6061 لوحة مداس من الألومنيوم T6

أنا. مقدمة

6061 تمثل لوحة مداس الألومنيوم T6 واحدة من منتجات الألومنيوم الهيكلية الأكثر تحديدًا وتنوعًا في الاستخدام الصناعي العالمي.

مزيج من 6061 توفر كيمياء تصلب المغنيسيوم والسيليكون في السبائك مع درجة حرارة T6 ذات عمر الذروة مادة ذات نسبة قوة إلى وزن استثنائية, مقاومة موثوقة للتآكل, وتوافق التصنيع الواسع - يتم التعبير عن كل ذلك من خلال السطح المميز ذو النمط المرتفع الذي يحدد لوحة المداس كفئة منتج.

توفر هذه المقالة شاملة, فحص متعدد وجهات النظر 6061 لوحة مداس من الألومنيوم T6, تمتد أسسها المعدنية, علم المعالجة الحرارية, تصميم النمط, الخصائص الميكانيكية والفيزيائية, عملية التصنيع, معايير الأبعاد, التطبيقات الصناعية, الحماية من التآكل, التصميم الهندسي الإنشائي, ممارسات التصنيع, تاكيد الجودة, التحليل المقارن, الاستدامة البيئية, ديناميات السوق, ومسارات الابتكار المستقبلية.

استهداف المهندسين الإنشائيين, مهندسي التصنيع, محترفي المشتريات, علماء المواد, والمصنعون, يجمع هذا المرجع العمق الفني الصارم مع رؤية عملية للصناعة عبر ما يقرب من 12,000 كلمات.

ثانيا. مؤسسة معدنية: ال 6061 سبائك

2.1 سلسلة سبائك 6xxx

ال 6سبائك الألومنيوم سلسلة xxx يتميز بالمغنيسيوم (ملغ) والسيليكون (سي) كعناصر صناعة السبائك الرئيسية.

يتحد هذان العنصران أثناء المعالجة الحرارية لتكوين المركب المعدني Mg₂Si (سيليسيد المغنيسيوم), والذي يعد بمثابة راسب التقوية الأساسي في سبائك 6xxx.

تحتل سلسلة 6xxx موقعًا فريدًا في مجال سبائك الألومنيوم: إنه يوفر مستويات قوة قابلة للمعالجة بالحرارة أعلى بكثير من سلسلة 3xxx و5xxx غير القابلة للمعالجة بالحرارة, جنبا إلى جنب مع قابلية اللحام, مقاومة التآكل, وتعدد استخدامات التصنيع متفوق على القوة الأعلى 2xxx (على أساس النحاس) و 7 xxx (على أساس الزنك) سبائك سلسلة.

من بين سبائك سلسلة 6xxx, 6061 هو المنتج الأكثر استخدامًا على نطاق واسع على مستوى العالم - وهو المكان الذي احتفظ به لعقود من الزمن بناءً على مزيج القوة المتوازن., مقاومة التآكل, قابلية اللحام, والقدرة على التشغيل الآلي.

تم تطويره لأول مرة في ثلاثينيات القرن العشرين تحت اسم 61S, تظل سبيكة قياسية يتم من خلالها تقييم سبائك 6xxx الأحدث بشكل متكرر.

2.2 التركيب الكيميائي ل 6061 ألمنيوم

التركيب الكيميائي لل 6061 الألومنيوم يتم تعريفه وفقًا للمعايير الدولية بما في ذلك ASTM B209 (الولايات المتحدة), في 573-3 (أوروبا), و جيجابايت/ت 3880 (الصين).

التكوين الاسمي والنطاقات المسموح بها هي:

2.3 دور كل عنصر صناعة السبائك

المغنيسيوم والسيليكون (نظام Mg₂Si): المغنيسيوم:إذا كان النظام في 6061 هو تقريبا 1.73:1 بالوزن, قريبة من النسبة المتكافئة لـ Mg₂Si (1.73:1).

يضمن هذا التوازن الحد الأقصى من هطول الأمطار Mg₂Si أثناء الشيخوخة, توفير آلية التعزيز الأولية.

يساهم السيليكون الزائد الذي يتجاوز قياس العناصر المتفاعلة Mg₂Si في الحصول على محلول صلب إضافي وتعزيز هطول الأمطار من جزيئات Si الأولية.

نحاس: عند 0.15-0.40%, يوفر النحاس تقوية إضافية للمحلول الصلب ويساهم في تصلب الترسيب من خلال تكوين CuAl₂ (المرحلة θ) يترسب أثناء الشيخوخة.

لكن, يزيد النحاس أيضًا من قابلية التآكل بين الحبيبات و, بتركيزات أعلى, تصدع الإجهاد.

محتوى النحاس المنخفض نسبيًا 6061 يمثل توازنًا متعمدًا بين تعزيز القوة وأداء التآكل.

كروم: تخدم إضافات الكروم بنسبة 0.04-0.35% غرضين: تثبيط إعادة التبلور أثناء العمل الساخن (الحفاظ على أدق, هيكل الحبوب أقوى) والمساهمة في مقاومة التآكل بشكل عام عن طريق تعديل السلوك الكهروكيميائي لسطح السبائك.

المشتتات المحتوية على الكروم (Al₇Cr والمراحل ذات الصلة) تشكل عقبات فعالة أمام هجرة الحبوب إلى الحدود.

حديد: الحديد هو النجاسة في 6061, تسيطر على .70.70٪. يشكل الحديد Al₃Fe وAl₆ الخشن(فيمن) المراحل المعدنية التي تقلل الليونة والمتانة.

تحكم أكثر إحكامًا بالحديد – أدناه 0.40% - مخصص لمواد من فئة الطيران والفضاء حيث تكون المتانة وأداء التعب أمرًا بالغ الأهمية.

2.4 مقارنة مع السبائك ذات الصلة للوحة المداس

6061يعكس مكانتها باعتبارها سبيكة لوحة المداس المهيمنة مزيجها الفريد من القوة الهيكلية الحقيقية (قادرة على حمل أحمال كبيرة حية وميتة), مقاومة مقبولة للتآكل لمعظم بيئات الخدمة, وبراعة التصنيع التي تمكن القطع, الانحناء, اللحام, والتصنيع بطرق الورشة القياسية.

ثالثا. مزاج T6: المعالجة الحرارية وآثارها

3.1 نظام تعيين المزاج

يتم تعريف تسميات سبائك الألومنيوم بواسطة ANSI H35.1 (الولايات المتحدة) وما يعادلها ISO 2107 معيار.

يشير تعيين الحالة المزاجية إلى تاريخ المعالجة الحرارية والميكانيكية للمادة بعد الصب أو العمل الساخن.

للسبائك القابلة للمعالجة بالحرارة مثل 6061, تشير درجات حرارة السلسلة T إلى معالجة حرارية محددة للمحلول وتسلسلات الشيخوخة.

يعين مزاج T6 على وجه التحديد: تمت معالجة المحلول حرارياً ثم تعتيقه صناعياً - مما يعني أن السبيكة تمت معالجتها بالكامل بالمحلول الحراري عند درجة حرارة مرتفعة, تطفئ بسرعة, ثم يتم تعتيقها بشكل مصطنع عند درجة حرارة متوسطة إلى ذروة القوة.

3.2 عملية المعالجة الحرارية T6

حل المعالجة الحرارية (SHT): تتضمن المرحلة الأولى من معالجة T6 التسخين 6061 المواد إلى درجة حرارة 529 درجة مئوية ± 6 درجة مئوية (عادة 520-535 درجة مئوية) والاحتفاظ بها لفترة كافية لإذابة Mg₂Si والمراحل القابلة للذوبان الأخرى في محلول صلب داخل مصفوفة الألومنيوم.

يعتمد وقت التثبيت على سمك القسم: عادة 30 دقائق لورقة رقيقة, 1– 4 ساعات لطبق سميك. الهدف هو الحصول على محلول صلب مفرط التشبع من Mg وSi في الألومنيوم - وهي حالة غير مستقرة ديناميكيًا وهي شرط أساسي للتصلب اللاحق لهطول الأمطار.

