العربية

ألمنيوم 1100-H14

ألمنيوم 1100-H14 هو سبيكة ألمنيوم نقية تجاريًا وغير قابلة للمعالجة الحرارية، مثالية لتشغيل الأجزاء عالية القابلية للتشكيل والمقاومة للتآكل بتقنية CNC، والمستخدمة في الصناعات الكهربائية والمعمارية والغذائية.

مقدمة عن ألومنيوم 1100-H14

ألومنيوم 1100-H14 هو سبيكة ألومنيوم نقية تجاريًا (أكثر من 99.0% ألومنيوم) تتميز بمقاومة ممتازة للتآكل، وموصلية حرارية وكهربائية عالية، وقابلية تشغيل وتشكيل فائقة. تشير حالة H14 إلى أن السبيكة قد تم تقسيَتها بالتشوه (Strain-Hardened) وصولًا إلى مستوى قوة متوسط، ما يمنحها صلابة أفضل مع الحفاظ على قابلية تشكيل جيدة.

يُستخدم ألومنيوم 1100-H14 على نطاق واسع في التشغيل باستخدام ماكينات CNC لأجزاء غير إنشائية، وحاويات/صناديق كهربائية، وزعانف المبادلات الحرارية، ومعدات مناولة المواد الكيميائية، حيث تكون مقاومة التآكل والموصلية أهم من القوة الميكانيكية.

الخواص الكيميائية والفيزيائية والميكانيكية لألومنيوم 1100-H14

التركيب الكيميائي (النموذجي)

العنصر	نطاق التركيب (٪ بالوزن)	الدور الرئيسي
الألومنيوم (Al)	≥99.0	العنصر الأساسي للموصلية ومقاومة التآكل
النحاس (Cu)	0.05–0.20	يزيد القوة قليلًا مع تقليل مقاومة التآكل نسبيًا
الحديد (Fe)	≤0.35	عنصر متبقٍ
السيليكون (Si)	≤0.45	عنصر متبقٍ
الزنك (Zn)	≤0.10	عنصر متبقٍ
المنغنيز (Mn)	≤0.05	تنقية الحبيبات
عناصر أخرى	≤0.15 (الإجمالي)	متبقيات مجمعة

الخواص الفيزيائية

الخاصية	القيمة (النموذجية)	المعيار/شرط الاختبار
الكثافة	2.71 جم/سم³	ASTM B311
نطاق الانصهار	643–657°م	ASTM E299
الموصلية الحرارية	222 واط/م·ك عند 25°م	ASTM E1952
الموصلية الكهربائية	61% IACS عند 20°م	ASTM B193
معامل التمدد الحراري	23.6 ميكرومتر/م·°م	ASTM E228
السعة الحرارية النوعية	900 جول/كجم·ك	ASTM E1269
معامل المرونة	69 جيجا باسكال	ASTM E111

الخواص الميكانيكية (حالة H14)

الخاصية	القيمة (النموذجية)	معيار الاختبار
مقاومة الشد	110–150 ميجا باسكال	ASTM E8/E8M
مقاومة الخضوع (0.2%)	95–125 ميجا باسكال	ASTM E8/E8M
الاستطالة	≥10%	ASTM E8/E8M
الصلادة	35–45 HB	ASTM E10
مقاومة التعب	45 ميجا باسكال	ASTM E466
مقاومة الصدم	ممتازة	ASTM E23

الخصائص الرئيسية لألومنيوم 1100-H14

موصلية كهربائية وحرارية ممتازة (ASTM B193): يحقق ألومنيوم 1100-H14 موصلية كهربائية 61% IACS وموصلية حرارية 222 واط/م·ك، ما يجعله خيارًا مثاليًا لقضبان التوزيع (Bus Bars) والمبادلات الحرارية والحاويات الكهربائية.

مقاومة تآكل عالية في البيئات المتعادلة والحامضية الخفيفة: أداء ممتاز في بيئات الأغذية والمعمار والصناعات المختلفة مع انخفاض خطر التنقر أو التآكل بين الحبيبات.

