الأشكال التجارية لسبائك (مخاليط) الألومنيوم

و. ر. بولتر :
إن منتجات المعامل من الألومنيوم تختلف من الرقاقات التي يقل سمكها عن ورقة النسيج إلى لوح بسمك 6 بوصة، ومن كونها موصل كهربي قياسي لنقل الطاقة الكهربية بسمك المعصم إلى سلك ممغنط أقل سمكاً من شعر رأس الإنسان. وسيتم مناقشة الأشكال المتاحة في هذا الفصل.
الألومنيوم|السبيكة :
السبيكة، والتي منها يمكن تصنيع كل منتجات الألومنيوم الأخرى، يتم الحصول عليها في واحد من سبعة أشكال تجارية.

السبائك الغير مخلوطة (الخالصة):

يتم الحصول على سبيكة الألومنيوم الغير مخلوطة بأحجام تتراوح من قضبان صغيرة محززة تزن رطلاً أو أقل إلى سبائك كبيرة تزن طناً أو أكثر. ومن الممكن أن تختلف سبائك الألومنيوم الغير مخلوطة من حوالي 98 إلى 99.999٪ ألومنيوم، والتي تحتوي على نسبة 99.5٪ ألومنيوم هي النوع الأكثر شيوعاً. وسبيكة الموصل الكهربي (EC) والسبيكة الدوارة التي يتم استخدامها مع الموتورات تمثل أنواعاً خاصة يتم فيها التحكم في الشوائب التي تعوق استخدامها في هذه التطبيقات. وهناك أنواع أخرى خاصة يتم استخدامها لاختزال الصلب (الفولاذ) وطلائه بالألومنيوم (انظر الفصل 25).

سبيكة المخلوط الغني:

بالرغم من أن السبيكة الغير مخلوطة يتم استخدامها في الغالب على الوجه الذي يتم إنتاجها عليه، إلا أنه من الضروري في الغالب أن يتم خلطها بعناصر أخرى مثل الكروميوم، والنحاس، والحديد، والماغنسيوم، والمنجنيز، والنيكل، والسيليكون، والتيتانيوم، والخارصين. وللقيام بهذا بسهولة في عملية الإنتاج، يتم استخدام سبيكة المخلوط الغني، أو "المصلب"، وهذه المصلبات تحتوي على عناصر مخلوطة تتراوح من 1٪ إلى 50٪.

صب سبيكة المخلوط :

يتم استهلاك كميات كبيرة من الشظايا (البقايا) عند إنتاج سبيكة المخلوط. فعندما تسمح كميات الشوائب التي توجد في هذه المخاليط بإنتاج كميات كبيرة من الشظايا، فإن المنتج النهائي يُشار إليه بالصب الثانوي لسبيكة المخلوط. وعندام تحد نسب التركيب من استخدام الشظايا، فإن المنتج يشار إليه باسم الصب الأولي أو البكر لسبيكة المخلوط. وهناك العديد من المناطق التي تتداخل فيها هاتين العمليتين الأولية والثانوية. للقيام بالإذابة في الأفران الكبيرة، يتم القيام بعملية صب سبيكة المخلوط بوجه عام في قضبان متشابكة تزن 30 أو 50 رطل. وهناك أحجام سبائك أخرى شائعة وهي 6 و10 رطل. وحتى القضبان المحزوزة الصغيرة أو "العيدان" تكون مطلوبة في بعض الأحيان عند تصنيع العجلات التي يتم القيام بها بماكينات الصب.

سبيكة النتوء :

يتم تصنيعها في الغالب بالشكل الأسطواني، إما المصمت أو الأجوف. ويختلف قطرها الخارجي من 3 إلى 33 بوصة. ويتم تصنيع هذا المنتج غالباً عن طريق عملية الصب بالتبريد الفجائي (DC) (الجزء 3، الفصل 3) أو عن طريق القيام ببعض التعديلات في هذا. ويتم نشرها إلى أطوال تختلف من عدة بوصات إلى عدة أقدام، بما يتلاءم مع متطلبات الضغط التي بناءًَ عليها سيتكون النتوء. ومع بعض المخاليط بعينها، يتم القيام بالنقع أو التسخين المسبق لسبائك النتوء قبل دفعها نحو جهاز عمل النتوء. وهذه المعالجة، يطلق عليها في بعض الأحيان اسم المجانسة، والتي تسمح بتشكيل النتوء بمعدل أسرع، وتحسين ملمس السطح عند النتوءات، والاستمرار لحياة أطول. وعندما يكون من المطلوب الحصول على نتوءات عالية الجودة، كالتي تلزم في أجزاء الطائرات القوية، فإن قضبان النتوء من الممكن أن يتم فرك سطحها للتخلص من المواد التي تذوب عن السطح. ويتم استخدام السبائك المجوفة في لمد الأنابيب والأشكال الجوفاء الأخرى. ويتم صب هذه السبائك في الحالات الطبيعية بالأبعاد المطلوبة في ماكينات الصب بالتبريد المفاجئ، ولكن غالباً ما تتطلب قيود التصنيع معرفة الأبعاد الداخلية بهذه الأشكال.