توحيد درجة الحرارة أمر بالغ الأهمية; ايه ام اس 2770 (مواصفات المعالجة الحرارية الفضائية) يتطلب توحيد درجة الحرارة بمقدار ±6 درجة مئوية في جميع أنحاء الحمل. للوحة المداس التجارية, عادة ما يتم تحديد ±8 درجة مئوية.

التبريد: فور الانتهاء من SHT, يجب أن يتم إخماد المادة بسرعة إلى درجة حرارة الغرفة لمنع ترسيب Mg₂Si أثناء التبريد, الحفاظ على المحلول الصلب المفرط.

إخماد الماء البارد (الغمر في الماء بدرجة حرارة أو أقل من 40 درجة مئوية) هي الطريقة الأكثر فعالية, تحقيق معدلات تبريد تصل إلى عدة مئات من الدرجات المئوية في الثانية على السطح.

يتم استخدام التبريد بالهواء القسري عندما يكون التحكم في التشوه أمرًا بالغ الأهمية, قبول خصائص الذروة أقل قليلا.

يجب أن تكون درجة الحرارة التي تخرج عندها المادة من التسقية أقل من 70 درجة مئوية لضمان القمع الكامل لهطول الأمطار أثناء التبريد.

إخماد الحساسية - القابلية لفقدان القوة بسبب التبريد البطيء - معتدلة 6061 مقارنة بسبائك النحاس الأعلى, مما يجعلها متسامحة نسبيًا مع الاختلافات في معدل الإخماد عبر المقاطع السميكة.

مع ذلك, لوحة فقي سميكة (فوق 6 ملم من المعدن) قد تظهر تدرجات خاصية السطح إلى النواة بسبب معدلات التبريد التفاضلية.

الشيخوخة الاصطناعية: بعد التبريد, يبلغ عمر المحلول الصلب المفرط التشبع 177 درجة مئوية ± 6 درجة مئوية (النطاق النموذجي 170-180 درجة مئوية) لمدة 8-12 ساعة. أثناء الشيخوخة, يترسب Mg₂Si النواة وينمو من خلال سلسلة من المراحل الأولية شبه المستقرة: مناطق GP → β” (رواسب متماسكة على شكل إبرة) → ب' (على شكل قضيب شبه متماسك) → ب (mg₂si, غير متماسك).

قوة الذروة (حالة T6) يتوافق مع غلبة الرواسب β" والناعمة β"., والتي تكون متماسكة إلى أقصى حد مع مصفوفة الألومنيوم وتوفر أكبر مقاومة لحركة الخلع.

يعتبر تسلسل هطول الأمطار والخصائص الناتجة حساسة للغاية لوقت الشيخوخة ودرجة الحرارة. قاصر الشيخوخة (عدم كفاية الوقت أو درجة الحرارة) يترك السبيكة في حالة T4 — قديمة جزئيًا, مع انخفاض القوة.

يؤدي الإفراط في الشيخوخة إلى ما بعد ذروة T6 إلى تقليل القوة حيث تصبح الرواسب خشنة وتفقد التماسك, الانتقال نحو T7 (تجاوزت) حِدّة.

يعد التحكم في إنتاج معلمات الشيخوخة في حدود ±5 درجة مئوية و±30 دقيقة أمرًا ضروريًا لتحقيق خاصية T6 بشكل متسق.

3.3 كيف يتحول مزاج T6 6061 الخصائص

التناقض بين صلب (يا مزاج) وT6 6061 يوضح الألومنيوم القوة الرائعة للتصلب الناتج عن هطول الأمطار:

إن الزيادة بمقدار خمسة أضعاف في مقاومة الخضوع من O إلى T6 تأتي على حساب انخفاض الليونة (استطالة إلى النصف) وتقليل صلابة الكسر إلى حد ما.

لتطبيقات لوحة المداس - حيث يكون المطلب الأساسي هو القوة والصلابة لحمل الأحمال, بدلاً من قابلية التشكيل على البارد، فهذه المقايضة مناسبة تمامًا.

3.4 مقارنة مع الآخرين 6061 التوتر

يتم تحديد تعيين T651 — T6 مع تخفيف الضغط عن طريق التمدد — بشكل شائع لتطبيقات الألواح السميكة حيث يكون استقرار الأبعاد أثناء التشغيل الآلي أمرًا مهمًا, حيث أن عملية التمدد تقلل من الضغوط المتبقية الناتجة عن التبريد.

للوحة المداس, والذي يتم إنتاجه عادةً في أجهزة قياس يكون فيها الضغط المتبقي أقل أهمية, المعيار T6 هو المواصفات السائدة.

رابعا. نمط لوحة المداس: تصميم, الهندسة, والوظيفة

4.1 تعريف والغرض من أنماط لوحة المداس

السمة المميزة للوحة المداس - المعروفة أيضًا باسم لوحة المدقق, لوحة الماس, أو صفيحة دوربار — هو النمط البارز على أحد سطحي الورقة أو اللوحة أو كليهما.

يخدم هذا النمط وظائف متعددة في وقت واحد: إنه يوفر مقاومة الانزلاق للأفراد الذين يسيرون على السطح; يضيف صلابة السطح (لحظة الجمود) إلى اللوحة دون إضافة وزن مسطح; فهو يوفر جمالية مميزة بصريًا ترتبط على نطاق واسع بالجودة الصناعية; وهو بمثابة سطح تآكل يحمي المعدن الأساسي من التلامس المباشر والتآكل.

يتم تشكيل النموذج أثناء الدرفلة على الساخن عن طريق تمرير شريط الألمنيوم عبر اللفات التي تحتوي فيها اللفة الواحدة على عكس النموذج المرغوب تشكيله على سطحها. عندما يمر الألومنيوم الساخن عبر فجوة اللفة, النمط منقوش على السطح المعدني الناعم بدقة عالية.

4.2 أنواع أنماط لوحة المداس

نمط شريط واحد: ضلع واحد مرتفع يسير بالتوازي مع اتجاه التدحرج. نادرا ما تستخدم في التطبيقات الهيكلية; تستخدم أحيانًا في السياقات الزخرفية أو عندما تكون مقاومة الانزلاق أحادية الاتجاه مطلوبة على وجه التحديد.

نمط ثنائي الشريط: ضلعان متوازيان بزاوية بسيطة مع اتجاه التدحرج. يوفر مقاومة محسنة للانزلاق في الاتجاه العرضي مقارنةً بنمط الشريط الواحد. تستخدم في بعض الأسواق الأوروبية والآسيوية.

ثلاثة بار (تريبار) رسم: ثلاثة أضلاع متوازية بزاوية 30-45 درجة تقريبًا لاتجاه التدحرج, مرتبة في تسلسل قطري متكرر. شائع في الأسواق الأوروبية وبعض التطبيقات البحرية. يوفر مقاومة جيدة للانزلاق متعدد الاتجاهات.

خمسة بار (الماس/المدقق) رسم: نمط لوحة المداس الأكثر استخدامًا على مستوى العالم, وخاصة في أسواق أمريكا الشمالية. يتكون من خمسة أضلاع ممدودة مرتفعة مرتبة بنمط مشع مميز من نقطة مركزية, إنشاء شكل متكرر يشبه الماس عبر سطح اللوحة. يوفر النمط ذو الخمسة أشرطة مقاومة ممتازة للانزلاق متعدد الاتجاهات, جاذبية جمالية عالية, وهو النمط القياسي لمعظم وسائل النقل, اعمال بناء, والتطبيقات الصناعية.

عدس (نقطة مستديرة) رسم: نمط من النتوءات النصف كروية أو العدسية المرتفعة والمرتبة في شبكة منتظمة. شائع في بعض الأسواق الأوروبية والتطبيقات المتخصصة. يوفر مقاومة الانزلاق في كل الاتجاهات.

