4045ألمنيوم
مقدمة عن ألومنيوم 4045
ألومنيوم 4045 هو سبيكة ألومنيوم عالية المحتوى من السيليكون، تُستخدم بشكل أساسي كطبقة تغليف في المبادلات الحرارية المصنوعة من الألومنيوم الملحوم ومشعات السيارات. يوفر محتواه من السيليكون بنسبة تقارب 10٪ قابلية تتبع ممتازة، ومقاومة جيدة للتآكل، واستقرارًا حراريًا عاليًا. وعلى الرغم من أنه لا يُستخدم عادةً كسبيكة إنشائية مستقلة، إلا أنه عنصر بالغ الأهمية في الأجزاء المركبة متعددة الطبقات التي تتطلب وصلات لحام دقيقة ومتجانسة وذات موصلية حرارية عالية.
يُستخدم ألومنيوم 4045 في التشغيل باستخدام ماكينات CNC بشكل أساسي لأعمال التشغيل الثانوية للألواح الملحومة أو المركبة في أنظمة المبادلات الحرارية، وأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC)، وأنظمة الإدارة الحرارية للسيارات.
الخواص الكيميائية والفيزيائية والميكانيكية لألومنيوم 4045
التركيب الكيميائي (النموذجي)
العنصر | نطاق التركيب (٪ بالوزن) | الدور الرئيسي |
|---|---|---|
الألومنيوم (Al) | المتبقي | المعدن الأساسي للموصلية وقابلية التشكيل |
السيليكون (Si) | 9.0–11.0 | يعزز خصائص اللحام والموصلية الحرارية |
الحديد (Fe) | ≤0.80 | عنصر متبقٍ |
النحاس (Cu) | ≤0.30 | عنصر متبقٍ |
المنغنيز (Mn) | ≤0.05 | عنصر متبقٍ |
المغنيسيوم (Mg) | ≤0.05 | عنصر متبقٍ |
الزنك (Zn) | ≤0.10 | عنصر متبقٍ |
عناصر أخرى | ≤0.15 (الإجمالي) | عناصر متبقية مجمعة |
الخواص الفيزيائية
الخاصية | القيمة (النموذجية) | المعيار / شرط الاختبار |
|---|---|---|
الكثافة | 2.68 جم/سم³ | ASTM B311 |
نطاق الانصهار | 570–600°م | ASTM E299 |
الموصلية الحرارية | 135 واط/م·ك عند 25°م | ASTM E1952 |
الموصلية الكهربائية | 38٪ 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 | 70 جيجا باسكال | ASTM E111 |
الخواص الميكانيكية (كمغلف أو بعد التخمير)
الخاصية | القيمة (النموذجية) | معيار الاختبار |
|---|---|---|
مقاومة الشد | 90–120 ميجا باسكال | ASTM E8/E8M |
مقاومة الخضوع (0.2٪) | 35–60 ميجا باسكال | ASTM E8/E8M |
الاستطالة | ≥18٪ | ASTM E8/E8M |
الصلادة | 30–40 HB | ASTM E10 |
مقاومة التعب | منخفضة | ASTM E466 |
مقاومة الصدمات | متوسطة | ASTM E23 |
الخصائص الرئيسية لألومنيوم 4045
قابلية لحام ممتازة: يقلل المحتوى العالي من السيليكون من درجة الانصهار ويسهل تكوين وصلات لحام متجانسة، مما يجعله مثاليًا لتغليف المبادلات الحرارية وأجزاء HVAC.
مقاومة جيدة للتآكل في الطبقات المركبة: عند دمجه مع مواد أساسية مثل 3003 أو 4343، يوفر 4045 حماية أنودية تضحية، خاصة في أنظمة المشعات والمكثفات.
موصلية حرارية ممتازة: بموصلية تبلغ 135 واط/م·ك، يتيح 4045 تبديدًا فعالًا للحرارة في قنوات التبريد وزعانف التبادل الحراري المصنعة باستخدام CNC.
ناعم وسهل التشكيل: يتميز بليونة عالية ومناسب للتشكيل والثني والضغط، وهو مثالي للتطبيقات ذات أنصاف الأقطار الضيقة في التجميعات الحرارية.