تشكيل السبائك:

بالرغم من أن أغلب الأشكال الصغيرة يتم إنتاجها من قطع الخام الملفوفة أو الناتئة، إلا أنه يتم في الغالب استخدام سبائك الصب لأجل القيام بعمل التشكيلات الكبيرة. ولمنع حدوث عدم الانتظامات في سطح الصب حتى لا تؤثر على جودة التشكيلات، فإنه يتم على الداوم كشط هذه السبائك قبل الشروع في هذه العملية. ويتم في العادة القيام بتشكيل السبائك في الشكل الأسطواني، إلى يكون بقطر 1 إلى 2 قدم وبطول 1 إلى 4 قدم. سبائك الصفائح أو سبائك القضبان السلكية. هذا النوع من السبائك يكون متاحاً في مدى واسع من أبعاد القطاع العرضي له، وبأوزان تصل إلى 10.000 رطل. والأحجام الأكثر شيوعاً هي التي تكون بالأبعاد 12 في 36 بوصة والأبعاد 12 في 48 بوصة وبأي طول حتى طول يصل إلى 146 بوصة. ومن الممكن أن يكون من المطلوب القيام بعمل كشط وصقل للسطح، بناء على مخلوط السبيكة. وسبائك القضبان السلكية التي يتم استخدامها لإنتاج الأشكال الصفائحية والأسلاك يتم إمدادها في الشكل المربع أو الأسطواني أو المستطيل بماكينات الصب بالتبريد المفاجئ والتي تكون بمساحة مقطع مساحته 6 أو 7 بوصة مربعة. ودائماص ما يتم كشط هذه السبائك.

المعادن الساخنة :

يتم في بعض الأحيان تحويل المعادن المصهورة بشكل مباشر إلى بواتق معزولة من المصهر إلى مصانع الإنتاج، وفي بعض الأحيان يكون هذا لمسافات تصل إلى عدة مئات من الأميال.

المسبوكات (عمليات الصب) :

بسبب الأهمية التجارية، فإن الأشكال الثلاثة الرئيسية لمسبوكات الألومنيوم هي: القوالب، والقوالب الدائمة، والرمال.

مسبوكات القوالب :

وهي تتناسب بشكل كبير مع إنتاج الكميات الكبيرة من أجزاء الألومنيوم الزخرفية والبنائية. وإذا كانت الكمية تسمح بالاستثمار في القوالب، وإذا كان سمك الجدار يمكن تقليله إلى الحد الذي تسمح به عملية الصب، وإذا كانت المناطق الضعيفة الغير مرغوب فيها غير موجودة بالتصميم، فإن مسبوكات الألومنيوم يمكن في العادة إنتاجها عن طريق هذه العملية بتكلفة أقل من التي يتم إنتاجها بها بالطرق الأخرى. إن أقل سمك عملي لجدران القوالب يمكن التحكم به في العادة عن طريق ضرورة ملء القالب بشكل سليم وعن طريق تشطيب السطح وفق ما هو مطلوب. وفي ظل وجود أصعب الظروف، فمن الممكن أن يكون هناك حاجة لجدار بسمك قدره 4 و9/6 إلى 2 و5/3 بوصة للسماح بتدفق المعدن في القالب. وفي المسبوكات التي تقل عن 6 في 6 بوصة بوجه عام وحيث يشجع شكل القالب على وجود ظروف صب جيدة، فمن الممكن أن يصل سمك الجدران إلى 0.05 أو 0.065 بوصة. وأكبر قالب ألومنيوم تم تسجيله كانت أبعاده 49.75 في 51 بوصة ويزن 47.7 رطل. وقد تم القايم بعملية الصب هذه في ماكينة لها ضغط قفل قدره 4500 طن. وقد تم القيام بعمليات صب قوالب المحركات التي تزن حوالي 70 رطل (والتي تشمل 14 رطل من المواد المدخلة)، والتي لها مساحة بروز أقل، في ماكينات أصغر حجماً.

مسبوكات القوالب الدائمة :

يتم في هذه العملية استخدام مصهورات الحديد والمواد المصلبة، وإلى حد غير متكرر كثيراً يتم استخدام الصلب وتطعيمات من المعادن الأخرى. ويتم صب الألومنيوم المصهور في قالب التشكيل في وجود ضاغط الجاذبية الطبيعي. وفي الحالات الخاصة، يتم بذل قدر قليل من الضغط على المصهور من خلال إضافة الفراغ، أو عن طريق ضخ المعدن المصهور، أو عن طريق قوة الطرد المركزي. وفي عملية صب القوالب شبه الدائمة، يتم استخدام مادة مصلبة عبارة عن رمل جاف أو مادة أخرى مستهلكة، للتغلب على كثير من قيود التصميم التي تمليها المواد المصلبة الأخرى كبعض المعادن. تتفوق مسبوكات القوالب الدائمة على النوع السابق (مسبوكات القوالب) وعلى مسبوكات الرمل، حيث أنه يكون لها صلابة اعلى، وقوة ضغط أكبر، وقوة أشد. ويتم القيام بعمليات الإنتاج الأسرع والحصول على جدران أقل سمكاً (1/3 إلى 3/16 بوصة) بشكل عام لكل قطعة بتكلفة أقل من التي يتم الحصول عليها من مسبوكات الرمل. و التحكم في قوة التحمل المتعلقة بالأبعاد وتشطيبات السطح يتم القيام بها على نحو جيد مع مسبوكات الرمل، ولكن ليس بمثل الجودة التي يتم الحصول عليها مع مسبوكات القوالب. والتبريد الذي ينتج من صهر المعدن يؤدي إلى الحصول على قوى أعلى بالنسبة للأجزاء الصغيرة أكبر من التي يتم الحصول عليها من مسبوكات الرمل.
مسبوكات الرمل :

وهي تعد الطريقة الأكثر تنوعاص والأكثر تعدداً في الاستعمال لإنتاج شكل مسبوك الألومنيوم وهي تتميز بانها مقبولة ومنتشرة عالمياً. ويتم استخدامها لإنتاج كميات صغيرة من المسبوكات المتساوية، والأجزاء التي تتطلب وجود أجزاء داخلية يصعب حلها، والمسبوكات الكبيرة جداً. وتعد الماكينات المستخدمة لإنتاج هذا النوع من المسبوكات رخيصة الثمن وسريعة نسبياً.

