تصنيع وتطبيق رقائق الألومنيوم على شكل قرص العسل
11,221 الآراء 2025-11-25 03:22:57
بحث حول التطبيق الصناعي لرقائق الألومنيوم على شكل قرص العسل
المواد المركبة ساندويتش قرص العسل خفيفة الوزن, لديهم امتصاص جيد للطاقة المضغوطة, وتمتلك صلابة محددة عالية وقوة محددة.
مع الحد الأدنى من زيادة الوزن, يمكنهم تحسين صلابة الانحناء بشكل فعال وتعزيز القدرة على تحمل لحظات الانحناء والضغوط, مما يجعلها مادة صناعية مثالية خفيفة الوزن.
حالياً, مع زيادة التعاون بين التخصصات, تجتذب مواد شطيرة قرص العسل المزيد والمزيد من الاهتمام من الباحثين.
أدى التطور والنضج السريع لعمليات الإنتاج في السنوات الأخيرة إلى انخفاض كبير في تكاليف الإنتاج, قيادة تطبيق مواد شطيرة قرص العسل من المجالات العسكرية والفضائية إلى القطاعات المدنية والتجارية.
حالياً, إن هياكل شطائر قرص العسل الأكثر استخدامًا في السوق هي في الغالب هياكل قرص العسل السداسية التي تحاكي أقراص العسل الطبيعية.
الأكثر استخدامًا هي قرص العسل المصنوع من الألومنيوم, قرص العسل نومكس, قرص العسل الورقي, وقرص العسل من الألياف الزجاجية, والتي تستخدم على نطاق واسع في السيارات, بناء السفن, بناء, وصناعات التعبئة والتغليف.
وسوف تركز هذه الورقة على مناقشة أساليب الإنتاج الصناعي, العمليات, والخواص الميكانيكية لمواد شطيرة الألومنيوم على شكل قرص العسل.
رقائق الألومنيوم الأساسية على شكل قرص العسل
1. هيكل ساندويتش قرص العسل من الألومنيوم
يتكون هيكل شطيرة الألومنيوم على شكل قرص العسل من لوحة وجه, لوحة قاعدة, وسميكة, نواة قرص العسل من الألومنيوم خفيفة الوزن محصورة بينهما.
يتم ربط لوحة الوجه والقلب معًا بمادة لاصقة لتشكيل مادة صلبة, هيكل متكامل.
عادة ما تكون الألواح العلوية والسفلية مصنوعة من 3003 أو 5052 صفائح سبائك الألومنيوم, ويمكن أيضًا أن تكون مغلفة بألواح مقاومة للحريق, حجر, أو السيراميك.
تشمل المعالجات السطحية لألواح الوجه طلاء الفلوروكربون, طلاء الأسطوانة, طباعة نقل الحرارة, تنظيف الأسنان بالفرشاة, والأكسدة. سمك ألواح الوجه المصفحة هو 0.4-2.0 ملم.
مادة الإطار هي 6063-T4 من الألومنيوم أو الفولاذ المقاوم للصدأ. ال الألومنيوم المواد الأساسية العسل يتكون في الغالب من 3003 أو 5052 ورق ألومنيوم.
بسبب ارتفاع تكلفة المعالجة 5052 سبيكة, 3003 تعتبر السبائك حاليًا الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في السوق التجارية. يتراوح سمك رقائق الألومنيوم في قلب قرص العسل من 0.02 ل 0.08 مم, وتتوفر الأطوال الجانبية لقرص العسل المصنوع من الألومنيوم 5 مم, 6 مم, 8 مم, 10 مم, و 12 مم.
يمكن تصنيف نوى قرص العسل حسب الشكل, بما في ذلك مربع, المعيني, دائري, و سداسية منتظمة.
مقارنة هياكل وأداء الأشكال المختلفة, الهيكل السداسي العادي سهل التصنيع, يستخدم مواد أقل, لديها كفاءة هيكلية عالية, ويوفر ضغطًا أفضل ومقاومة الشد, مما يجعله النوع الأكثر استخدامًا. السماكة الإجمالية للوحة قرص العسل هي 15-25 مم.
2. معالجة فارغة من رقائق الألومنيوم على شكل قرص العسل
تتم معالجة الفراغات الشريطية المدرفلة على البارد بشكل أساسي باستخدام ثلاث طرق: صب السبائك المدرفلة على الساخن, الصب المستمر والدرفلة المزدوجة, وHazlett الصب والدحرجة المستمرة.
