7075 ألمنيوم
مقدمة عن ألومنيوم 7075
ألومنيوم 7075 هو سبيكة ألومنيوم عالية المتانة وقابلة للمعالجة الحرارية، وتوفر أداءً ميكانيكيًا استثنائيًا ومقاومة ممتازة للإجهاد (التعب)، خصوصًا في صناعات الطيران والسيارات. وبفضل نسبة القوة إلى الوزن العالية، يتفوق 7075 على معظم درجات الألومنيوم الأخرى في التطبيقات الهيكلية التي تتطلب متانة تحت الأحمال الديناميكية.
وبسبب قابليته الجيدة للتشغيل وصلادته العالية في حالتي T6 وT73، يُعد ألومنيوم 7075 خيارًا مثاليًا لعمليات التشغيل باستخدام CNC لإنتاج أجزاء عالية الأداء مثل العدد والتجهيزات، والإطارات، ومكوّنات التعليق، والمعدات ذات المواصفات العالية.
الخصائص الكيميائية والفيزيائية والميكانيكية لألومنيوم 7075
التركيب الكيميائي (نموذجي)
العنصر | نطاق التركيب (% وزني) | الدور الرئيسي |
|---|---|---|
الألومنيوم (Al) | الباقي | قاعدة خفيفة الوزن مع مقاومة للتآكل |
الزنك (Zn) | 5.1–6.1 | عنصر التقوية الأساسي عبر التقسية بالترسيب |
المغنيسيوم (Mg) | 2.1–2.9 | يحسن القوة والصلادة |
النحاس (Cu) | 1.2–2.0 | يزيد الصلادة ومقاومة الاهتراء |
الكروم (Cr) | 0.18–0.28 | يعزز مقاومة التآكل والمتانة |
الحديد (Fe) | ≤0.50 | عنصر متبقٍ |
السيليكون (Si) | ≤0.40 | عنصر متبقٍ |
المنغنيز (Mn) | ≤0.30 | عنصر متبقٍ |
التيتانيوم (Ti) | ≤0.20 | عنصر لتنقية الحبيبات |
الخصائص الفيزيائية
الخاصية | القيمة (نموذجية) | المعيار/شرط الاختبار |
|---|---|---|
الكثافة | 2.81 جم/سم³ | ASTM B311 |
درجة الانصهار | 477–635°C | ASTM E299 |
التوصيل الحراري | 130 واط/م·ك عند 25°C | ASTM E1952 |
التوصيل الكهربائي | 33% IACS عند 20°C | ASTM B193 |
معامل التمدد | 21.2 ميكرومتر/م·°C | ASTM E228 |
السعة الحرارية النوعية | 960 جول/كجم·ك | ASTM E1269 |
معامل المرونة | 71.7 جيجا باسكال | ASTM E111 |
الخصائص الميكانيكية (حالة T6/T73)
الخاصية | القيمة (نموذجية) | معيار الاختبار |
|---|---|---|
مقاومة الشد | 510–570 ميجا باسكال (T6) | ASTM E8/E8M |
حد الخضوع (0.2%) | 430–505 ميجا باسكال (T6) | ASTM E8/E8M |
الاستطالة | ≥7% (T6)، ≥11% (T73) | ASTM E8/E8M |
الصلادة | 150–175 HB | ASTM E10 |
مقاومة التعب | 160 ميجا باسكال (T6) | ASTM E466 |
مقاومة الصدمات | عالية (T73) | ASTM E23 |
الخصائص الرئيسية لألومنيوم 7075
نسبة قوة إلى وزن عالية: يقدم ألومنيوم 7075 واحدة من أعلى قيم مقاومة الشد بين سبائك الألومنيوم، ما يتيح تقليل الوزن دون التضحية بقدرة التحمل. وهو مثالي للأعضاء الهيكلية في الطيران والتجميعات عالية السرعة.
مقاومة ممتازة للتعب: خاصة في حالة T6، صُمم 7075 لمقاومة نمو الشقوق تحت الإجهاد المتكرر—ما يجعله مناسبًا للأجنحة وعلب التروس والمكوّنات ذات دورات التشغيل العالية.
مقاومة تآكل متوسطة: رغم أنه أقل مقاومة للتآكل من 6061 أو 6063، إلا أن 7075 يستجيب جيدًا لعمليات الأكسدة الأنودية أو طلاء ألُودين لتعزيز الحماية في البيئات البحرية أو الرطبة.
ثبات أبعادي ومقاومة اهتراء: تساعد الصلادة والقوة على تقليل الانحناء وتآكل الأدوات، مع الحفاظ على سماحات ±0.005 مم في الأجزاء المُشغَّلة بتقنية CNC وتقليل التشوه أثناء الدورات الحرارية.