لقد تم إنتاج الكثير من مسبوكات رمل الألومنيوم الكبيرة التي يتم صبها على الأرضيات : وتعد قوالب الإطارات المستخدمة لمعالجة الإطارات التي تستخدم على طرق السفر السريعة بالشاحنات الضخمة أحد الأمثلة. ويبلغ حجم المسبوكات 9 قدم في القطر وتزن حوالي 20.000 رطل تقريباً والمخلوط المستخدم هو 355-T77. وقد تم كذلك تصنيع تجهيزات بحجم 6 قدم عرضاً في 18 قدم طولاً ولكن التي تزن أقل من قوالب هذه الإطارات بمسبوكات الرمل أيضاً. وهذه التجهيزات، التي يتم استخدامها مع ألواح أجنحة الطائرات، يبلغ سمكها 1/4 بوصة في بعض المناطق. وهي تعد أقل ما يمكن الحصول عليه من مسبوكات رمل الألومنيوم.

أشكال مسبوكات أخرى :

إن المسبوكات التي يتم الحصول عليها بالتبريد المفاجئ – والتي تشمل كل من الأنواع المصمتة والجوفاء، والتي يكون لها قطاعات دائرية أو مستطيلة أو بأشكال غير منتظمة – يتم استخدامها بسبب خواصخا الميكانيكية المميزة للغاية التي تنتج بها بعد المعالجة المعالجة الحرارية وبسبب متانه هيكلها العالية. تقترب الخواص الميكانيكية لهذه المنتجات من الخواص الميكانيكية للمنتجات المطاوعة فيما عدا أن تمددها يكون اقل. ويتم إنتاج ألواح لحم المسامير وقضبان الحافلات الكبيرة بهذه الطريقة. وعندام يكون من المطلوب الحصول على جدران رقيقة السمك وبقوى تحمل متقاربة الأبعاد، وعندما تكون الكمية لا تصل إلى ما يمكن إنتاجه باستخدام مسبوكات القوالب، فإنه يتم استخدام طرق أخرى مثل مسبوكات القوالب القشرية.

الرقاقات والصفائح :

عندما يكون الألومنيوم منتجاً بسمك يبلغ 0.250 بوصة أو أكثر فإنه يتم تصنيفه على إنه لوحة، والرقاقة هي التي يبلغ سمكها 0.006 إلى 0.249 بوصة. ويتم الحصول على الرقاقات إما بشكل مسطح أو على شكل بركات ملفوفة. وهذين النوعين متاحين أيضاً بأشكال دائرية أو بأية اشكال أخرى يتم قصها أو تفريغها أو نشرها أو تشكيلها بأي ترتيب مطلوب.

الأحجام وقوى التحمل (1):

تعد رقاقات ولوحات مخلوط الألومنيوم متاحة بأحجام كبيرة جداً. فعلى سبيل المثال، الرقاقات اللازمة لأسطح المقطورات التجارية يتم تصنيعها بعرض يصل إلى 108 بوصة.

تشطيب المصنع المنتظم1100، 3003، 5005رقاقات لها تشطيب غير لامع منتظم يتم استخدامها مع لوححات كتابة الأسماء وأرقام الهاتف والتطبيقات الاخرى المستخدمة في أعمال الديكور. ويمكن أن تختلف من رقاقة أخرى غير مسموح بها، يمكن أن يكون بها بقايا من الزيت

وهناك بعض الألواح المتاحة التي يبلغ عرضها 12 قدم وطولها 45 قدم أو أكبر، بناءً على السمك، والمخلوط، ودرجة الصلابة. وهناك بعض الملفات المفردة المكونة من الرقاقات والتي تزن 8000 أو 10.000 رطل وهي ليست شائعة. فقيم سمك الألواح التي تصل إلى 6 بوصة تكون متاحة تجارياً في مخاليط بعينها. ولا يتم تصنيع هذه الأحجام الكبيرة بكل أنواع المخاليط، ودرجات الصلابة، والتشطيبات ولا يمكن أن يتم إنتاجها من كل الموردين. فبوجه عام، تتجاوز أحجام الرقاقات والألواح التي يمكن الحصول عليها من مخاليط الألومنيوم تلك التي توجد في المعادن الأخرى الغير حديدية وهي تقترب من تلك التي يتم إنتاجها في مواد الصلب. وتبلغ درجات الصلابة تلك التي توجد في المعادن الأخرى. إن المخاليط المستخدمة في إنتاج الرقاقات والألواح يمكن أن يتم تقسيمها إلى أنواع يمكن معالجتها حرارياً وأنواع لا يمكن معالجتها حرارياً. فالمخاليط القياسية التي لا يمكن معالجتها حرارياً والتي يتم فيها الحصول على الرقاقات والألواح هي معادن التوصيل الكهربي، 1060، 1100، 3003، 3003 (alclad)، 3004، 3004 (alcald)، 3105، 5005، 5050، 5052، 5082، 5083، 5086، 5154، 5252، 5254,7، 5357، 5454، 5357، 5454، 5457، 5557، 5652، 5657، 6011، 8280. والمخاليط القياسية التي يمكن معالجتها حرارياً التي يتم الحصول عليها في شكل رقاقات وألواح هي: 2014، 2014 (alcald)، 2024/ 2024 (alcald)، 2219، 2219 (alcald)، 6061، 6061 (alcald)، 6070، 7055X، 7039، 7075، 7075 (alcald)، 7079، 7079 (alcald)، 7139، 7178، 7178 (alcald).