عادي 3003 تستخدم منتجات رقائق قرص العسل المصنوعة من السبائك عملية الصب بالصب الساخن والتبريد المباشر والتبريد المباشر.
أثناء الصهر, سبائك الألومنيوم مع محتوى 99.7% أو أعلى, النفايات الصلبة, و 10% ل 30% يتم وضع سائل الألومنيوم كهربائيا في فرن الصهر.
يتم تشكيل الألومنيوم المنصهر إلى سبائك (سبائك مسطحة كبيرة) ل 400-600 سمك مم من خلال قوالب بأحجام مختلفة.
يجب نشر السبائك من كلا الطرفين, المجلى, ويعاد تسخينه إلى 480-550 درجة مئوية ويحتفظ به لمدة 20-25 قبل ساعات من إرسالها إلى مطحنة الدرفلة الساخنة ذات الملف المزدوج.
من خلال الضغط العالي, المتداول متعدد التمريرات, لفائف الألمنيوم المدرفلة على الساخن من 6-8 يتم إنتاج سمك ملم, والتي يتم نقلها بعد ذلك إلى عملية الدرفلة على البارد لمزيد من الدرفلة.
تتطلب معدات الدرفلة على الساخن استثمارات عالية, ينطوي على عمليات معقدة, يستهلك الكثير من الطاقة, لديه دورة إنتاج طويلة, ويؤدي إلى تكاليف إنتاج عالية نسبيا.
يتم استخدامه بشكل عام لإنتاج مخزون العلب, صفائح فولاذية للسيارات, لوحات سبائك صلبة سميكة, لوحات CTP الراقية, ورقائق الألومنيوم الإلكترونية.
الصب والدرفلة المستمرة ثنائية الأسطوانة لها ثلاثة أشكال: أعلى ل, أفقي, ويميل. عملية الصب الخاصة بهم هي نفسها إلى حد كبير.
أولاً, سبائك الألومنيوم مع محتوى 99.7% أو أعلى, النفايات الصلبة, و 20% ل 60% يتم استخدام سائل الألومنيوم كهربائيا كمواد خام.
يتم صهرها في الفرن لتكوين الألومنيوم أو سبائك الألومنيوم المصهور. درجة الحرارة عموما أقل من 760 درجة مئوية, 90 إلى 100 درجة مئوية أعلى من نقطة انصهار الألومنيوم أو سبائك الألومنيوم, باستخدام أقل درجة حرارة ممكنة.
هواوي 3003 لفة جامبو من رقائق الألومنيوم
بعد التكرير والتسوية, يتم نقل الألومنيوم المنصهر إلى فرن الإمساك حيث يتم التحكم في درجة الحرارة عند 720-740 درجة مئوية. ثم يتدفق من خلال صنبور وحوض صغير إلى جهاز تفريغ الغاز, حيث تتم إضافة مصفاة الحبوب عبر الإنترنت.
بعد الترشيح, يتدفق إلى الغرفة الأمامية حيث يمكن التحكم في مستوى السائل. ثم يمر عبر فوهة صب مصنوعة من مادة سيليكات الألومنيوم مع مقسمات التدفق, ويدخل في الفراغ بين بكرات الصب التي تدور في نفس الاتجاه ومجهزة بمياه تبريد متداولة, تشكيل أ 6-8 مم شريط الصب.
يتم بعد ذلك لف هذا الشريط في ملف مصبوب بعرض معين باستخدام جهاز اللف. تتطلب عملية الصب والدرفلة المستمرة المزدوجة استثمارات أقل, ذو كفاءة عالية, لديها استهلاك منخفض للطاقة, وانخفاض تكاليف الإنتاج.
أثناء الإنتاج, يخضع المعدن المنصهر للتبريد السريع في منطقة الصب والدرفلة, مع وصول معدلات التبريد 102-103 درجة مئوية / ثانية. يحدث التصلب من خلال السريع, التبلور الحراري الاتجاهي, مما أدى إلى نمو الكريستال الاتجاه للغاية, عمودي تقريبا على سطح لفات الصب.
تتميز هذه العملية بتكوين العديد من البلورات الجذعية, يرافقه بعض الانفصال. محليا, تنمو البلورات التغصنية الموجودة في مركز الشريط بسرعة إلى بلورات عمودية, تشكيل زاوية 55 درجة -65 درجة مع مركز الشريط.