أنماط مخصصة وملكية: تنتج بعض الشركات المصنعة تصميمات نمطية خاصة مُحسّنة لمعايير أداء محددة - أقصى أداء مضاد للانزلاق, الحد الأدنى من إضافة وزن النمط, أو هوية جمالية مميزة. هذه عادة ما تكون أكثر تكلفة بسبب الأدوات المتخصصة.

4.3 هندسة الأنماط ومواصفات الأبعاد

تم تحديد خصائص الأبعاد لأنماط لوحة المداس في ASTM B632 (لألواح الألمنيوم في أسواق أمريكا الشمالية) و إن 1386 (أوروبى، ستاندارد).

تشمل المعلمات الهندسية الرئيسية:

• ارتفاع النمط (يرفع): ارتفاع الأضلاع المرتفعة فوق سطح لوحة القاعدة, عادة 0.8-2.5 ملم حسب سمك المعدن الأساسي. يعمل الارتفاع الأكبر على تحسين مقاومة الانزلاق ولكنه يضيف وزنًا وقد يقلل من سمك القاعدة الفعال المستخدم في الحسابات الهيكلية.
• الملعب النمط: التباعد من مركز إلى مركز للأضلاع أو النتوءات, عادة 10-30 ملم.
• زاوية الضلع: زاوية الأضلاع بالنسبة لاتجاه التدحرج, عادة 30-75 درجة للأنماط متعددة الأشرطة.
• سمك المعدن الأساسي: سمك المعدن المسطح تحت النموذج, الذي يحكم قدرة الحمولة الهيكلية. يحدد ASTM B632 كيفية قياس سمك المعدن الأساسي للحسابات الهيكلية.

يحدد ASTM B632 تفاوتات ارتفاع النموذج البالغة ±0.25 مم للأنماط القياسية ويتطلب الحفاظ على جميع أبعاد النموذج المحددة ضمن نطاق التسامح.

4.4 أداء مضاد للانزلاق

تتميز مقاومة الانزلاق لأسطح ألواح المداس بمعامل الاحتكاك (COF) بين سطح اللوحة والقدم المرجعية أو مادة نعل الحذاء.

يوفر ASTM D2047 وASTM F609 المشار إليه في OSHA طرق اختبار لقياس مقاومة الانزلاق. COF الجاف ل 6061 عادةً ما تتجاوز لوحة المداس ذات الخمسة أشرطة T6 0.6 (ضد المواد الجلدية والمطاطية القياسية) - أعلى بكثير من عتبة الصناعة العامة لإدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA). 0.5 لأسطح المشي في مكان العمل.

يكون معدل COF الرطب أقل بكثير - عادة 0.3-0.5 - مما يعكس تأثير التشحيم للماء على الأسطح المعدنية الملساء بين الأضلاع المرتفعة.

تم تحسين الأداء المضاد للانزلاق للوحة المداس من خلال:

• أنودة أو طلاء السطح لزيادة خشونة السطح الدقيقة
• تطبيق الطلاءات المضادة للانزلاق أو شرائط الحصى على المناطق الحرجة
• تحديد أقصى ارتفاع للنمط لزيادة عمق النسيج
• توجيه اللوحة بحيث تكون أنماط الأضلاع متعامدة مع الاتجاه الأساسي لسفر المشاة

الخامس. الخواص الفيزيائية والميكانيكية لل 6061 لوحة مداس من الألومنيوم T6

5.1 الخصائص الميكانيكية

الخصائص الميكانيكية التالية هي سمة من سمات الألومنيوم 6061-T6 في شكل صفائح وألواح وفقًا لمواصفة ASTM B209 وASTM B632:

تجدر الإشارة إلى أن النمط الموجود في لوحة المداس يخلق تركيزات إجهاد محلية عند قاعدة الأضلاع أثناء الانحناء وتحميل الكلال.

يجب أن تستخدم الحسابات الهيكلية سمك المعدن الأساسي (ليس ارتفاع النمط العام) لحسابات الممتلكات القسم, ويجب أن يشتمل تصميم التعب على عوامل مناسبة لتركيز الإجهاد.

5.2 الخصائص الفيزيائية

كثافة 6061-T6 عند 2.70 جرام/سم مكعب يساوي حوالي ثلث الفولاذ (7.85 ز / سم³). يعد هذا الاختلاف الأساسي في الخاصية هو الأساس لتوفير الوزن الذي يجعل ألواح مداس الألمنيوم مفضلة على الفولاذ في التطبيقات الحساسة للوزن مثل النقل, المعدات المتنقلة, والدعم الأرضي الجوي.

5.3 مقاومة التآكل

6061-يُظهر T6 مقاومة جيدة إلى متوسطة للتآكل لسبائك الألومنيوم. أكسيد الألومنيوم الطبيعي (Al₂O₃) توفر الطبقة التي تتشكل تلقائيًا على سطح السبائك حماية كبيرة من التآكل في الغلاف الجوي, المياه العذبة, والبيئات الكيميائية المعتدلة.

لكن, ترتبط العديد من آليات التآكل بلوحة المداس 6061-T6 الموجودة في الخدمة:

التآكل الجوي العام: 6061-يعمل T6 بشكل جيد في البيئات الجوية الريفية ومعظم المناطق الحضرية, تطوير الأكسدة السطحية فقط (تأليب التجميل) على مدى فترات التعرض الممتدة دون تدهور هيكلي كبير.

البيئات البحرية: يمكن لأيونات الكلوريد الموجودة في البيئات الساحلية والبحرية أن تكسر طبقة الأكسيد السلبي, بدء تأليب التآكل. 6061-T6 أقل مقاومة من سبائك سلسلة 5xxx (مثل 5052 أو 5083) في البيئات البحرية, ويرجع ذلك في المقام الأول إلى محتواه من النحاس. للتطبيقات البحرية العدوانية, أنودة, لوحة, أو استبدال السبائك (ل 5052 أو 5086) ينبغي النظر فيها.

التآكل بين الحبيبية: حدود الحبوب المحتوية على النحاس 6061-T6 عرضة للتآكل الحبيبي في بيئات الكلوريد العدوانية. هذا يمكن أن يؤدي إلى التقشير (تصفيح الطبقات السطحية) في الحالات الشديدة.

تصدع الإجهاد (SCC): 6061-يُظهر T6 مقاومة معتدلة لـ SCC. تعتبر السبيكة أكثر مقاومة لـ SCC من سبائك سلسلة 2xxx عالية النحاس أو سبائك سلسلة 7xxx عالية الزنك, ولكنها أقل مقاومة من النحاس الخالي من النحاس 5xxx أو 6063 سبائك. لا يعد SCC عادةً مصدر قلق في التصميم لتطبيقات لوحة المداس ما لم تتزامن ضغوط الشد المستمرة مع التعرض الكيميائي العدواني.

التآكل الجلفاني: عندما يكون 6061-T6 على اتصال كهربائي مع معادن أكثر نبلاً (نحاس, الفولاذ المقاوم للصدأ, الصلب الكربوني) في وجود المنحل بالكهرباء, من الممكن أن يحدث تآكل كلفاني للألمنيوم. المواد العازلة (غسالات بلاستيكية, حواجز مانعة للتسرب) يجب استخدامه عند نقاط اتصال معدنية مختلفة.

5.4 آلية, قابلية اللحام, والقابلية للتشكيل

آلية: 6061-تم تصنيف T6 على أنه سبيكة تصنيع جيدة. ينتج مزاج T6 الصلب قصيرًا, رقائق مكسورة تسهل التصنيع, ويمكن تشكيل السبيكة بسرعات عالية مع تشطيب سطحي ممتاز باستخدام أدوات الكربيد. يتم تصنيف القدرة على الماكينات تقريبًا 50% نسبة إلى سبيكة التصنيع الحر 2011-T3 (تصنيف 100%).