التشطيبات التجارية :

يمكن العثور على مناقشة كاملة للتشطيبات التي يتم القيام بها مع منتجات الرقاقات والألواح في الجزء 3، الفصل 16. ولكن، يتم في الغالب استخدام هذه المنتجات في واحد من التشطيبات الكثيرة التي ينتجها المصنع.

الدهانات الوقائية :

يتم في الغالب استخدام الأوراق المتداخلة في عمليات شحن منتجات الرقاقات والألواح. والنواع القياسية منها هي الورق المقوى المضاد للتمزق والتآكل. ويتم استخدام عملية التزييت كطريقة بديلة لحماية الرقاقات والألواح. والزيت المستخدم يكون له قاعدية زيتية معدنية ولزوجة تبلغ حوالي 200. ويتم استخدام هذه الطريقة لتوفير أكبر مقاومة لاختراق المياه وتقليل الاحتكاك ببشرة هؤلاء الذين من الممكن أن يتعاملوا مع هذه المواد. ويتم في الغالب تزييت منتجات الرقاقات والألواح التي يتم شحنها عبر البحار. يتم في بعض الأحيان إضافة شريط حماية شمعي للرقاقات والألواح المسطحة أثناء عمليات النقل والعمليات المصاحبة لها. ولا ينصح باستخدام هذه الأشرطة عندما سيكون هناك سماح بمرور أكثر من 90 يوماً بين الاستخدام والإزالة. ويعمل الطلاء الذي يكون على شكل شرائط من الفينيل، والذي يتم إضافته أثناء عملية التصنيع، على توفير حماية خاصة لعدد من منتجات الرقاقات أثناء عملية النقل وأثناء عمليات معالجة وتشحيم الصفائح. ويتم إضافة هذا الطلاء بسمك الغشاء الرقيق الذي يصل تقريباً إلى 1.5 إلى 2.0 مل ويمكن التخلص منه باليج أو عن طريق تيار الهواء الذي يندفع بين الطلاء والمعدن.

منتجات خاصة :

يتم إضافة الكثير من أنواع منتجات الرقاقات والصفائح للعمل على تلبية متطلبات تطبيقات بعينها.

رقاقة الأنودة :

تستخدم مع تطبيقات الدهانات الوقائية والزخرفية خلال عملية الأنودة.

الرقاقة مسبقة الطلاء :

تشطيب مطلي بمينا الراتنج الصناعي يتم إضافته إلى جانب واحد أو إلى كلا الجانبين فوق طلاء التحويل الكيميائي. ويمكن أن تتشكل هذه الرقاقة عن طريق معدات تصنيع المنتجات المعدنية التقليدية بدون التسبب في تلف التشطيب، ويمكن أن يتم حفرها أو ثقبها بدون خدش الطلاء. وهي متاحة في عديد من الألوان، يتم التحكم بها جميعاً فيما يتعلق بالانتظامية، والصلابة، والالتحام.

تشكيل السبائك:

الرقاقة العاكسة :

للاستخدام في تصنيع المواد العاكسة. وهي متاحة في عديد من الدرجات التي تتناسب مع العاكسات الناشرة أو البراقة.

الرقاقة المضيئة :

رقاقة عاكسة (إما ناشرة أو براقة) يتم تصنيعها للاستخدام في العاكسات الحوضية وتطبيقات المواد العاكسة الأخرى عندما يكون من غير المطلوب الحصول على تشكيلات حادة.

دوائر رقاقات التسجيل :

التي يتم استخدمها في صناعة الأشرطة التسجيلية لإنتاج مواد للتسجيل عالية الجودة وأصلية، ولأجل تسجيل البيانات والتخزين في وحدات الذاكرة. ويتم تصنيع هذه المنتجات بدرجة عالية من التسطيح مع خلوها من عيوب السطح.

رقاقة اللحام :

والتي يتم تصنيعها لأغراض اللحام. ويتم تغطية رقاقة اللحام المكسوة بالقشرة على واحد أو كلا الجانبين بمخلوط له نقطة ذوبان منخفضة بصورة مميزة تقل عن المخلوط الأصلي. ويتم تصنيع المنتج الغير مكسو بمخاليط لها درجات حرارة ذوبان منخفضة. ويتم استخدامها في تطبيقات أفران اللحام كبديل لرقاقات اللحام التي يتم تصنيعها بكساء المخلوط والتي يكون لها نفس العمل.

رقاقات ليثو :

رقاقات تحتوي على أحد جانبيها خالياً بقدر مثالي من عيوب السطح، ويتم استخدامها كلوحات في طباعة الأوفست. رقاقات منقوشة : أنماط بارزة أو محفورة على أحد جانبي أو كلا جانبي الرقاقات وهي تشتمل على مدى واسع من التصاميم والنسجة المستخدمة لأغراض التزيين، وهي متاحة في الشكل الملفوف أو الصفائح المسطحة.

الرقاقات المغطاة بالفينيل :

رقاقات مكونة من غشاء من الفينيل ورقاقة من الألومنيوم متصلتان بشكل دائم. وهذا المنتج متاح في الشكل الملفوف أو المسطح ويمكن تصنيعه بشكطل عام باستخدام أدوات التصنيع التقليدية.

