2011ألمنيوم
مقدمة عن الألومنيوم 2011
الألومنيوم 2011 هو سبيكة ألومنيوم عالية القابلية للتشغيل وحرّة القطع (Free-Cutting) معروفة بتكوين رايش ممتاز وأزمنة دورة سريعة في عمليات CNC عالية السرعة. وغالبًا ما يُشار إليها بأنها «المعيار القياسي لقابلية التشغيل» بين سبائك الألومنيوم، وهي مثالية للأجزاء الدقيقة المُخرطة التي تتطلب سماحات ضيقة وإنتاجًا بكميات كبيرة.
وبفضل محتواها من الرصاص وخصائص التشطيب السطحي الممتازة، فإن الألومنيوم 2011 يُستخدم على نطاق واسع في التشغيل الآلي CNC للموصلات والوصلات والأنابيب/التركيبات (fittings) والأعمدة والجلب (bushings) والمكونات الإلكترونية الدقيقة ومكوّنات السيارات.
الخصائص الكيميائية والفيزيائية والميكانيكية للألومنيوم 2011
التركيب الكيميائي (النموذجي)
العنصر | نطاق التركيب (% وزني) | الدور الرئيسي |
|---|---|---|
الألومنيوم (Al) | المتبقي | معدن أساس خفيف الوزن بخصائص حرارية جيدة |
النحاس (Cu) | 5.0–6.0 | يزيد القوة والصلادة |
البزموت (Bi) | 0.2–0.6 | يعزز قابلية التشغيل وكسر الرايش |
الرصاص (Pb) | 0.2–0.6 | يحسن خصائص القطع الحر |
الحديد (Fe) | ≤0.7 | عنصر متبقٍ |
السيليكون (Si) | ≤0.4 | عنصر متبقٍ |
الزنك (Zn) | ≤0.3 | عنصر متبقٍ |
عناصر أخرى | ≤0.15 (إجمالي) | عناصر متبقية |
الخصائص الفيزيائية
الخاصية | القيمة (نموذجية) | المعيار / حالة الاختبار |
|---|---|---|
الكثافة | 2.82 جم/سم³ | ASTM B311 |
نقطة الانصهار | 535–645°C | ASTM E299 |
التوصيل الحراري | 140 واط/م·ك عند 25°C | ASTM E1952 |
التوصيل الكهربائي | 39% IACS عند 20°C | ASTM B193 |
معامل التمدد الحراري | 23.2 ميكرومتر/م·°C | ASTM E228 |
السعة الحرارية النوعية | 875 جول/كجم·ك | ASTM E1269 |
معامل المرونة | 70 جيجا باسكال | ASTM E111 |
الخصائص الميكانيكية (حالة T3)
الخاصية | القيمة (نموذجية) | معيار الاختبار |
|---|---|---|
مقاومة الشد | 330 ميجا باسكال | ASTM E8/E8M |
حد الخضوع (0.2%) | 275 ميجا باسكال | ASTM E8/E8M |
الاستطالة | ≥10% | ASTM E8/E8M |
الصلادة | 95 HB | ASTM E10 |
مقاومة التعب | 100 ميجا باسكال | ASTM E466 |
مقاومة الصدم | متوسطة | ASTM E23 |
الخصائص الرئيسية للألومنيوم 2011
قابلية تشغيل استثنائية: يُصنَّف الألومنيوم 2011 بقابلية تشغيل 100% (المعيار المرجعي)، ويوفر تحكمًا ممتازًا في الرايش، وتآكلًا منخفضًا للأداة، وإنتاجًا عالي السرعة—مثاليًا لأجزاء الخراطة CNC ذات الهندسات المعقدة.
تشطيب سطحي فائق: ينتج أسطحًا نظيفة وخالية من الزوائد (burr-free) حتى عند معدلات تغذية عالية، مع تشطيبات نموذجية ضمن نطاق Ra ≤0.8 µm في عمليات المخرطة الدقيقة.
قوة متوسطة مع استقرار أبعادي جيد: يوفر حد خضوع يصل إلى 275 ميجا باسكال في حالة T3 مع تشوه منخفض أو إجهادات متبقية محدودة—مناسب للوَصلات والموصلات ذات السماحات الضيقة.
قابلية لحام ضعيفة ومقاومة تآكل منخفضة: يقلل محتوى الرصاص والنحاس من قابلية اللحام ومقاومة التآكل؛ لذلك غالبًا ما تتلقى الأجزاء طلاءات واقية بعد التشغيل.
