2014ألمنيوم
مقدمة عن ألومنيوم 2014
ألومنيوم 2014 هو سبيكة ألومنيوم-نحاس عالية المتانة وقابلة للمعالجة الحرارية من سلسلة 2xxx. توفر قابلية تشغيل ممتازة ومقاومة جيدة للتعب، مما يجعلها خيارًا شائعًا في تطبيقات الطيران والدفاع والهياكل الثقيلة. وبسبب محتواها العالي من النحاس، يتمتع ألومنيوم 2014 بمقاومة محدودة للتآكل، لكنه يستجيب جيدًا للمعالجات السطحية الواقية.
يُختار ألومنيوم 2014 بشكل متكرر لـ التشغيل باستخدام ماكينات CNC للأجزاء التي تتطلب قوة فائقة ومقاومة تآكل (اهتراء) وتحملات ضيقة تحت ظروف الأحمال الديناميكية أو الثقيلة.
الخواص الكيميائية والفيزيائية والميكانيكية لألومنيوم 2014
التركيب الكيميائي (النموذجي)
العنصر | نطاق التركيب (٪ بالوزن) | الدور الرئيسي |
|---|---|---|
الألومنيوم (Al) | المتبقي | معدن أساس يوفر سلامة هيكلية وخفة الوزن |
النحاس (Cu) | 3.9–5.0 | يعزز القوة والصلادة عبر التقسية بالترسيب |
السيليكون (Si) | 0.5–1.2 | يحسن قابلية التشغيل وسيولة السكب/السباكة |
المغنيسيوم (Mg) | 0.2–0.8 | يقوّي السبيكة ويحسن أداء مقاومة التعب |
المنغنيز (Mn) | 0.4–1.2 | يحسن القوة والليونة |
الحديد (Fe) | ≤0.7 | عنصر متبقٍ |
الزنك (Zn) | ≤0.25 | عنصر متبقٍ |
الكروم (Cr) | ≤0.10 | ينقّي البنية الحبيبية |
الخواص الفيزيائية
الخاصية | القيمة (النموذجية) | المعيار / شرط الاختبار |
|---|---|---|
الكثافة | 2.80 جم/سم³ | ASTM B311 |
نطاق الانصهار | 510–640°م | ASTM E299 |
الموصلية الحرارية | 160 واط/م·ك عند 25°م | ASTM E1952 |
الموصلية الكهربائية | 36٪ IACS عند 20°م | ASTM B193 |
معامل التمدد الحراري | 23.2 ميكرومتر/م·°م | ASTM E228 |
السعة الحرارية النوعية | 875 جول/كجم·ك | ASTM E1269 |
معامل المرونة | 73 جيجا باسكال | ASTM E111 |
الخواص الميكانيكية (حالة T6)
الخاصية | القيمة (النموذجية) | معيار الاختبار |
|---|---|---|
مقاومة الشد | 460–510 ميجا باسكال | ASTM E8/E8M |
مقاومة الخضوع (0.2٪) | 390–440 ميجا باسكال | ASTM E8/E8M |
الاستطالة | ≥10٪ | ASTM E8/E8M |
الصلادة | 120–130 HB | ASTM E10 |
مقاومة التعب | 150 ميجا باسكال | ASTM E466 |
متانة الكسر | متوسطة | ASTM E399 |
الخصائص الرئيسية لألومنيوم 2014
قوة ومقاومة تعب متميزتان: مناسب جدًا للمكونات الحاملة للأحمال العالية التي تتطلب صلابة وأداءً تحت الإجهاد، مثل هياكل الطائرات وأجزاء تعليق السيارات.
قابلية تشغيل فائقة: يعد من أفضل سبائك الألومنيوم للتشغيل باستخدام CNC بفضل محتواه من السيليكون واستقراره الحراري—مثالي للإنتاج عالي السرعة وعالي الكمية.
مقاومة تآكل محدودة: يتطلب معالجات سطحية واقية أو طلاءات عند استخدامه في البيئات الخارجية أو المعرضة للرطوبة.
قابل للمعالجة الحرارية لتعزيز الخواص: يمكن تحسين الخواص بشكل كبير عبر المعالجة الحرارية T6 لتحقيق نسب قوة إلى وزن ممتازة.
مقاومة جيدة للاهتراء: يتحمل الاهتراء الميكانيكي في التجميعات الانزلاقية والحاملة للأحمال، خاصة عند الأكسدة الأنودية أو الطلاء.