الرقاقات الخزفية المطلية بالمينا :

والتي يتم تصميمها بشكل خاص لتوفير أكبر التصاق لمينا الخزف. وهي متاحة بدرجات متنوعة بتكوينات متقاربة يمكن التحكم بها. وهي متاحة في الشكل الخالي من النقوش أو في الشكل المنقوش.

رقاقات أسطح المقطورات :

وهي متاحة في الشكل العريض الخفيف نسبياً المكون من مخلوط 3003 أو 5052 والذي يتم استخدامه في صناعات الشاحنات – المقطورات لأجزاء الأسطح. وهي متاحة بقيم سمك تصل إلى 0.032 بوصة وبعرض 102 بوصة في الشكل الملفوف أو المسطح.

رقاقات أسطح الأبنية الريفية :

ويتم تصنيعها بأحجام قياسية بالشكل المموج أو المسطح لأجل تغطية أسطح المزارع والمباني التجارية الخفيفة. وهي متاحة بقيم سمك 0.0175، و0.019، و0.0215، و0.024 بوصة وبعدد من التموجات قياسية العدد. وغالباً ما يكون النمط منقوشاً.

رقاقات الأسطح التزينية :

وهي عبارة عن أحجام قياسية من الرقاقات المنقوشة أو الخالية من النقوش التي تكون بسمك 0.0215 بوصة بتموجات شبه منحرفة الشكل. ويتم طليها بالدهان بشكل مسبق بدهانات مختلفة الألوان، ويتم استخدامها كألواح للسطح أو جدران جانبية على المباني الصناعية العامة. وهي متاحة بألوان عديدة.

رقاقات وصفائح مستدقة (مدببة) :

منتج مصنع على شكل بكرة بسمك مستدق من أحد الطرفين في اتجاه لف البكرة. ومن الممكن أن يكون هذا الطرف المدبب منتظماً من الطرف إلى الطرف الأخر أو على جزء فقط من طوله. وتشمل الاستخدامات الهامة لهذا النوع اللوح الخارجي لأجنحة الطائرات وصهاريج التخزين الكبيرة.

صفائح الدروع :

صفيحة من مخلوط الألومنيوم المطاوع يتم استخدامها في مدرعات المركبات العسكرية. وهي تتطابق مع متطلبات ومواصفات المواد البالستيى المستخدمة في ذخائر الجيش الأمريكي وتمتلك خصائص قابلية تشكيل ولحام كافية لاستخدامها في تصنيع المركبات. وتتحدد الخواص من خلال مواصفات الذخائر المطلوبة.

صفائح الخطو :

رقاقة أو صفيحة به نمط بارز على أحد سطحيها لتوفير خاصية احتكاك (جر) جيدة، أو يمكن أن يكون بها حبيبات كاشطة مصبوبة على سطحها.

الألومنيوم المكسو بالصلب اللامع المصقول :

وبالرغم من أن له تطبيقات أخرى، إلا أنه تم تصميم هذا المنتج لتوفير طبقة صلب لامع مصقول داخلية لأواني الطبخ. ويتم إنتاجه بمخلوط 3004 بطبقة سمكها 0.010 بوصة بصلب لامع مصقول عيار 18- 8 مثبتة على جانب واحد أو كلا الجانبين.

رقاقات وصفائح البورال :

وهذا المنتج عبارة عن مركب مكون من كربيد البورون المنغمس في طبقة من الألومنيوم والمكسوة على كلا الجانبين بالألومنيوم ويتم استخدامها كحاجز صد للنيترونات. ويمكن أن تحل محل كمية كبيرة من الخرساة أو الأرض كوسط حاجز وبالتالي يتم استخدامها عندما يمثل الوزن والمساحة العوامل المحددة للاستخدام.

صفائح تصنيع الأدوات :

وهي عبارة عن لوحات من المعدن المطاوع التي تستخدم في أغراض التركيب والحفر. ويتم إنتاجها لتوفير أكبر ثبات لأغراض التصنيع. ويتم تصنيع الصفائح المسبوكة بأعلى درجة من التسطيح.

شارات الطرق والشوارع :

يتم تقطيع شارات الطرق والشوارع من رقاقة المخلوط 6061-T6 بأشكال وسمك تحدده هيئة الطرق العامة الأمريكية.

الرقاقات داخل الأنابيب :

عن طريق إدخال شرائط طويلة من المواد المقاومة (شرائط من الكربون- البلاستيك) في سبيكة من الرقاقات، ويتم الحصول على مسارات متوازية ومتبادلة من كلا المادتين عند لف هذه السبيكة على شكل بكرة. ويتم استخدام الضغط الهيدروليكي أو الهوائي لمد هذه المسارات.

الرقاقات المعدنية :