قابلية تشكيل منخفضة مع قابلية تشغيل ممتازة: رغم أنه غير مثالي للثني العميق أو التشكيل، إلا أن 7075 يُشغَّل بكفاءة وبنظافة باستخدام أدوات الكربيد، ما يدعم إنتاج أجزاء عالية الدقة بسرعة.
تحديات وحلول التشغيل باستخدام CNC لألومنيوم 7075
تحديات التشغيل
صلادة عالية: تسرّع تآكل الأدوات مقارنة بسبائك الألومنيوم الأكثر ليونة.
تصلّب بالتشغيل: يتطلب قطعًا ثابتًا لتجنب مناطق صلادة موضعية.
حساسية حرارية: يولد حرارة بسرعة، ما يستلزم تبريدًا مناسبًا عند القطع العميق.
استراتيجيات تشغيل مُحسّنة
اختيار الأداة
المعيار | التوصية | السبب |
|---|---|---|
مادة الأداة | كربيد ميكروي الحبيبات أو كربيد مطلي | يقاوم تآكل الحافة ويحافظ على حدّة القَطع |
الهندسة | ميل محايد إلى موجب مرتفع | يوازن بين المتانة وإخلاء الرقائق |
سرعة القطع | 150–250 م/دقيقة (T6) | يحد من فرط التسخين وتلف الأداة |
معدل التغذية | 0.08–0.20 مم/دورة | يحافظ على سماكة رقائق مناسبة ويطيل عمر الأداة |
سائل التبريد | تبريد غمر عالي الضغط أو رذاذ | يقلل التشوه الحراري ويضمن تشطيبًا نظيفًا |
معلمات القطع لألومنيوم 7075 (مطابقة ISO 513)
العملية | السرعة (م/دقيقة) | التغذية (مم/دورة) | عمق القطع (مم) | ضغط التبريد (بار) |
|---|---|---|---|---|
تشغيل خشن | 150–200 | 0.15–0.20 | 2.0–4.0 | 30–50 (غمر) |
تشغيل نهائي | 200–250 | 0.05–0.10 | 0.2–1.0 | 50–80 (رذاذ/غمر) |
المعالجة السطحية لأجزاء ألومنيوم 7075 المُشغَّلة بتقنية CNC
الأكسدة الأنودية: النوع الثاني (Type II) والأنودة الصلبة (Hard Anodizing) يحسنان مقاومة التآكل وصلادة السطح، مع احتمال تفاوت تجانس اللون.
الطلاء بالمسحوق: يضيف طبقة حماية مقاومة للصدمات مع ثبات كيميائي جيد للأجزاء الخارجية أو القاسية الاستخدام.
الصقل الكهربائي: يحسن المظهر ويوفر حماية إضافية من التآكل لمكوّنات الطيران الحرجة.
التخميل: يقلل الملوثات المتبقية ويعيد تكوين طبقة الأكسيد بعد التشغيل.
التفريش: يوفر تشطيبًا مطفيًا أو ساتانيًا، مناسبًا للمكوّنات كثيرة اللمس والأسطح المرئية.
طلاء ألُودين: تشطيب موصل كهربائيًا ومقاوم للتآكل دون تأثير ملحوظ على الأبعاد، ويُستخدم على نطاق واسع في قطاع الطيران.
طلاء UV: طبقة شفافة سريعة المعالجة لمقاومة كيميائية وثبات تشطيب في الإلكترونيات الاستهلاكية.
الطلاء بالورنيش: يحمي ويعزز لمعان أسطح الألومنيوم المُشغَّلة في الأدوات والبصريات وأغلفة الميكانيكا.
التطبيقات الصناعية لألومنيوم 7075
الطيران والفضاء: هياكل جسم الطائرة، ومكوّنات الهبوط، والدعامات، والمشغلات التي تتطلب قوة عالية ومقاومة تعب ممتازة.
الدفاع: مكوّنات هيكلية وتجهيزات عالية المتانة تتطلب صلادة وصلابة إنشائية.
السيارات: أذرع تعليق للسباقات، ومحاور العجلات، وروابط الأداء، وحوامل هيكلية عالية التحمل.
الروبوتات: أذرع روبوتية عالية الأداء، وهياكل الطائرات بدون طيار، وأغلفة هيكلية معرضة للحركة والاهتزاز.
العدد والقوالب: جيجات دقيقة، وقوالب، وصفائح قوالب تتطلب مقاومة اهتراء وسماحات ضيقة ودقة أبعاد.
استكشف المدونات ذات الصلة