قابلية اللحام: 6061-يمكن لحام T6 بواسطة MIG (GMAW) وتيج (GTAW) العمليات, لكن اللحام يقدم اعتبارًا مهمًا للملكية: تعمل حرارة اللحام محليًا على إعادة حل و/أو زيادة عمر البنية المجهرية T6 في المنطقة المتأثرة بالحرارة (هاز), تقليل القوة إلى ما يقرب من T4 أو مستويات التلدين في حدود 25-50 مم تقريبًا من خط مركز اللحام. يجب أن يؤخذ هذا الانخفاض في قوة HAZ في الاعتبار في التصميم الهيكلي - دليل تصميم الألومنيوم (ADM) يحدد انخفاض الضغوط المسموح بها في مناطق HAZ.

القابلية للتشكيل: في مزاج T6, 6061 لديه قابلية تشكيل باردة محدودة. الانحناء بأنصاف أقطار صغيرة يؤدي إلى حدوث تشققات عند سطح الانحناء الخارجي. يتراوح الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء لمواد T6 من 2t (ضعف سمك المادة) للمقاييس الرفيعة حتى 4 طن أو أكثر للمقاييس السميكة. عندما يكون هناك حاجة إلى تشكيل كبير, العمل في حالة T4 أو حالة التلدين متبوعة بإعادة المعالجة الحرارية إلى T6 هو النهج المفضل.

السادس. عملية تصنيع 6061 لوحة مداس من الألومنيوم T6

6.1 صب السبائك والتجانس

إنتاج 6061 تبدأ لوحة المداس T6 بتحضير السبائك في مصهر الألمنيوم الأولي أو الثانوي. ألومنيوم عالي النقاء (عادة 99.7% ال) يتم صهره وشحنه بإضافات دقيقة من المغنيسيوم, السيليكون, نحاس, وسبائك الكروم الرئيسية لتحقيق الهدف 6061 تعبير.

تكرير الحبوب التيتانيوم البورون (تي-ب) تتم إضافة السبائك الرئيسية إلى المصهور مباشرة قبل الصب لتعزيز الجودة, بنية الحبوب متساوية المحاور في البلاطة المتصلبة.

ألواح دوارة كبيرة (عادة ما يكون سمكها 400-600 ملم, 1,000– عرض 2000 مم, وطولها 4000-8000 ملم) يتم إنتاجها عن طريق التبريد المباشر (العاصمة) صب شبه مستمر, حيث يتم صب مصهور الألومنيوم في قالب مبرد بالماء حيث يتم استخراج لوح التصلب منه بشكل مستمر.

يتم بعد ذلك تجانس الألواح المصبوبة عند درجة حرارة 560-580 درجة مئوية تقريبًا لمدة 4-12 ساعة لإذابة المراحل القابلة للذوبان, القضاء على التدرجات التكوين من التصلب, وكروية الجسيمات بين المعادن. يعد التجانس أمرًا ضروريًا لسلوك الدرفلة على الساخن المتسق وخصائص المنتج النهائي.

قبل الدرفلة الساخنة, يتم سلخ أسطح الألواح (وجه مطحون) لإزالة الطبقة الخارجية المنفصلة التي تكونت أثناء التصلب, التأكد من عيوب السطح, الادراج, ولا تنتشر الاختلافات الكيميائية في المنتج النهائي.

6.2 الدرفلة على الساخن مع النقش على النمط

يتم تسخين الألواح المتجانسة مسبقًا في أفران دافعة أو أفران ذات عارضة متحركة إلى 450-520 درجة مئوية ويتم دحرجتها على الساخن على طواحين ساخنة عكسية أو ترادفية.

يتم تطبيق تخفيضات سمك تدريجية في تمريرات متعددة, مع إعادة التسخين المتوسطة إذا لزم الأمر, حتى يصل الشريط إلى سمك النقل المستهدف (عادة 4-15 ملم حسب متطلبات القياس النهائي).

تحدث الخطوة الحاسمة والفريدة من نوعها في إنتاج لوحة المداس في إحدى الممرات النهائية للدرفلة على الساخن: يمر الشريط من خلال حامل لفة فيه لفة واحدة (عادة لفة العمل السفلية) يحمل السلبية (معكوس) من نمط لوحة المداس تشكيله على سطحه.

عندما يمر الشريط الساخن عبر فجوة اللفة هذه, يتم ضغط الألمنيوم الناعم في تجاويف النمط, إعادة إنتاج الشكل الهندسي بأمانة على سطح اللوحة.

تصميم لفة النمط - بما في ذلك زاوية الضلع, ارتفاع, يقذف, وزوايا السحب — هو نظام هندسي بالغ الأهمية يحدد جودة المنتج وعمر اللف.

يتم تصنيع لفات الأنماط من الفولاذ عالي الكروم أو الفولاذ عالي السرعة, دقة تشكيله والأرض لتحمل صارم.

يتطلب التحكم في المقياس أثناء التدحرج على الساخن للوحة المداس اهتمامًا خاصًا لأن أسطوانة النمط تطبق ضغطًا متفاوتًا عبر عرض اللفة, إدخال التعقيد في التحكم الآلي في القياس (ايه جي سي) استجابة النظام.

تستخدم المطاحن الساخنة الحديثة التغذية الأمامية والتغذية المرتدة AGC للحفاظ على سماكة المعدن الأساسي ضمن المواصفات بغض النظر عن قوى النقش النمطية..

6.3 الحل المعالجة الحرارية لمزاج T6

بعد المتداول الساخن (و, إذا لزم الأمر, المتداول الباردة إلى المقياس النهائي), يجب أن تكون اللوحة معالجة حرارياً لتحقيق خصائص T6. للوحة المداس, يتم تنفيذ SHT في أحد التكوينين:

فرن مستمر (الموقد الأسطوانة): تمر اللوحة عبر فرن نفق طويل على بكرات ناقلة بسرعة يمكن التحكم فيها, تحقيق الهدف نقع درجة الحرارة والوقت. توفر الأفران المستمرة إنتاجية عالية وتوحيدًا ممتازًا لدرجة الحرارة للمواد ذات القياس الرقيق ولكنها تتطلب تحديدًا دقيقًا للسرعة ودرجة الحرارة للألواح السميكة لضمان النقع عبر السماكة.

فرن دفعة (دوران الهواء): يتم تكديس اللوحات على صواني سيارات الفرن ومعالجتها في الوضع الدفعي. تتيح المعالجة المجمعة أوقات نقع أطول للألواح السميكة وتوفر مرونة أكبر للأحجام غير القياسية, ولكنه يتطلب التراص والتباعد الدقيق لتوحيد درجة الحرارة.

بعد SHT, يتم إخماد الألواح عن طريق غمرها في خزان إخماد الماء أو عن طريق الاصطدام برذاذ الماء. يجب أن يبدأ الإخماد من الداخل 15 ثواني من خروج الطبق من الفرن (لكل مقياس الدعم الكلي 2770 متطلبات) لتقليل هطول الأمطار الخشنة Mg₂Si أثناء النقل, والتي من شأنها أن تتحلل الخصائص النهائية.

6.4 الشيخوخة الاصطناعية

يتم نقل الألواح المسقية إلى أفران قديمة تعمل عند درجة حرارة 177 درجة مئوية ± 6 درجة مئوية. تتراوح أعمار الأطباق من 8 إلى 12 ساعة عند درجة الحرارة.

يتم التحقق من تجانس درجة حرارة الفرن القديم من خلال المسوحات الحرارية لكل مقياس الدعم الكلي 2770 قبل تأهيل الفرن لشيخوخة T6. بعد الشيخوخة, يتم تبريد اللوحات بالهواء إلى درجة حرارة الغرفة.

SHT مجتمعة + تعتبر دورة الشيخوخة للوحة المداس T6 بمثابة استثمار كبير في رأس المال والطاقة.