تتراوح قيم سمك الرقاقات المعدنية التجارية المصنوعة من الألومنيوم من 0.00017 إلى 0.0059 بوصة وبعرض من 0.250 إلى 61 بوصة. ويتم إنتاجها بجانبين لامعين أو بجانب واحد لامع وجانب مصبوغ. والنوع الأخير، الذي يكون شائعاً بسمك يقل عن 0.001 بوصة، يتم إنتاجها عن طريق البكرات المكومة: صفحتان من الرقاقات المعدنية يتم ضغطهما من خلال بكرة اللف في نفس الوقت. والوجهين المتصلين بالبكرة يكون لهما سطح لامع براق، بينما في حين أن الأوجه المتقابلة يكون لها تشطيب مصبوغ. والرقاقة المعدنية الأكبر سمكاً بوصة يتم في المعتاد لفها على شكل صفائح مفردة وهي متاحة بجانبين لامعين. تقتصر أغلب التطبيقات على المخلوط 1145 وعلى درجات الصلابة O وH19. تعد الرقاقات المعدنية التي يتم استخدامها في المنزل والمصنوعات الأخرى المطاوعة التي يتم تصنيعها من هذا النوع في مدى درجة الصلابة O، وهناك أنواع متعددة من الأغلفة الصلبة التي تتحمل درجات الحرارة العالية تقع في درجة لاصلابة H19، و3003-H19 ويتم استخدامها أيضاً في تصنيع الأغلفة الصلبة. وقد عملت السهولة التي يمكن بها تغطية، أو نقش، أو دمج الرقاقات المعدنية بالطبقة الخارجية مع كثير من المواد المرنة والصلبة على توسعة نطاق التطبيقات التي يتم استخدامها فيها. وهي متاحة بدهانات مقاومة للحرارة وطلاء ورنيش تزينية مع وجود نطاق واسع من الطلاءات الحامية والأغشية والمركبات اللاصقة المتنوعة وبقيم سمكن متنوعة. وقد تم تصميم هذه الدهانات والطلاءات للعمل على تحسين أو حماية المظهر السطحي وتحقيق سهولة الدهان وزيادة المتانة والقوة ومنع التلف الكيميائي. فاستخدام الرقاقات المعدنية الأقل سمكاً مع الأوراق والمواد الأخرى تؤدي إلى الحصول على منتج أقل تكلفة. فعلى سبيل المثال، الرقاقات المعدنية التي يبلغ سمكها 0.0007 بوصة تعد بوجه عام المقياس الأخف وزناً التي تمثل مانعاً من مرور الرطوبة والبخار. ولكن عندما يتم دمج الرقاقات المعدنية المصنوعة من الألومنيوم مع المواد الأخرى، يمكن الحصول على قابلية منع لمرور الرطوبة بمقاييس أخف وأقل تكلفة بالنسبة للألومنيوم. وعندما يتم مقارنة "ملمس" الغلاف الألومنيوم بالرقاقات المعدنية المصنوعة من المخاليط القوية نجد بما لا يدع مجالا للشك كما لو كانا مصنوعين من نفس المعدن. وكما هو موضح في الجدول رقم (7)، الفصل 9، الجزء 1، يتم تصنيع الرقاقات المعدنية الألومنيوم بقوى تختلف كما لو كانت مصنوعة من الرصاص إلى الفولاذ. ويشاع استخدامها في مصنوعات زينة شجرة الكريسماس، ومحولات الطاقة وأجهزة اللاقط، وإبر الأدوات الصناعية، والحاويات الصلبة.

الأسلاك، والعيدان، والقضبان :

بالرغم من أنه يتم تصنيع الكثير من منتجات الأسلاك والعيدان والقضبان عن طريق التسخين، إلا أن هناك تتابع من اللف وعمليات الرسم تعد هي الطريقة المفضلة لإنتاج هذه السلع. وعندما يتم استخدام هذه الطريقة، تصبح نطاقات كثيرة من درجات المتانة للمخاليط التي يمكن معالجتها حرارياً متاحة وكذلك يمكن التحكم في الأبعاد.

والمخاليط الرئيسية المستخدمة في إنتاج الأسلاك، والعيدان، والقضبان هي: الموصلات الكهربية، 1100، 1345، 2011، 2014، 2017، 2024، 2117، 2219، 3003، 5005، 5050، 5052، 5056، 5056 (alcald)، 5083، 5086، 5154، 5254، 5454، 5456، 5652، 6053، 6061، 6066، 6101، 6201، 6262، 7001، 7072، 7075، 7079، 7178. والمخاليط التالية يتم تصنيعها في شكل أسلاك لحام: 1100، 2319، 4043، 5183، 5356، 5554، 5556. وتتخد الأسلاك بشكل عام الشكل الدائري ولكنها من الممكن أن تكون مربعة أو مستطيلة أو سدساسية الشكل. وهي تقل عن 3/8 بوصة قطراً. ويتم تصنيع أسلاك الألومنيوم بشكل تجاري بأقطار تقل عن 0.001 بوصة. ووتتاح الأسلاك المسطحة بسمك 0.020 إلى 0.187 بوصة وبعرض 0.063 إلى 1.000 بوصة. ويتم تصنيع الأسلاك على شكل أمتدادات طويلة في بكرات لأو ملفات أو يتم تقطيعها إلى أطوال معينة. العيدان والقضبان. العود هو أي قطاع دائري بقطاع سمكه 3/8 بوصة أو أكثر قطراً. والقضيب هو أي قطاع له شكل غير دائري مع كون أكبر أبعاد له بقطر 3/8 بوصة أو أكثر. ويتم إمداد هذين النوعين في العادة في أطوال مستقيمة بطول 12 قدم. منتجات خاصة. يتم استخدام العديد من منتجات الأسلاك، والعيدان، والقضبان كنقطة بداية في تصنيع الأشكال التجارية الأخرى. ويتم عمل النقوش والحفر من المواد الخام الملفوفة التي يتم تشكيلها. ويتمتصنيف هذا أنه من النوع 1، حيث تكون قوى التحمل المتوقفة على الأبعاد مهمة، والنوع 2، هو الذي تكون فيه قوى التحمل المتوقفة على الأبعاد يمكن التحكم بها. ويتم تصنيع كلا النوعين بأقطار قدرها 5/8 إلى 8 بوصة بقطاعات مربعة ومستطيلة. يتم استخدام أسلاك وقضبان البراشيم الملفوفة بأحجام من 0.061 إلى 1.000 بوصة قطراً، في تصنيع المنتجات باردة الرأس مثل البراشيم والمسامير والمفكات الحلزونية والصواميل والتي تعد من منتجات المصانع القياسية. وبالرغم من أن المخاليط 1100، و5052، و5056 تعد من الأنواع القياسية المستخدمة في الأسلاك والقضبان، إلا أن الأنواع التي يمكن معالجتها حرارياً مثل 2024، و2117، و7075 يتم توفيرها لتعمل على الحصول على قابلية تصنيع جيدة في العمليات الثانوية وتمد هذه المنتجات بقوة كبيرة. ويمكن إنتاج المنتجات الحلزونية من الأسلاك والقضبان في الشكل المصمت أو المجوف باستخدام التصنيع الآلي للمواد الزنبركية. وبسبب تفوق التصنيع الآلي وخواص الرقاقات، فإن المخلوط 2011 تكون بالمتانة من النوع T3 أو T8. ويتم استخدام المخاليط مثل 2017، و2024، و6061، و6262 لتوفير قوة أكبر أو مقاومة تآكل أكبر. ويتم الحصول على هذه المنتجات بالشكل الدائري أو السداسي بأحجام من 0.125 إلى 3.000 بوصة. وتعد أسلاك الألومنيوم قياسية في إنتاج الموصلات المصنوعة من الألومنيوم والمعززة بالصلب أو الموصلات التي تتكون كلها من الألومنيوم والمستخدمة لنقل وتوزيع الطاقة الكهربية. وتعد القضبان الملفوفة أو البارزة من المنتجات الصناعية القياسية التي يتم استخدامها كموصلات كهربية في الحافلات. وتشمل الأشكال الخاصة من الأسلاك الألومنيوم إلكترودات اللحام المستخدمة مع اقواس اللحام والتنجستين أو قضبان اللحام أو الدروع المستخدمة مع الموصلات الكرهبية وأسلاك الربط.

