع ذات المقاومة الجيدة للصدمات الحرارية سوائل القطع أثناء عمليات التصنيع الآلي.
5. قابلية المعالجة الجيدة
لتسهيل تصنيع الأداة، تتطلب مواد أداة القطع قابلية معالجة جيدة، مثل خصائص التشكيل، وخصائص المعالجة الحرارية، وخصائص تشوه البلاستيك في درجات الحرارة العالية، وخصائص معالجة الطحن.
6. الكفاءة الاقتصادية
الكفاءة الاقتصادية هي أحد المؤشرات المهمة لمواد أدوات القطع. على الرغم من أن مواد أدوات القطع عالية الجودة قد تكون ذات تكاليف عالية للوحدة، إلا أن عمرها الافتراضي الأطول قد لا يؤدي بالضرورة إلى ارتفاع تكاليف كل مكون.
لذلك، عند اختيار مواد أدوات القطع، يجب النظر في تأثيرها الاقتصادي بشكل شامل.
وتتميز مقاطع الألومنيوم بصلابتها المنخفضة مقارنةً بالفولاذ، مما يوفر عملية قطع سهلة نسبيًا. ومع ذلك، تزيد هذه الخاصية أيضًا من ميلها للالتصاق بأدوات القطع. ولضمان إجراء عمليات قطع نظيفة وإطالة عمر الشفرة، استخدم شفرات ذات رؤوس كربيد ذات عدد أسنان مرتفع (60-80 سنًا لشفرة 10 بوصة) وزاوية خطافية سالبة. تمنع هذه الميزات لحام البُرادة وتقلل من تكون النتوءات. افحص الشفرات واستبدلها بانتظام للحفاظ على كفاءة القطع وجودته.
يعد التشحيم المناسب أمرًا بالغ الأهمية عند قطع الألومنيوم لمنع تكون النتوءات وتحسين تشحيم السطح وإطالة عمر الأداة. استخدم سائل تشحيم مخصص لقطع الألومنيوم أو مزلّق صناعي عالي الجودة. للحصول على أفضل النتائج، ضع في اعتبارك نظام التشحيم بالحد الأدنى من الكمية (MQL)، الذي يوفر استخدامًا دقيقًا لزيوت التشحيم دون إهدار مفرط. هذا النهج لا يحسن جودة القطع فحسب، بل يدعم أيضًا الممارسات الصديقة للبيئة.
على الرغم من أن معظم عمليات قطع مقاطع الألومنيوم الصناعية تكون متعامدة، إلا أن التصميمات المعقدة غالبًا ما تتطلب قطعًا بزاوية، مثل القطع بزاوية 45 درجة. للتحكم الدقيق في الزوايا، استخدم ماكينة نشر بنظام التحكم الرقمي باستخدام الحاسب الآلي مزودة بطاولة دوارة أو منشار ميتري مخصص مع قراءة رقمية للزاوية. عند برمجة القطع، ضع في الحسبان سُمك المادة وشق الشفرة لضمان دقة الأبعاد. بالنسبة للقطع بزاوية متكررة، ضع في اعتبارك إنشاء رقع أو تركيبات مخصصة للحفاظ على الاتساق بين القطع المتعددة.
السلامة في الإنتاج مسؤولية جماعية تمتد في جميع أنحاء المصنع. وهي تستلزم الالتزام الصارم ببروتوكولات ومبادئ المعالجة، والتدريب المنتظم لسلامة الموظفين، واتخاذ تدابير استباقية للتخفيف من المخاطر غير الضرورية.
نظرًا للوزن الكبير لألواح الألومنيوم، يجب إجراء عمليات القطع بواسطة فريق مكون من شخصين على الأقل لضمان التعامل الآمن وعمليات القطع السلس. ويقلل هذا النهج من مخاطر إصابات الإجهاد ويحسن الكفاءة التشغيلية الكلية.
بصفتي مؤسس شركة MachineMFG، فقد كرّستُ أكثر من عقد من حياتي المهنية في مجال تصنيع المعادن. وقد أتاحت لي خبرتي الواسعة أن أصبح خبيرًا في مجالات تصنيع الصفائح المعدنية، والتصنيع الآلي، والهندسة الميكانيكية، وأدوات الماكينات للمعادن. أفكر وأقرأ وأكتب باستمرار في هذه المواضيع، وأسعى باستمرار للبقاء في طليعة مجال عملي. فلتكن معرفتي وخبرتي مصدر قوة لعملك.
AR 
EN 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
RU 
KO