تحقق المرافق الحديثة كفاءة كبيرة في استخدام الطاقة من خلال أنظمة استعادة حرارة الفرن, ممارسات التحميل الأمثل, والتحكم التنبؤي في العملية الذي يقلل من إعادة المعالجة بسبب الخصائص غير المطابقة للمواصفات.

6.5 التسوية, قطع, والتشطيب السطحي

يقدم التبريد ضغوطًا متبقية وتزييفًا في لوحة الألومنيوم بسبب الانكماش الحراري التفاضلي. بعد الشيخوخة, يتم ضبط مستوى التوتر أو مستوى الأسطوانة لتصحيح التسطيح.

تعتبر تسوية الشد — تمرير اللوحة من خلال فكي نقالة تحت حمل شد يمكن التحكم فيه — فعالة بشكل خاص لإزالة الانحناء دون الإضرار بالنمط.

تم تحديد درجة تحمل التسطيح للوحة المداس في ASTM B632.

يتم قطع الألواح إلى الأبعاد النهائية بواسطة منشار دائري, قص, أو قطع البلازما, اعتمادًا على السُمك وجودة الحافة المطلوبة.

تعمل إزالة نتوءات الحواف على إزالة النتوءات الحادة التي قد تسبب إصابات أو مشاكل في التركيب أثناء التثبيت.

خيارات التشطيب السطحي – أنودة, لوحة, أو مسحوق الطلاء - يتم تطبيقه بعد اكتمال المعالجة الميكانيكية, حيث توفر هذه المعالجات الحماية النهائية من التآكل والحماية الجمالية طوال فترة خدمة المنتج.

السابع. معايير الأبعاد, التسامح, والمواصفات

7.1 المعايير الأساسية المطبقة

متطلبات الأبعاد والممتلكات ل 6061 تخضع لوحة المداس المصنوعة من الألومنيوم T6 لـ:

7.2 سمك ومواصفات الأبعاد

يحدد ASTM B632 لوحة المداس بسماكة المعدن الأساسي من 1.27 مم (0.050 في) ل 12.70 مم (0.500 في).

يحدد المعيار "سمك المعدن الأساسي" بأنه سمك المعدن المسطح أسفل النموذج - البعد المستخدم في الحسابات الهيكلية - باستثناء ارتفاع النموذج.

يتراوح عرض الصفائح والألواح القياسية من 600 ملم إلى 2,000 مم, مع 1,220 مم (48 في) و 1,524 مم (60 في) العروض الأكثر شيوعًا في أسواق أمريكا الشمالية.

الأطوال القياسية عادة ما تكون 2,440 مم (96 في) و 3,050 مم (120 في), بأبعاد مخصصة حسب الطول متاحة من مراكز الخدمة.

التحمل سمك لكل ASTM B632 تختلف بالسمك والعرض الاسمي:

ارتفاع النمط للنمط القياسي المكون من خمسة أشرطة يتراوح من 0.89 ملم إلى 2.03 مم حسب سمك المعدن الأساسي, مع التفاوتات ± 0.25 ملم.

7.3 الوزن لكل وحدة مساحة

للحسابات الهيكلية والمشتريات, يعد الوزن لكل وحدة مساحة من لوحة المداس معلمة مهمة. الأوزان التقريبية لأجهزة القياس المشتركة:

ملحوظة: تشتمل الأوزان الفعلية على ما يقرب من 5-10% إضافة للنمط المرتفع بالنسبة إلى اللوحة المسطحة المكافئة.

ثامنا. تطبيقات صناعية

8.1 النقل والسيارات

قطاع النقل هو المستهلك الأكبر ل 6061 لوحة مداس من الألومنيوم T6 عالميًا.

نسبة القوة إلى الوزن العالية للسبائك, جنبا إلى جنب مع مقاومة التآكل والسطح المقاوم للانزلاق, يجعلها مثالية لتطبيقات المركبات حيث تكون سعة الحمولة والسلامة مطلوبة في نفس الوقت.

لوحات التشغيل وألواح الخطوة للشاحنات الصغيرة, سيارات الدفع الرباعي, شاحنات صغيرة, والمركبات التجارية هي من بين التطبيقات الأكثر وضوحًا التي تواجه المستهلك.

6061 يجب أن تتحمل لوحات خطوة لوحة المداس T6 الأحمال الديناميكية المتكررة من الركاب الذين يصعدون وينزلون من السيارة, جنبا إلى جنب مع التعرض لملح الطريق, رُطُوبَة, والتأثير الميكانيكي الناجم عن حطام الطريق. تمنع قوة الإنتاجية العالية لمزاج T6 التشوه الدائم في ظل هذه الظروف.

أرضيات المقطورة مسطحة, الماشية, وتمثل مقطورات البضائع المغلقة تطبيقًا هيكليًا كبيرًا الحجم.

6061 توفر لوحة المداس T6 بسمك قاعدة 3-5 مم القدرة على التحمل لأوزان الحمولة الصافية القانونية مع الحفاظ على الوزن الساكن للمقطورة أقل من الحد الأقصى المسموح به لوزن السيارة الإجمالي (GVWR).

يؤدي التوفير في الوزن بنسبة 50-60% مقارنة بالأرضيات الفولاذية المكافئة مباشرةً إلى زيادة القدرة على حمل البضائع أو تحسين كفاءة استهلاك الوقود.

أرضيات مركبات الحافلات والسكك الحديدية: تتطلب مركبات الترانزيت أرضيات تتحمل سنوات من حركة المشاة الكثيفة, مقاوم للانزلاق من أجل سلامة الركاب, مقاومة للمواد الكيميائية التنظيف, وخفيفة الوزن لكفاءة الطاقة.

6061 تلبي لوحة المداس T6 جميع هذه المتطلبات وهي محددة في الحافلة البلدية, السكك الحديدية للركاب, ومعايير شراء مركبات السكك الحديدية الخفيفة في أمريكا الشمالية وعلى المستوى الدولي.

المنحدرات وتسويات قفص الاتهام: تعد لوحات رصيف التحميل — المستخدمة لسد الفجوة بين أرضيات رصيف المستودعات وأسِرَّة مقطورات الشاحنات — من عناصر السلامة المهمة التي يجب أن تدعم أحمال الرافعة الشوكية التي تتراوح بين 5000 و10000 كجم مع كونها خفيفة بما يكفي لإعادة الوضع يدويًا.

6061 توفر ألواح قاعدة لوحة المداس T6 تخفيضًا كبيرًا في الوزن مقارنة بالبدائل الفولاذية مع الحفاظ على القدرة الهيكلية الكافية.

8.2 الصناعة البحرية

تعد البيئة البحرية من أكثر بيئات التآكل تطلبًا للمواد المعدنية, الجمع بين المياه المالحة المحملة بالكلوريد, الأشعة فوق البنفسجية, الحشف الحيوي, والضغوط الميكانيكية لعمل الموجة وتأثيرها.

بينما سبائك سلسلة 5xxx (خصوصًا 5052, 5083, 5086) تقدم بشكل عام مقاومة فائقة للتآكل في البيئات البحرية, 6061 تجد لوحة المداس T6 تطبيقًا مهمًا في السياقات البحرية حيث تكون قوتها العالية مطلوبة وحيثما تكون حماية السطح (أنودة أو اللوحة) يتم تطبيقه لتكملة مقاومته للتآكل المتأصلة.

سطح السفينة وأرضيات قمرة القيادة: التزيين السفن الترفيهية والتجارية في 6061 توفر لوحة المداس T6 مقاومة للانزلاق في الظروف الرطبة - وهو أمر بالغ الأهمية لسلامة الطاقم. التشطيبات المؤكسدة تحمي من هجوم المياه المالحة وتدهور الأشعة فوق البنفسجية.

الممرات, منحدرات الصعود, وممرات الرصيف: يجب أن تحمل الوصلات من الشاطئ إلى السفينة ومن الرصيف إلى الرصيف حركة مرور المشاة أثناء تغطية الفجوات المتغيرة, تتطلب صلابة وقوة هيكلية. 6061 يغطي T6 هذه المتطلبات مع الحفاظ على وزن يمكن التحكم فيه من أجل التعديل اليدوي.

