7050ألمنيوم
مقدمة عن ألومنيوم 7050
ألومنيوم 7050 هو سبيكة ألومنيوم عالية المتانة وقابلة للمعالجة الحرارية من سلسلة 7xxx، طُورت لتطبيقات الطيران والهياكل التي تتطلب قوة فائقة، ومقاومة ممتازة لتشقق التآكل الإجهادي، ومتانة عالية. وباعتبار الزنك عنصر السبيكة الأساسي، يوفر 7050 مستويات قوة مقاربة لـ 7075 ولكن مع مقاومة تآكل محسّنة وأداء أفضل في الأجزاء ذات المقاطع السميكة.
يُستخدم ألومنيوم 7050 على نطاق واسع في التشغيل باستخدام ماكينات CNC لإنتاج مكونات طيران وعسكرية وهيكلية عالية الأداء وحاسمة تعمل تحت إجهاد مرتفع وتعب وإجهادات دورية وتعرض بيئي.
الخواص الكيميائية والفيزيائية والميكانيكية لألومنيوم 7050
التركيب الكيميائي (النموذجي)
العنصر | نطاق التركيب (٪ بالوزن) | الدور الرئيسي |
|---|---|---|
الألومنيوم (Al) | المتبقي | معدن أساس يوفر خفة الوزن ومقاومة التآكل |
الزنك (Zn) | 5.7–6.7 | المعزز الرئيسي للقوة في التقسية بالترسيب |
المغنيسيوم (Mg) | 1.9–2.6 | يزيد القوة ويحسن مقاومة التآكل |
النحاس (Cu) | 2.0–2.6 | يحسن قابلية التقسية ومقاومة التعب |
الزركونيوم (Zr) | 0.08–0.15 | ينقّي البنية الحبيبية ويحسن المتانة |
الحديد (Fe) | ≤0.15 | عنصر متبقٍ |
السيليكون (Si) | ≤0.12 | عنصر متبقٍ |
عناصر أخرى | ≤0.15 (الإجمالي) | شوائب/عناصر متبقية تُحافظ عليها لضمان الاتساق |
الخواص الفيزيائية
الخاصية | القيمة (النموذجية) | المعيار / شرط الاختبار |
|---|---|---|
الكثافة | 2.85 جم/سم³ | ASTM B311 |
نطاق الانصهار | 475–635°م | ASTM E299 |
الموصلية الحرارية | 130 واط/م·ك عند 25°م | ASTM E1952 |
الموصلية الكهربائية | 38٪ IACS عند 20°م | ASTM B193 |
معامل التمدد الحراري | 23.5 ميكرومتر/م·°م | ASTM E228 |
السعة الحرارية النوعية | 870 جول/كجم·ك | ASTM E1269 |
معامل المرونة | 71 جيجا باسكال | ASTM E111 |
الخواص الميكانيكية (حالة T7451)
الخاصية | القيمة (النموذجية) | معيار الاختبار |
|---|---|---|
مقاومة الشد | 510–570 ميجا باسكال | ASTM E8/E8M |
مقاومة الخضوع (0.2٪) | 430–480 ميجا باسكال | ASTM E8/E8M |
الاستطالة | ≥10٪ | ASTM E8/E8M |
الصلادة | 150–170 HB | ASTM E10 |
مقاومة التعب | 200–240 ميجا باسكال | ASTM E466 |
متانة الكسر (K_IC) | حتى 40 ميجا باسكال√م | ASTM E399 |
الخصائص الرئيسية لألومنيوم 7050
نسبة قوة إلى وزن استثنائية: يوفر قوة ميكانيكية عالية مع الحفاظ على كثافة منخفضة، مما يجعله مثاليًا لإطارات الطائرات، وأضلاع جسم الطائرة، والحواجز الهيكلية.
مقاومة تآكل فائقة: مقارنةً بـ 7075، يوفر 7050 مقاومة محسّنة لتشقق التآكل الإجهادي (SCC) وتآكل التقشر، خصوصًا في المقاطع السميكة.
متانة كسر عالية: يوفر 7050-T7451 تحملًا ممتازًا للضرر، ما يجعله مناسبًا للمكونات المعرضة للتعب تحت الأحمال الدورية.
قابلية تشغيل ممتازة في حالة T7451: على الرغم من أنه أصلب من 6061، فإن تشغيل 7050 يكون جيدًا باستخدام أدوات مناسبة وينتج أجزاءً بدرجات تحمل ضيقة بمستوى طيران.