غير مناسب للتطبيقات الهيكلية أو الحاملة للأحمال: بسبب انخفاض مقاومة التآكل وعمر التعب، يُخصَّص 2011 للتطبيقات غير الهيكلية التي تتطلب دقة أبعاد وتكرارية عالية.
تحديات وحلول التشغيل الآلي CNC للألومنيوم 2011
تحديات التشغيل
اعتبارات محتوى الرصاص: قد يتطلب الأمر مناولة خاصة للتطبيقات البيئية أو الطبية بسبب وجود الرصاص.
قابلية لحام محدودة: لا يُنصح باللحام بسبب خطر التشقق الساخن وأبخرة الرصاص.
الحاجة إلى حماية بعد التشغيل: عُرضة للأكسدة إذا تُركت دون معالجة.
استراتيجيات تشغيل مُحسّنة
اختيار الأدوات
المعيار | التوصية | المبرر |
|---|---|---|
مادة الأداة | كربيد غير مطلي أو مطلي بـ TiN | يحسن التشطيب وكسر الرايش |
الهندسة | سنّ حاد، وزاوية جرف عالية | يسهل التحكم بالرايش ويخفض حمل الأداة |
سرعة القطع | 250–500 م/دقيقة | تمكّن الخراطة والحفر عاليَي السرعة |
معدل التغذية | 0.10–0.35 مم/دورة | يحافظ على سماحات ضيقة وتشطيب ناعم |
سائل التبريد | ضباب زيت خفيف أو قطع جاف | يقلل تراكم الرايش ويحسن الرؤية |
معلمات قطع الألومنيوم 2011 (التوافق مع ISO 513)
العملية | السرعة (م/دقيقة) | التغذية (مم/دورة) | عمق القطع (مم) | ضغط سائل التبريد (بار) |
|---|---|---|---|---|
تشغيل خشن | 250–400 | 0.20–0.35 | 1.5–3.0 | جاف أو ضباب |
تشغيل نهائي | 400–500 | 0.05–0.10 | 0.2–0.8 | الضباب/التشحيم اختياري |
المعالجة السطحية لأجزاء الألومنيوم 2011 المُشغّلة CNC
الأنودة: نجاح محدود بسبب ارتفاع محتوى النحاس. قد يظهر تلوّن غير متجانس ما لم تتم المعالجة المسبقة بشكل صحيح.
الطلاء بالمسحوق: يضيف حماية من التآكل ومظهرًا جماليًا بسماكة طلاء 60–100 ميكرومتر.
التلميع الكهربائي: يعزز التشطيب السطحي العالي أصلًا إلى ≤0.2 µm Ra. يُستخدم عادةً على الأسطح المرئية أو أسطح الانزلاق الميكانيكية.
التخميل: يُطبق لتنظيف السطح وتثبيط التآكل قبل الطلاء اللاحق.
التمشيط (Brushing): يجهّز القطعة للطلاء أو الطلاء بالمسحوق؛ شائع للألواح التجميلية أو الصناعية.
طلاء الألودين: يُستخدم لمقاومة تآكل مؤقتة وللحفاظ على الموصلية؛ خاصة للتطبيقات الكهربائية.
طلاء UV: يضيف طبقة حماية رقيقة للأجزاء عالية اللمعان والموجّهة للمستهلك.
طلاء الورنيش: طلاءات شفافة تحسن مقاومة الأكسدة والجاذبية البصرية في السلع الاستهلاكية سريعة التداول.
التطبيقات الصناعية للألومنيوم 2011
السيارات: مثبتات، ومقابض، وجلب، وموصلات ناقل الحركة حيث تكون القوة أقل أهمية من قابلية التشغيل.
الإلكترونيات الاستهلاكية: تركيبات مخصصة، ومقابض، وعتاد مفاتيح، وواجهات هيكلية منخفضة الحمل.
الطيران والفضاء (غير هيكلي): أدوات تحكم الطيران (Avionics)، ووصلات، ومقابض دوّارة بجودة سطح عالية.
الأدوات الطبية (غير ملامسة): أغلفة المعدات، وبراغي الضبط، وأجزاء ميكانيكية غير مزروعة.
الآلات والأتمتة: أجزاء دقيقة مُخرطة CNC، وفواصل، وجلب، وأغلفة مكوّنات إلكترونية.
استكشف المدونات ذات الصلة