معالجته وشبك سلالم المنصة البحرية: تتطلب المنصات البحرية الثابتة ومرافق الإنتاج العائمة أسطح مشي غير قابلة للانزلاق في البيئات التي يؤدي فيها التلوث الهيدروكربوني ورذاذ الأمواج إلى مخاطر شديدة للانزلاق. 6061 T6 لوحة فقي درج معالجته, مع المعالجات السطحية المناسبة, تلبية معايير السلامة البحرية والبحرية ذات الصلة (إدارة السلامة والصحة المهنية, عضلات المعدة, DNV).

8.3 البناء والعمارة

في قطاع البناء, 6061 تخدم لوحة المداس المصنوعة من الألومنيوم T6 كلا من الأدوار الهيكلية الوظيفية والتطبيقات الجمالية حيث يتم تقييم سطح لوحة المداس المميزة كعنصر تصميم.

الأرضيات الصناعية وأرضيات الميزانين: الميزانين مستودع, منصات المعدات, وتراكبات أرضية المصنع في 6061 توفر لوحة المداس T6 التثبيت السريع, عمر خدمة طويل مع الحد الأدنى من الصيانة, والقدرة الهيكلية الكافية لمعظم الأحمال الحية الصناعية (2.5-7.5 كيلو باسكال, اعتمادا على التطبيق).

معالجته الدرج والأنوف: إن متطلبات كود البناء الخاصة بسلامة السلالم في الأماكن التجارية والصناعية تدفع إلى الاستخدام الواسع النطاق لمكونات السلالم ذات لوحة المداس. يوفر النمط المرتفع مقاومة الانزلاق المطلوبة; توفر قوة T6 سعة تحميل كافية; يقاوم سطح الألومنيوم الظروف الجوية الخارجية التي تتعرض لها السلالم الخارجية.

التصميمات الداخلية للمصاعد: تتميز الأرضيات الداخلية للمصاعد التجارية بشكل متكرر 6061 لوحة مداس T6 لمزيجها من مقاومة التآكل, تنظيف سهل, الكفاءة الهيكلية, والجاذبية الجمالية.

الكسوة المعمارية الزخرفية: المظهر المعدني العاكس للوحة المداس المصنوعة من الألومنيوم, خاصة في النهاية المؤكسدة أو المصقولة, يتم تحديده بشكل متزايد من قبل المهندسين المعماريين كعنصر تصميم لواجهات المباني, كسوة العمود, Wainscoting, والسمات المعمارية الداخلية في المباني التجارية والعامة.

8.4 الصناعة والتصنيع

حراس الآلة وأغطية السلامة: حاويات أمان الآلات الصناعية ولوحات الوصول مصنوعة من 6061 تجمع لوحة المداس T6 بين الصلابة الهيكلية المطلوبة والوزن الخفيف الذي يبسط التعامل أثناء الوصول إلى الصيانة ويقلل الأحمال على إطارات الماكينة.

بيئات تجهيز الأغذية: الألومنيوم متوافق بشكل جوهري مع تطبيقات ملامسة الأغذية - فهو غير سام, تنظيفها بسهولة, ومتوافقة مع وزارة الزراعة الأمريكية/إدارة الغذاء والدواء. 6061 تتحمل ممرات ومنصات لوحة المداس T6 في مرافق تجهيز الأغذية بروتوكولات التنظيف والتعقيم الصارمة (التنظيف بالبخار, المنظفات الكاوية) من البيئات الغذائية.

المنصات ومنصات العمل: تتطلب المنشآت الصناعية ممرات مرتفعة للوصول إلى معدات المعالجة, الدبابات, والمرافق. 6061 توفر منصات لوحة المداس T6 القدرة الهيكلية المطلوبة, سطح غير قابل للانزلاق, عمر خدمة طويل, وانخفاض تكاليف الصيانة في البيئات الكيميائية والحرارية الصعبة للمنشآت الصناعية.

8.5 العسكرية والدفاع

المواصفات العسكرية لأرضيات المركبات الأرضية, معدات الدعم الأرضي للطائرات, أنظمة الجسور المحمولة, ومنصات هبوط طائرات الهليكوبتر تشير بشكل متكرر 6061 لوحة مداس من الألومنيوم T6, الاعتراف بمزيجها من الأداء الهيكلي, كفاءة الوزن, ومقاومة التآكل مناسبة بشكل فريد للمتطلبات اللوجستية العسكرية.

MIL-DTL-32505 والمواصفات الدفاعية ذات الصلة تحكم شراء ألواح مداس من الدرجة العسكرية, غالبًا ما تتطلب إمكانية تتبع المواد بالكامل وشهادة طرف ثالث.

تاسعا. مقاومة التآكل وحماية السطح

9.1 سلوك التآكل المتأصل

كما هو مفصل في القسم V.3, 6061-يوفر T6 مقاومة جيدة للتآكل في ظل الظروف البيئية الخفيفة إلى المعتدلة.

للعديد من تطبيقات ألواح المداس — لوحات تشغيل الشاحنات, أرضيات المستودعات, التصميمات الداخلية للمصاعد - يوفر السطح النهائي المدرفل أو المطاحن حماية كافية ضد التآكل طوال فترة خدمة المنتج مع صيانة التنظيف الروتينية فقط.

حيث من المتوقع بيئات أكثر عدوانية – التعرض البحري الساحلي, إزالة الجليد من ملامسة الملح في تطبيقات المركبات, التعرض لمصنع كيميائي - المعالجة السطحية مطلوبة لضمان الحماية الكافية من التآكل وعمر الخدمة.

9.2 أنودة

الأنودة هي عملية كهروكيميائية يتم فيها تحويل سطح الألومنيوم إلى سطح كثيف, أكسيد الألومنيوم الصلب (Al₂O₃) طبقة عن طريق تمرير تيار مباشر من خلال الجزء المغمور في المنحل بالكهرباء (عادة حمض الكبريتيك).

تعد طبقة أكسيد الأنوديك جزءًا لا يتجزأ من ركيزة الألومنيوم - وليست طبقة يمكن أن تتقشر أو تتشقق - وتوفر مقاومة معززة للتآكل بشكل كبير, صلابة السطح, والمتانة التجميلية.

النوع الثاني (المعماري) أنودة: يتم إنتاجه في إلكتروليت حامض الكبريتيك بكثافة تيار قياسية, تطوير طبقات الأكسيد بسمك 5-25 ميكرون.

توفر الأنودة من النوع الثاني مقاومة جيدة للتآكل لمعظم التطبيقات المعمارية والتجارية, قابلية صبغ ممتازة لخيارات الألوان الزخرفية, وصلابة السطح حوالي 200-300 فيكرز (هف) — أصعب بكثير من المعدن الأساسي (95 غ.ب ≈ 100 هف).

النوع الثالث (أنودة الثابت): يتم إنتاجه عند درجات حرارة منخفضة وكثافة تيار أعلى في حامض الكبريتيك (في بعض الأحيان مع إضافات), تطوير طبقات الأكسيد بسمك 25-100 ميكرومتر.

Type III hard anodizing produces surface hardness of 400–600 HV — approaching that of hardened steel — and provides outstanding wear and abrasion resistance in addition to excellent corrosion protection.

Hard-anodized tread plate is specified in demanding applications including aircraft ground support equipment, industrial tooling surfaces, and military vehicle flooring.

Anodizing challenges on tread plate: The raised pattern creates potential for non-uniform current density distribution during anodizing, which can result in thickness variations across the pattern surface.

Quality anodizing on tread plate requires careful fixture design, bath agitation, and process control to achieve uniform oxide thickness across the pattern geometry.