قابلية لحام ضعيفة، لكنه ممتاز للتثبيت: لا يُنصح باللحام الانصهاري بسبب ارتفاع محتوى الزنك والنحاس. تشمل طرق الربط المفضلة المثبتات الميكانيكية والتجميعات بالبراغي.
تحديات وحلول تشغيل ألومنيوم 7050 باستخدام CNC
تحديات التشغيل
قوة عالية = تآكل أكبر للأداة: قد تتدهور أدوات الكربيد بسرعة تحت تغذيات عدوانية.
خطر التصلّب بالتشغيل: قد تؤدي تمريرات غير مناسبة إلى ارتداد مرن وإجهاد قرب الحواف.
مشكلات التحكم في الرايش: قد تتداخل الرايشات الطويلة مع سلامة السطح ومسارات الأداة.
استراتيجيات التشغيل المحسّنة
اختيار الأداة
المعيار | التوصية | السبب |
|---|---|---|
مادة الأداة | أدوات كربيد مطلية بـ TiAlN أو TiCN | تتعامل مع الحرارة وتقلل التآكل |
الهندسة | زاوية موجبة، لقُم قاطعة بكاسر رايش | تحسن إخلاء الرايش واتساق القطع |
سرعة القطع | 100–250 م/دقيقة | توازن بين عمر الأداة وصلادة المادة |
معدل التغذية | 0.08–0.25 مم/دورة | يدعم تشطيبات دقيقة دون الإخلال بالدقة |
سائل التبريد | تدفق عالي الضغط (≥30 بار) | يبدد الحرارة ويقلل تآكل الأداة |
معلمات قطع ألومنيوم 7050 (وفق معيار ISO 513)
العملية | السرعة (م/دقيقة) | التغذية (مم/دورة) | عمق القطع (مم) | ضغط سائل التبريد (بار) |
|---|---|---|---|---|
تشغيل خشن | 100–150 | 0.20–0.25 | 2.0–3.5 | 30–50 (تدفق) |
تشغيل نهائي | 180–250 | 0.08–0.15 | 0.2–1.0 | 50–70 (تدفق) |
المعالجة السطحية لأجزاء ألومنيوم 7050 المشغلة باستخدام CNC
الأكسدة الأنودية: توفر حماية من التآكل والاهتراء؛ يُوصى بالأكسدة من النوع الثاني أو الأكسدة الصلبة (25–50 ميكرومتر) بعد معالجة T7451.
الطلاء بالمسحوق: فعال للمظهر والحماية من العوامل البيئية. سماكة الطبقة 60–100 ميكرومتر.
التلميع الكهروكيميائي: غير شائع، لكنه قد يحسن عمر التعب في مكونات الطيران الدقيقة.
التخميل: يُستخدم عادةً قبل الطلاء لتحسين نظافة السطح والالتصاق.
التفريش: يحقق تشطيبات ساتان متجانسة (Ra 0.8–1.6 ميكرومتر) على لوحات تحكم الطيران.
طلاء ألوداين: طلاء كرومات متوافق مع MIL-DTL-5541 لأغلفة إلكترونيات الطيران والأجزاء الدفاعية.
الطلاء بالأشعة فوق البنفسجية: يضيف مقاومة للخدش ولمعانًا للأجزاء المكشوفة.
الطلاء باللكر: يحافظ على الاستقرار البُعدي والتشطيب في المكونات محكمة الإغلاق.
التطبيقات الصناعية لألومنيوم 7050
الطيران والفضاء: أضلاع هيكلية، ووصلات معدات الهبوط، وإطارات جسم الطائرة، ومكونات الأجنحة التي تتطلب مقاومة للتعب.
الدفاع: هياكل/أغلفة مشغلة باستخدام CNC وواجهات تدريع تتطلب قوة صدم ومتانه كسر.
السيارات (رياضة المحركات): حوامل تعليق عالية الإجهاد، ومفاصل/قبضات، وأغلفة تفاضلية في سيارات السباق والأداء العالي.
الآلات الصناعية: مكونات هيكلية دقيقة تتعرض للاهتزاز وأحمال متكررة.
الروبوتات والأتمتة: أذرع روبوت خفيفة الوزن، ومشغلات، وموصلات مفاصل تحت حركة دورية عالية.
استكشف المدونات ذات الصلة
