ما هي عمليات المعالجة اللاحقة الموصى بها لأجزاء Inconel؟

من منظور التصنيع والهندسة، فإن المعالجة اللاحقة ليست مجرد خطوة نهائية لأجزاء إنكونيل، بل هي سلسلة حاسمة من العمليات التي تحدد سلامتها الهيكلية ودقتها الأبعاد وعمر خدمتها. يتم تخصيص تسلسل المعالجة اللاحقة وفقًا لطريقة التصنيع — سواء كان الجزء مطروقًا ومُشغلاً أو مُصنعًا بالإضافة باستخدام DMLS — ووفقًا لتطبيقه المقصود في قطاعات مثل الطيران، الطب، أو النفط والغاز.

المرحلة 1: إدارة الإجهاد والمعالجة الأولية

• المعالجة الحرارية لتخفيف الإجهاد: تُعد الخطوة الأولى والأكثر أهمية، خاصة لأجزاء DMLS أو المكونات المعقدة التي تمت معالجتها بـ تشغيل CNC. تُخفف هذه المعالجة الإجهادات الداخلية الناتجة عن عملية التصنيع، مما يمنع التشوه أو التشقق أثناء التشغيل اللاحق أو أثناء الخدمة. بالنسبة للأجزاء المشغلة، تُجرى عادة بعد عمليات الخراطة الخشنة.

• الضغط المتساوي السخونة (HIP): بالنسبة لأجزاء إنكونيل المصنعة بتقنية DMLS، فإن HIP خطوة إلزامية في التطبيقات الحرجة. تُعرّض العملية الجزء لحرارة وضغط غازي متساوي عالي، مما يغلق المسامية الدقيقة الداخلية، ويُصلح الفراغات، ويحسن عمر التعب ومتانة الكسر. تُعد هذه العملية ركيزة أساسية لاعتماد الأجزاء في محركات الطائرات.

المرحلة 2: إزالة الدعامات والتشكيل

• إزالة هياكل الدعم: تتطلب أجزاء DMLS إزالة دقيقة من منصة الطباعة، عادة باستخدام قطع الأسلاك EDM لقطع دقيق وخالٍ من الإجهاد. بعد ذلك تُزال بقايا الهياكل يدويًا أو باستخدام التلميع الاهتزازي.

• المعالجة بالحلول والتعتيق: بالنسبة للسبائك القابلة للتصلب بالترسيب مثل إنكونيل 718، تُعد دورة المعالجة الحرارية المحددة ضرورية. إذ تذيب المعالجة بالحلول الأطوار الثانوية في المصفوفة، بينما يؤدي التعتيق إلى ترسيبها كجسيمات دقيقة مقوية (مثل γ' و γ'') لتحقيق الخصائص الميكانيكية المطلوبة لدرجات الحرارة العالية.

المرحلة 3: التشغيل الدقيق والتشطيب

• التشغيل بـ CNC للوصول إلى الأبعاد النهائية: نظرًا لطبيعة إنكونيل في التصلب أثناء التشغيل وموصليته الحرارية المنخفضة، فإن تحقيق التفاوتات النهائية يتطلب خبرة متقدمة في التشغيل الدقيق. تُستخدم عمليات مثل الفرزنة CNC والخراطة CNC باستخدام ماكينات قوية، وأدوات كربيدية أو خزفية حادة، وتبريد عالي الضغط لإنتاج ميزات دقيقة وتشطيب سطح كما تم تشغيله مناسب للعديد من الواجهات.

• التشطيب الكاشط والكهربائي الكيميائي:

  • الطحن: يُستخدم لتحقيق تفاوتات دقيقة جدًا وتشطيبات سطحية فائقة على الأسطح المستوية أو الأسطوانية.

  • القطع بالتفريغ الكهربائي (EDM): مثالي لإنشاء ميزات دقيقة أو هندسات يصعب الوصول إليها بالأدوات التقليدية.

  • التلميع الكهربائي: تُستخدم محلول كيميائي كهربائي لإزالة طبقة سطحية رقيقة بشكل متساوٍ، مما يزيل النتوءات ويُحسّن نعومة السطح ويعزز مقاومة التآكل من خلال تكوين طبقة أكسيد واقية نظيفة.

المرحلة 4: تحسين السطح والتنظيف

• السفع الكاشط: تُستخدم عمليات السفع الرملي أو السفع بالخرز لتكوين تشطيب موحد غير لامع وتنظيف السطح وتحفيز إجهادات ضغط سطحية مفيدة.

• التخميل: رغم أن إنكونيل يُكوّن طبقة أكسيد واقية طبيعيًا، إلا أن عملية التخميل باستخدام محلول حمض النيتريك تضمن إزالة الحديد الحر وتحسين طبقة الحماية المقاومة للتآكل.

• إزالة النتوءات بالاهتزاز أو التلميع: تُعد عملية التلميع بالاهتزاز فعالة جدًا لتنعيم الحواف وإزالة النتوءات الدقيقة وتحسين ملمس السطح العام، وهو أمر حاسم في الأجهزة الطبية.

المرحلة 5: الطلاءات المطبقة للاحتياجات الخاصة

• الطلاءات الحرارية الواقية (TBCs): في المكونات العاملة في أقسام التوربينات الساخنة، تُستخدم الطلاءات الحرارية الواقية لعزل الجزء عن درجات الحرارة القصوى.

• الطلاءات المقاومة للتآكل: يمكن استخدام عمليات مثل طلاء PVD لترسيب طبقة خزفية رقيقة وصلبة للغاية على السطح، مما يحسن بشكل كبير مقاومة التآكل والاحتكاك في الأجزاء المتحركة.

المرحلة 6: التحقق من الجودة والاعتماد

• الفحص البُعدي: تُفحص الأجزاء النهائية بدقة باستخدام آلات القياس ثلاثية الأبعاد (CMM) وأدوات القياس المتقدمة للتحقق من مطابقة جميع التفاوتات التصميمية.

• الاختبارات غير الإتلافية (NDT): تُستخدم تقنيات مثل فحص الاختراق اللوني (PT) أو التصوير الشعاعي (X-Ray) لاكتشاف العيوب السطحية وتحت السطحية.

• شهادة المواد: تُقدَّم حزمة تتبع كاملة تتضمن التركيب الكيميائي وتقارير الخواص الميكانيكية من عينات الاختبار، لتلبية المتطلبات الصارمة في صناعات مثل الطيران والطب.

ملخص تسلسل المعالجة اللاحقة الموصى به