9.3 الطلاء ومسحوق الطلاء

توفر أنظمة الطلاء العضوي الحماية من التآكل من خلال آلية الحاجز — عزل سطح المعدن عن الرطوبة البيئية والإلكتروليتات — بدلاً من آلية التخميل الكهروكيميائية للأنودة.

لتطبيقات لوحة المداس المعرضة للتآكل الميكانيكي (حركة السير على الأقدام, تحميل السيارة), يجب أن تجمع أنظمة الطلاء بين الالتصاق الجيد والصلابة والمرونة الكافية.

تحضير السطح هو العامل الأكثر أهمية لأداء الطلاء العضوي. ل 6061 لوحة المداس T6, يتضمن إعداد السطح عادةً إزالة الشحوم باستخدام منظف قلوي, النقش لتطوير المظهر الجانبي للسطح, وطلاء التحويل (الكرومات أو الفوسفات/الزركونات الخالية من الكروم) لتوفير تعزيز الالتصاق وتثبيط التآكل في واجهة الطلاء.

الايبوكسي التمهيدي + معطف من البوليستر أو البولي يوريثين توفر الأنظمة التصاقًا ممتازًا, المقاومة الكيميائية, واستقرار الأشعة فوق البنفسجية للتطبيقات الخارجية.

أنظمة إيبوكسي عالية البناء (60-125 ميكرومتر DFT) تم تحديدها لمتطلبات الحماية من التآكل الأكثر تطلبًا.

مسحوق الطلاء (البوليستر بالحرارة, هجين الايبوكسي والبوليستر) يوفر مقاومة ميكانيكية جيدة, كفاءة التكلفة لأحجام الإنتاج الكبيرة, والتحرر من انبعاثات المذيبات (مهم للامتثال البيئي).

مسحوق المغلفة 6061 تعتبر لوحة المداس T6 شائعة في التطبيقات المعمارية وتطبيقات النقل التجارية.

X. التلفيق, بالقطع, والانضمام

10.1 طرق القطع

قطع منشار دائري هي الطريقة الأكثر شيوعًا للقطع 6061 لوحة مداس T6 للطول والعرض.

شفرات ذات رؤوس كربيد بزاوية مشط إيجابية 3-6 درجات, درجة الأسنان الدقيقة (6-10 TPI للوحة السميكة), وسرعات القطع التي تتراوح بين 1500-3500 م/دقيقة توفر قطعًا نظيفة بأقل قدر من الحرق. يوصى باستخدام المبرد/مواد التشحيم للوحة السميكة.

قطع البلازما يتيح القطع السريع لأي شكل في اللوحة حتى 25 مم, بجودة حافة معتدلة.

المنطقة المتضررة من البلازما (باز) يقدم الحرارة التي تصلب البنية المجهرية T6 محليًا, إنشاء منطقة ناعمة مشابهة لمنطقة اللحام HAZ.

للتطبيقات الهيكلية حيث تكون مناطق الحافة حاملة للأحمال, يجب إزالة حواف قطع البلازما عن طريق الآلات.

القطع بنفث الماء يوفر قطعًا دقيقًا دون منطقة متأثرة بالحرارة, جودة حافة ممتازة, والقدرة على قطع الأشكال والخطوط المعقدة.

إنها الطريقة المفضلة حيث تكون دقة الأبعاد وجودة الحافة أمرًا بالغ الأهمية - معالجات السلالم المخصصة, العناصر المعمارية الزخرفية, والمكونات الهيكلية الدقيقة.

يعد القطع بنفث الماء أبطأ وأكثر تكلفة للمتر الواحد من القطع بالبلازما أو المنشار.

القطع بالليزر يعد تصنيع الألومنيوم أمرًا ممكنًا ولكنه أكثر صعوبة من الفولاذ بسبب انعكاس الألومنيوم العالي وموصليته الحرارية.

ليزر ألياف عالي الطاقة (4-12 كيلو واط) باستخدام غاز النيتروجين المساعد يمكن أن يقطع لوحة مداس الألومنيوم بما يصل إلى حوالي 10 مم, ولكنها تتطلب أنظمة بصرية متخصصة واختيارًا دقيقًا للمعلمات لمنع حرق السطح.

قص مناسب للوحة المداس التي يصل سمك القاعدة إلى 4-5 مم تقريبًا, توفير تخفيضات سريعة في الخط المستقيم.

قد يكون نمط لوحة المداس مشوهًا قليلاً عند خط القص, وجودة الحافة أقل عمومًا من المنشار أو القطع بنفث الماء.

10.2 الانحناء والتشكيل

الانحناء 6061 تتطلب لوحة المداس T6 اهتمامًا دقيقًا بالحد الأدنى من نصف قطر الانحناء لتجنب التشقق عند سطح التوتر الخارجي.

الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء الموصى به من قبل جمعية الألومنيوم للصفائح والألواح 6061-T6 هو:

اتجاه النمط بالنسبة لخط الانحناء هو اعتبار عملي مهم.

الانحناء مع الأضلاع الموازية لخط الانحناء (الانحناء عبر الأضلاع) يخلق تركيزات الضغط عند قواعد الأضلاع ويتطلب نصف قطر أدنى أكبر من الانحناء مع الأضلاع المتعامدة مع خط الانحناء.

حيث تكون الانحناءات الضيقة مطلوبة, التلدين إلى درجة O قبل التشكيل وإعادة التسخين إلى T6 بعد ذلك - مع إضافة التكلفة - يتيح التشكيل إلى أنصاف أقطار أصغر بكثير دون التشقق.

10.3 لحام

أنا (GMAW) اللحام هي عملية اللحام الأكثر شيوعًا 6061 تصنيع لوحة المداس T6. سبائك الحشو الموصى بها هي:

• ER4043 (آل-5%نعم): قوة أقل ولكن سيولة أفضل, مقاومة الكراك, وتقليل الميل إلى المسامية. قوة HAZ بعد اللحام ≈ 165 الآلام والكروب الذهنية UTS. الأكثر استخداما.
• ER5356 (آل-5% ملغ): اللحامات قوة أعلى (≈ 241 الآلام والكروب الذهنية UTS) ولكن حساسية أعلى للتشققات الساخنة 6061 المعدن الأم. تستخدم عندما تكون قوة اللحام هي المعيار الحاكم.

عادةً ما يكون غاز التدريع لحام MIG للألمنيوم 100% الأرجون (معدل التدفق 15-20 لتر/دقيقة).

طاقة التيار المتردد (لشركة TIG) أو قطبية DC+ (لي) يوفر إجراء التنظيف الكاثودي اللازم لإزالة الطبقة السطحية لأكسيد الألومنيوم أثناء اللحام.

TIG (GTAW) اللحام يوفر جودة لحام ودقة أعلى من MIG ويفضل اللحامات الهيكلية الحرجة, مادة رقيقة المقياس, والمفاصل ذات الجودة الجمالية.

يعد تيار التيار المتردد مع بدء التشغيل عالي التردد أمرًا قياسيًا للألمنيوم TIG.

الاحتكاك يحدث لحام (FSW): للتطبيقات عالية الأداء أو التطبيقات الفضائية المجاورة, توفر FSW وصلة الحالة الصلبة التي تقضي على المجمع المنصهر وتقلل بشكل كبير من تدهور قوة HAZ المرتبط باللحام الانصهار.

تنتج FSW من 6061-T6 كفاءات مشتركة تبلغ 85-95% من قوة المعدن الأصلي, مقارنة بـ 55-75% للمفاصل الملحومة بالانصهار.

يستخدم FSW بشكل متزايد في مجال النقل (سطح السفينة, ألواح أرضية مركبات السكك الحديدية) وتطبيقات الدفاع.

الحادي عشر. رقابة جودة, اختبار, والشهادة

11.1 شهادة المواد وإمكانية التتبع

التطبيقات الصيدلانية والاستخدامات الحرجة 6061 تتطلب لوحة المداس T6 إمكانية تتبع المواد بالكامل من البلاطة إلى المنتج النهائي.