النتوءات :

يتم تصنيع الأشكال البارزة (الناتئة) بالمخاليط 1100، 2014، 2024، 3003، 5083، 5086، 5154، 5254، 5456، 6061، 6063، 6262، 7001، 7005X، 7075، 7079، 7178. والمخلوط 6063 هو النوع الأكثر شيوعاً، لأنه من السهل الحصول على الشكل الناتئ منه ويمكن الحصول منه على خواص ميكانيكية جيدة بعد تبريد النقوش بالماء.

وأكبر حجم للنتوء يمكن إنتاجه على النقوش بأي سعة يعتمد على سمك الجدران والمخلوط المستخدم. ويتم إنتاج النتوءات سميكة الجدران والتي تزن من 50 إلى 100 رطل لكل قدم بالمخاليط الناعمة بضغط قدره 14.000 طن. ولكن، عندما يكون من المطلوب الحصول على جدران رقيقة الجدران نسبياً واتساعات كبيرة، فإن أكبر وزن يمكن أن يقل إلى 1 إلى 2 رطل لكل قدم. ويمكن إنتاج اتساعات تصل تقريباً إلى 3 قدم.

اعتبارات التكلفة :
يمكن في العادة إنتاج أشكال الألومنيوم المصمتة بتكلفة منخفضة لكل رطل تقل عن الأشكال شبه المجوفة، وتكلفة الشكل شبه المجوف تقل عن تكلفة الشكل المجوف. وبسبب وزنها الأقل لكل قدم، فإن التكلفة الكلية للشكل المجوف من الممكن أن تكون أقل لكل قطعة عن الشكل المصمت المناظر الذي يتم تصميمه لأداء نفس الوظيفة. ويؤثر السمك الرقيق المتوسط للشكل الناتئ على السعر أيضاً، وهو ما يسمى بالمعامل. ويتحدد هذا المعامل عن طريق قسمة محيط القطاع العرضي للشكل (بوحدة البوصة) على وزنه لكل قدم خطي (بوحدة الرطل) ويتم التعبير عنه بالتقريب إلى أقرب عدد صحيح. والشكل الرقيق الذي له معامل عالي يتسبب في مزيد من التكلفة لكل رطل أكثر من القطاع الثقيل الذي له معامل منخفض، ولكنه من الممكن أن يكلف أقل لكل قدم بسبب وزنه الخفيف. وحجم الدائرة التي تحصر التي تحيط تماماً بالقطاع العرضي لشكل معين تعد كذلك من عوامل التكلفة المهمة، وكذلك المعامل المحدد في تعيين اختيار معدات الضغط. فالأشكال التي لها دوائر بحجم من 6 إلى 8 بوصة تكون بشكل عام أقل تكلفة لكل رطل من الأشكال الأصغر أو الأكبر. فالأشكال التي لها دوائر حاصرة تتجاوز أحجام النتوء الاقتصادية يمكن أن يتم إنتاجها كأشكال ناتئة محصورة في شكل متسلسل واحد، مع وجود اتحادات من الأشكال المتداخلة التي تتكون من شكلين أو أكثر بحجم 6 بوصة حتى تشكل نمط وحدة مفردة، كما هو موضح في الشكل رقم (2). ويتم في الغالب توظيف نظام أخر لإنتاج شكل مسطح أكبر اتساعاً من سعة الضغط والذي منه يتم إنتاج شكل ناتئ يتخذ شكل الحرف V أو W ثم تسطيح الشكل بعد هذا. وتعد تكاليف تكوين القوالب لأغلب أشكال الألومنيوم الناتئة منخفضة نسبياً. وبالتالي من الاقتصادي أن يتم إنتاج شكل خاص يتماشى مع كل تطبيق بعينه. ومن الأمثلة النموذجية، التي توضح بعض مزايا استخدام الشكال الخاصة .