تحديات وحلول تشغيل ألومنيوم 2014 باستخدام CNC
تحديات التشغيل
قابلية للتآكل بعد التشغيل: خاصة بالقرب من مناطق القطع المعرضة للرطوبة أو المواد الكيميائية.
الحاجة إلى التحكم في الرايش: قد تتداخل الرايشات الطويلة والملتفة مع مسار الأداة إذا لم تتم إدارتها.
الموصلية الحرارية قد تسبب تسخين الأداة: يجب تعويض ذلك بتدفق تبريد مثالي.
استراتيجيات التشغيل المحسّنة
اختيار الأداة
المعيار | التوصية | السبب |
|---|---|---|
مادة الأداة | أدوات كربيد مطلية بـ TiCN أو TiAlN | تتحمل القطع عالي السرعة ودرجات الحرارة |
الهندسة | حواف قطع حادة، وكواسر رايش | تحافظ على دقة الجزء وإزالة الرايش |
سرعة القطع | 150–350 م/دقيقة | تتجنب تراكم الحرارة وتحسن جودة التشطيب |
معدل التغذية | 0.10–0.30 مم/دورة | يحافظ على حواف نظيفة ويقلل التصلّب بالتشغيل |
سائل التبريد | تدفق غامر أو رذاذ عالي الضغط | يقلل تآكل الأداة ويحسن التحكم بالأبعاد |
معلمات قطع ألومنيوم 2014 (وفق معيار ISO 513)
العملية | السرعة (م/دقيقة) | التغذية (مم/دورة) | عمق القطع (مم) | ضغط سائل التبريد (بار) |
|---|---|---|---|---|
تشغيل خشن | 150–250 | 0.20–0.30 | 2.0–3.5 | 30–50 (تدفق) |
تشغيل نهائي | 250–350 | 0.05–0.10 | 0.5–1.0 | 50–70 (تدفق/رذاذ) |
المعالجة السطحية لأجزاء ألومنيوم 2014 المشغلة باستخدام CNC
الأكسدة الأنودية: توفر أكسدة من النوع الثاني أو أكسدة صلبة لتحسين مقاومة التآكل ومتانة مقاومة الاهتراء. تتراوح السماكة بين 10–50 ميكرومتر.
الطلاء بالمسحوق: يضيف حماية من التآكل والأشعة فوق البنفسجية للأجزاء الخارجية. سماكة الطلاء 60–100 ميكرومتر.
التلميع الكهروكيميائي: يحسن التشطيب ويزيل الزوائد المجهرية (microburrs) في تطبيقات الطيران أو الدفاع عالية المستوى.
التخميل: يُدمج عادةً مع معالجات الختم لتقليل التآكل في البيئات النشطة كيميائيًا.
التفريش: يحقق تشطيبًا نظيفًا غير لامع للمكونات الموجهة للمستهلك—Ra 0.8–1.6 ميكرومتر.
طلاء ألوداين: تحويل كرومات متوافق مع المعايير العسكرية للأجزاء التي تتطلب موصلية كهربائية ومقاومة للتآكل.
الطلاء بالأشعة فوق البنفسجية: يضيف حماية إضافية للأسطح المعرضة للضوء والرطوبة أو البيئات الصناعية.
الطلاء باللكر: يحمي المظهر والخواص الميكانيكية للألواح الجوية أو العسكرية عالية الظهور.
التطبيقات الصناعية لألومنيوم 2014
الطيران والفضاء: دعامات جناح مشغلة باستخدام CNC، ووصلات جسم الطائرة، وحوامل هيكلية تتطلب مقاومة عالية للتعب.
الدفاع: واجهات تدريع، ومكونات طائرات بدون طيار (UAV)، ومعدات عسكرية تتطلب دقة ومتانة.
السيارات (رياضة المحركات): أجزاء تعليق عالية الإجهاد، وروابط توجيه، وعُقد قفص حماية (Roll Cage) تحت أحمال ديناميكية.
المعدات الصناعية: وصلات مُشغلة، ومفاصل ميكانيكية، وحوامل دعم لآلات عالية الاهتزاز.
السكك الحديدية والنقل: عناصر هيكلية وتجميعات فرعية تتعرض لأحمال متكررة وإجهاد ميكانيكي.
استكشف المدونات ذات الصلة