وثيقة الشهادة الأساسية هي تقرير اختبار المطحنة (استعراض منتصف المدة), الذي يسجل التركيب الكيميائي الفعلي (بالحرارة), نتائج الاختبار الميكانيكي (بالقرعة), معلمات المعالجة الحرارية, ونتائج فحص الأبعاد.

يتم إنشاء MTRs وفقًا لـ EN 10204:2004 يكتب 3.1 (معتمدة من قبل الطاحونة) أو النوع 3.2 (معتمدة من قبل طرف ثالث مستقل).

للمشتريات الحكومية والدفاعية, شهادات إضافية بما في ذلك شهادة المطابقة (مدونة قواعد السلوك) للمواصفات العسكرية المعمول بها, علامات تعريف المواد, وقد تكون هناك حاجة إلى وثائق بلد المنشأ.

11.2 اختبار التركيب الكيميائي

يتم التحقق من امتثال سبائك الإنتاج بواسطة قياس طيف الانبعاث البصري (OES) على عينات صلبة مأخوذة من كل حرارة صب.

يوفر OES سريعًا, القياس الكمي الدقيق لجميع العناصر المحددة في وقت واحد. الأشعة السينية مضان (XRF) التحليل - متوفر في المحمولة, الأدوات المحمولة — تمكن من التحقق الميداني من هوية السبائك على المواد المستلمة, توفير حماية حاسمة ضد خليط السبائك (استبدال السبائك غير المتوافقة بالمواصفات المحددة 6061).

11.3 اختبار الخصائص الميكانيكية

يتطلب اختبار الشد وفقًا لمعيار ASTM E8 استخراج عينات اختبار القضبان المسطحة أو المستديرة القياسية من مادة اللوحة.

للوحة المداس, عادة ما يتم أخذ العينات من منطقة المعادن الأساسية (تجنب نمط الأضلاع), مع المحور الطويل للعينة الموازي والعرضي لاتجاه التدحرج.

يتطلب الامتثال الكامل كلاً من UTS وقوة الخضوع لتلبية أو تجاوز الحد الأدنى من معايير ASTM B632 (310 الآلام والكروب الذهنية UTS, 276 MPa YS لـ T6) مع استطالة ≥ 8%.

اختبار صلابة برينل (أستم E10) باستخدام أ 500 حمولة كجم و 10 توفر الكرة مم فحصًا سريعًا للجودة للتحقق من درجة الحرارة T6.

6061-T6 صلابة الاسمية 95 HB أعلى بكثير من القيم الملدنة أو T4 (30 HB وتقريبا 65 غبطه, على التوالى), مما يسمح بالكشف السريع عن المواد القديمة أو الملدنة التي تتنكر في شكل T6.

11.4 اختبار غير مدمر

اختبار بالموجات فوق الصوتية (يوتا) لكل ASTM B594 أو EN 10160 يستخدم للكشف عن التصفيحات الداخلية, الادراج, والمسامية في لوحة فقي سميكة.

يمكن لـ C-scan immersion UT أو الاتصال بنبض الصدى UT رسم خريطة لمنطقة اللوحة الكاملة لمؤشرات الخلل الداخلي التي تتجاوز معايير القبول المحددة.

إيدي الاختبار الحالي يستخدم للكشف عن الشقوق القريبة من السطح, لفات, وغيرها من العيوب المتصلة بالسطح.

توفر أنظمة التيار الدوامي الأوتوماتيكية المدمجة في خطوط الدرفلة 100% القدرة على فحص السطح بسرعات الإنتاج.

الثاني عشر. التحليل المقارن

12.1 6061 T6 لوحة فقي الألومنيوم مقابل. لوحة فقي الصلب

لوحة المدقق الصلب (عادةً ما يكون الفولاذ الطري A36 أو A572) هو البديل التنافسي الأساسي للوحة المداس المصنوعة من الألومنيوم في العديد من التطبيقات الهيكلية.

يتضمن الاختيار بين المادتين مقايضات عبر أبعاد أداء وأبعاد اقتصادية متعددة:

نسبة القوة إلى الوزن الفائقة للوحة المداس المصنوعة من الألومنيوم (ما يقرب من 2 × من لوحة الصلب على أساس الكتلة), جنبا إلى جنب مع المقاومة للتآكل الكامنة, يجعلها الخيار المفضل في وسائل النقل, البحرية, وتطبيقات البناء الخارجية على الرغم من ارتفاع تكلفة المواد الأولية.

تكلفة دورة حياة لوحة المداس المصنوعة من الألومنيوم — وهو ما يمثل انخفاضًا في الصيانة, عمر خدمة أطول, ومكاسب الحمولة/الكفاءة الناتجة عن تقليل الوزن — غالبًا ما تكون أقل من الفولاذ في هذه التطبيقات.

12.2 6061 T6 مقابل. سبائك أخرى من ألواح الألمنيوم

12.3 لوحة فقي الألومنيوم مقابل. فرب صريف

البلاستيك المقوى بالألياف (فرب) تتنافس الشبكة مع لوحة مداس الألمنيوم في البيئات الصناعية المسببة للتآكل حيث لا تكون مقاومة التآكل القياسية للألمنيوم ولا وزن الفولاذ مقبولة:

الثالث عشر. استنتاج

6061 تعتبر لوحة المداس المصنوعة من الألومنيوم T6 مادة متعددة الاستخدامات بشكل ملحوظ, الأداء الهندسي, وأهمية صناعية واسعة.

الجمع المتعمد بين 6061 توفر كيمياء تصلب Mg-Si للسبائك مع مزاج T6 البالغ عمر الذروة قوة إنتاج خمسة أضعاف قوة السبائك الملدنة, تمكين مادة واحدة من تلبية المتطلبات الهيكلية لأرضيات مقطورات الشاحنات, معالجته لدرج المنصة البحرية, لوحات دخول المركبات العسكرية, وعناصر البناء المعمارية ذات سلطة متساوية.

يوفر النمط المرتفع المميز الذي يحدد لوحة المداس كفئة منتج في نفس الوقت مقاومة للانزلاق من أجل سلامة الأفراد, صلابة السطح لتحقيق الكفاءة الهيكلية, وهوية بصرية مرتبطة عالميًا بالجودة الصناعية والمتانة.

عملية التصنيع التي تنتج لوحة مداس T6 — بدءًا من البلاطة المصبوبة بالتيار المستمر وحتى الدرفلة على الساخن مع النقش المنقوش, المعالجة الحرارية الحل, التبريد, والشيخوخة الاصطناعية — تمثل تكاملًا متطورًا لعلم المعادن الفيزيائي, المعالجة الحرارية الميكانيكية, ومراقبة الجودة الدقيقة.

وتخضع كل مرحلة من هذه العملية لمعايير محددة بإحكام (أستم B632, ASTM B209, ايه ام اس 2770, في 1386) التي تضمن أداء المنتج الذي تم تسليمه للخصائص الميكانيكية والأبعاد التي يعتمد عليها المهندسون الإنشائيون في تصميماتهم.

قضية الاستدامة ل 6061 تتميز لوحة المداس المصنوعة من الألومنيوم T6 بأنها دقيقة ولكنها مواتية في النهاية.

في حين أن إنتاج الألمنيوم الأولي يحمل قدرا كبيرا من الطاقة وكثافة الكربون, قابلية إعادة التدوير الاستثنائية للألمنيوم (مع 95% توفير الطاقة مقابل. الإنتاج الأولي), عمر الخدمة الطويل في التطبيقات المقاومة للتآكل, ويتحد توفير الوزن الذي يتيحه في تطبيقات النقل لإنتاج أداء بيئي لدورة الحياة يكون منافسًا لبدائل الفولاذ أو يتفوق عليها في العديد من حالات الاستخدام.

تزايد توافر الكربون المنخفض, يعمل الألمنيوم المعتمد من ASI على تحسين ملف الاستدامة لمنتجات ألواح المداس.