التشطيبات :

يتم تصنيف التشطيبات التي يتم الحصول عليها من المصانع إلى أربعة تشطيبات أساسية تتحدد منها برقم وهي تنطبق على الأسطح المكشوفة فقط. وهي من اعتبارات التكلفة المهمة أيضاً.

التشطيب رقم 1 :

قياسية في حالة عدم تحديد الشكل المطلوب بعينه. وهو ينطبق على مل المخاليط وكل قيم المتانة والصلابة وهو يشمل الأسطح المكشوفة أيضاً.

التشطيب رقم 2 :

قياسي عندما يكون الحصول على مظهر جيد مطلوباً. وهو بنطبق على المخاليط 1100-F، و3003-F، و6063-T4.

الأشكال الهيكلية :

هناك صف كامل من الأشكال الهيكلية المتاحة من المخاليط الألومنيوم، والتي تتراوح أحجامها من 3/4 في 3/4 بوصة إلى 12 بوصة. ويتم إنتاج هذه الأشكال من المخاليط 5083، و5086، و5454، و5456 للحام، وبالمخاليط 2014، و6061، و6066 للبرشمة والربط، وبالمعدن EC لأعمدة الحافلات. حيثما يتم إنتاج كميات كبيرة من الأشكال القياسية مرة واحدة، فإنه يتم إنتاج على شكل بكرات (كما يتم مع الرقاقات أو الصفائح). والأشكال الهيكلية التي تقل عن 9 بوصة في العرض تكون في الغالب أكثر نتوءً. وتكون الكميات الصغير من الأشكال التي يكون لها أحجام خاصة أو مخاليط معينة ناتئة على الدوام.

الأنابيب والمواسير:

عادةً ما تكون أنبوبة الألومنيوم بالشكل الدائري، ولكنها من الناحية التجارية تكون متاحة بأشكال كثيرة مختلفة مثل الشكل المربع والمستطيل والمثمن والبيضاوي. وعندما يتم تصنيعها بأحجام يتم الإشارة إليها على إنها أحجام أنابيب اسمية أو عن طريق أرقام جدول ASA، فإنه يطلق عليها اسم الماسورة. ويتم تصنيعها عن طريق السحب والبروز واللحام. يتم بوجه عام إنتاج أنابيب السحب عن طريق سحب الأنابيب الناتئة عبر القوالب على آلات السحب. وتكون غير ملحومة ويتم إنتاجها بأقطار صغيرة وبجدران أقل سمكاً من الأنابيب الناتئة. وهي تمتلك قوى تحمل أكبر ومظهر أفضل من الأنابيب الناتئة. ويمكن إنتاج انابيب السحب التي تنتج من المخاليط التي لا يمكن معالجتها حرارياً بدرجات متانة كبيرة لا يمكن الحصول عليها مع الأنابيب الناتئة. وتعد أدوات السحب القياسية متاحة لتصنيع أي قطر خارجي يتراوح بين 1/8 إلى 7 بوصة. الأنابيب الناتئة تأتي مباشرة من تأثير الضغط. وهو منتج أقل ثمناً من أنابي بالسحب. فقيود ومعاملات التصنيع الخاصة بها تزيد كثيراً عن تلك التي تختص بها أنابيب السحب. ويمكن تصنيعها بأقطار خارجية تصل إلى 24 بوصة ويمكن تصنيع الأحجام الأكبر بأطوال أكبر من أنابيب السحب. أنابيب الألومنيوم الملحومة يتم إنتاجها من لفافات الألومنيوم عن طريق القيام بعملية لحام بمادة عالية المقاومة. واللحام هو نفس الطريقة الاقتصادية اللازمة لإنتاج الأنابيب الغير مكسوة. ويمكن أن يتم تصنيع الأنابيب الملحومة بقيم تحمل تقترب من القيم المتاحة لأنابيب السحب وبكميات كبيرة وبتكلفة منخفضة. ويمكن ان يتم سحب الأنابيب الملحومة بعد اللحام لإنتاج أحجام أصغر والتي يكون لها قوى تحمل أكبر من المنتجات الملحومة. يتم تصنيع الأنابيب المعقوفة عن طريق استخدام تقنية النتوء بالصدمة (الجزء 3، الفصل 4). وتكون الأنابيب تقريباً بأطوال من 5 إلى 6 قدم وبقيم تحمل كبيرة. ويتم إنتاج الأنابيب صغيرة القطر التي يكون لها قيم سمك للجدران تقل عن 0.010 بوصة بشكل أكثر اقتصاداً من خلال عملية العقف هذه. وتعد الأنابيب الألومنيوم صغيرة القطر متاحة في الشكل الملفوف. ويتم الحصول على هذا المنتج عن طريق تقنيات النتوء واللحام والسحب والطرق. والأنابيب التي يكون أقطار أكبر، مثل تلك التي يتم استخدامها في مصانع بكرات الأوراق، يتم تصنيعها عن طريق الصب بالطرد المركزي. ويكون لها جدران أكبر سمكاً ويتم إنتاجها عن طريق عملية التبريد المفاجئ.

Reference 1 Standard for Aliminuim Mill Products 1966, The Aluminum Association, New York, 1995.

موسوعات ذات صلة :

موسوعة علم المواد