غير مناسب للتطبيقات عالية المتانة: نظرًا لانخفاض مقاومة الشد والصلادة، يُستخدم عادةً كطبقة تغليف أو لحام وليس كعنصر حامل للأحمال.
تحديات وحلول تشغيل ألومنيوم 4045 باستخدام CNC
تحديات التشغيل
سلوك ناعم ولزج: قد يؤدي إلى انسداد الأدوات أو التصاق المادة تحت ضغط قطع مرتفع.
تشوه الحواف: قد تتشوه الجدران الرقيقة أو المناطق غير المدعومة أثناء عمليات التشطيب.
الطبيعة الكاشطة للسيليكون: تزيد من تآكل الأدوات غير المطلية.
استراتيجيات التشغيل المحسّنة
اختيار الأداة
المعيار | التوصية | السبب |
|---|---|---|
مادة الأداة | أدوات كربيد مطلية بـ DLC أو TiAlN | مقاومة التآكل الناتج عن السيليكون |
الهندسة | زاوية قطع حادة مع خلوص minimal | تعزز القطع السلس وإخلاء الرايش |
سرعة القطع | 200–300 م/دقيقة | تقلل تراكم الحرارة مع الحفاظ على جودة السطح |
معدل التغذية | 0.10–0.20 مم/دورة | يحافظ على التفاوتات واستواء السطح |
سائل التبريد | رذاذ أو تدفق خفيف | يمنع الالتصاق ويساعد على التبريد |
معلمات قطع ألومنيوم 4045 (وفق معيار ISO 513)
العملية | السرعة (م/دقيقة) | التغذية (مم/دورة) | عمق القطع (مم) | ضغط سائل التبريد (بار) |
|---|---|---|---|---|
تشغيل خشن | 200–250 | 0.15–0.20 | 1.5–2.5 | 25–35 (رذاذ) |
تشغيل نهائي | 250–300 | 0.05–0.10 | 0.2–0.8 | 30–50 (رذاذ/تدفق) |
المعالجة السطحية لأجزاء ألومنيوم 4045 المشغلة باستخدام CNC
الأكسدة الأنودية: صعبة بسبب المحتوى العالي من السيليكون، وقد يحدث تلوّن غير متجانس؛ تتطلب معالجة مسبقة للحصول على مظهر متجانس.
الطلاء بالمسحوق: الطلاء المفضل للمتانة ومقاومة الأشعة فوق البنفسجية؛ سماكة نموذجية 60–100 ميكرومتر.
التلميع الكهروكيميائي: استخدام محدود بسبب تركيب السبيكة، لكنه مناسب لتلميع أبعادي محدد.
التخميل: غالبًا ما يكون خطوة تمهيدية لتحسين التصاق الطلاء والحماية من الأكسدة.
التفريش: فعال في تحضير السطح للطلاءات أو الملصقات؛ قيمة Ra نموذجية 0.8–1.6 ميكرومتر.
طلاء ألوداين: يعزز الموصلية والحماية السطحية في أنظمة HVAC وأغلفة الإلكترونيات.
الطلاء بالأشعة فوق البنفسجية: يحمي الألواح الظاهرة من الخدش وتدهور السطح.
الطلاء باللكر: يعزز المظهر الجمالي ومقاومة التآكل للأجزاء التجميلية أو المكشوفة.
التطبيقات الصناعية لألومنيوم 4045
صناعة السيارات: أنابيب المشعات، وألواح المكثفات، وألواح المبردات البينية حيث تكون قابلية التتبع ومقاومة التآكل أمرًا بالغ الأهمية.
أنظمة HVAC والتبريد: زعانف المبادلات الحرارية وألواح التبريد المستخدمة في وحدات التحكم المناخي والتبريد.
الإلكترونيات وأنظمة الطاقة: مشتتات حرارة سلبية وناشرات حرارية في التجميعات المشغلة باستخدام CNC.
معدات تجهيز الأغذية: ألواح نقل حراري وقنوات محكمة الغلق تتطلب سلامة الألومنيوم الملحوم.
الآلات الصناعية: صفائح مكسوة مشغلة بدقة لقواعد ذات موصلية حرارية عالية.
استكشف المدونات ذات الصلة