قابلية تشكيل عالية مع قوة متوسطة (مؤشر قابلية التشكيل SAE J452 = 9/10): سهل التشكيل بالدرفلة والتدوير والسحب، بينما توفر حالة H14 صلابة أعلى مقارنة بالحالة المُلدنة تمامًا (O).

قابلية لحام جيدة مع تدهور محدود بعد اللحام: متوافق مع عمليات MIG/TIG باستخدام حشو 1100 أو 4045 مع الحفاظ على مقاومة التآكل في منطقة التأثر الحراري (HAZ).

غير قابل للمعالجة الحرارية لكنه مُقسى بالتشوه على البارد: تتطور القوة الميكانيكية عبر التقسية بالتشوه (حالات H)، ما يعزز الثبات الأبعادي ويحسن قابلية التشغيل مقارنة بالحالات اللينة.

تحديات وحلول تشغيل ألومنيوم 1100-H14 باستخدام CNC

تحديات التشغيل

مادة لينة جدًا: قد تتعرض للتشوه أو تُكوّن نتوءات (Burrs) عند التشغيل العنيف.
قوة منخفضة → خطر تشطيب سطحي ضعيف: يتطلب أدوات حادة وتقليل الاهتزاز لتحقيق تفاوتات دقيقة.
التصاق بالمعدة بسبب الموصلية الحرارية العالية: قد يسبب تكوّن حافة متراكمة (Built-Up Edge) دون طلاءات مناسبة.

استراتيجيات التشغيل المحسّنة

اختيار الأداة

المعيار	التوصية	السبب
مادة الأداة	أدوات كربيد مصقولة أو مطلية بـ DLC	تقلل الالتصاق وتحد من الحافة المتراكمة
الهندسة	زاوية جرف موجبة، سطح جرف مصقول	يحسن التشطيب وتدفق الرايش
سرعة القطع	300–600 م/دقيقة	قطع نظيف دون تسخين زائد لقطعة الشغل
معدل التغذية	0.10–0.25 مم/دورة	يحافظ على التحكم في الأجزاء الصغيرة أو رقيقة الجدار
سائل التبريد	رذاذ خفيف أو هواء مضغوط	يمنع التلصق/التكتل مع الحفاظ على سطح نظيف

معلمات قطع ألومنيوم 1100-H14 (وفق معيار ISO 513)

العملية	السرعة (م/دقيقة)	التغذية (مم/دورة)	عمق القطع (مم)	ضغط سائل التبريد (بار)
تشغيل خشن	300–450	0.20–0.25	2.0–3.5	25–35 (رذاذ)
تشغيل نهائي	450–600	0.05–0.10	0.2–1.0	30–50 (رذاذ/هواء مضغوط)

المعالجة السطحية لأجزاء ألومنيوم 1100-H14 المشغلة باستخدام CNC

الأكسدة الأنودية: الأنودة الشفافة من النوع الثاني (Type II) تعزز مقاومة التآكل وتوفر مظهرًا سطحيًا موحدًا.
الطلاء بالمسحوق: يوفر طبقة سميكة ومتينة للأغراض الزخرفية أو الوقائية بسماكة 60–100 ميكرومتر.
التلميع الكهروكيميائي: يزيل النتوءات الدقيقة ويزيد اللمعان لألواح الكهرباء أو الأسطح العاكسة.
التخميل: ينظف السطح لتحسين التصاق الطلاءات ورفع مقاومة التآكل.
التفريش: يوفر تشطيبًا مطفيًا موحدًا مناسبًا للأجزاء المعمارية وأجزاء العرض.
طلاء ألوداين: يحسن التوصيل الكهربائي مع حماية من التآكل — متوافق مع MIL-DTL-5541.
الطلاء بالأشعة فوق البنفسجية: يضيف مقاومة للأشعة فوق البنفسجية وحماية شفافة لعلب الإضاءة أو التطبيقات المعمارية.
الطلاء باللكر: يعزز لمعان السطح ويحسن متانة المظهر.