عندما تنتج 6-7 مم سميكة 3003 سبيكة, مع سرعة الصب 600-800 مم/دقيقة, تُظهر البنية المجهرية الناتجة الفصل والحبوب الخشنة محليًا.
ولا يؤدي هذا إلى زيادة عدم استقرار الإنتاج فحسب، بل يؤدي أيضًا إلى انخفاض استقرار أداء المنتج بعد عمليات التدوير اللاحقة.
عالية الإنتاجية (هازليت) يستخدم الصب والدرفلة المستمر فرن الذوبان, توظيف 80%-85% الألومنيوم المنصهر و 15%-20% مادة صلبة للصهر في الفرن, مع التحكم في درجة حرارة الانصهار عند 740-760 درجة مئوية.
تستخدم العملية مطحنة تكرير HD2000, حيث يتم حقن نسبة محددة من Ar و Cl₂ عبر دوار جرافيت دوار عالي السرعة. بعد تسوية >1 ساعة, يتدفق الألمنيوم المنصهر عبر قناة التدفق إلى مدخل غرفة التفريغ SNIF.
تتم إضافة مصفاة الحبوب عند المدخل. يتدفق الألومنيوم المنصهر بعد ذلك عبر صندوق مرشح إلى الحجرة الأمامية بمستوى سائل ثابت وقابل للتعديل. تحت الضغط الهيدروستاتيكي, يتدفق الألومنيوم المنصهر إلى فوهة صب معزولة بالفراغ ومائلة للأسفل عند حوالي 6 درجات.
تمتلئ الفوهة بالمياه المتداولة, مدعومة بكرات الدعم المغناطيسي, ويلقي باستمرار أ 19 بلاطة بسمك مم بين شرائح الفولاذ العلوية والسفلية مع طلاء محدد على سطحها الخارجي.
يصل معدل التبريد أثناء الصب إلى 30~80 درجة مئوية/ثانية, تقع بين تلك الخاصة بالدرفلة الساخنة التقليدية والصب المستمر المزدوج. عندما تنتج 3003 ورق ألومنيوم, هيكل الحبوب قريب من هيكل السبائك المدرفلة على الساخن.
يتم تغذية لوح الصب مباشرة إلى طاحونة ثلاثية الأسطوانات من أجل الدرفلة المستمرة على الساخن, إنتاج 3003 ألواح من السبائك بسمك 2.5 ~ 4.5 ملم. سرعة الصب هي 6.5~8 م/دقيقة, سرعة المتداول هي 30 ~ 80 م / دقيقة, والإنتاجية هي 35 ~ 50 طن / ساعة. تتميز عملية الصب والدرفلة المستمرة ذات الإنتاجية العالية بكفاءة إنتاجية عالية.
بالمقارنة مع الدرفلة الساخنة, فهو يلغي النشر, طحن, وعمليات التجانس, ليس فقط تحسين كفاءة الإنتاج وتقصير دورة العمل أثناء العملية, ولكن أيضا الادخار 500 كيلووات ساعة/طن في استهلاك الكهرباء وخفض التكاليف الإجمالية بأكثر من 600 يوان / ر.
تركز الأبحاث المحلية الحالية في المقام الأول على استخدام صب السبائك المدرفلة على الساخن في الإنتاج 3003 مواد شطيرة رقائق العسل المصنوعة من سبائك العسل, أثناء البحث في عمليات الصب والدرفلة المستمرة عالية الإنتاجية للإنتاج 3003 مواد شطيرة رقائق العسل المصنوعة من سبائك العسل تكاد تكون معدومة.
تصنيع وتطبيق رقائق الألومنيوم على شكل قرص العسل
3. الإجراء التجريبي
التقليدية المدرفلة على الساخن 6-8 ملم عملية المتداول البليت هي على النحو التالي: 6-8 ملم الخام ← التجانس ← الدرفلة على البارد ← 0.02-0.08 مم ← الحز ← الطلاء ← المعالجة ← المنتج النهائي على شكل قرص العسل.
عملية الصب والدرفلة المستمرة عالية الإنتاجية هي: 2.5-4.5 ملم الخام ← التجانس ← الدرفلة على البارد ← 0.02-0.08 مم ← الحز ← الطلاء ← المعالجة. تشير هذه التجربة إلى المعيار الوطني 3003 تكوين سبائك, وتعتمد عملية الصهر معيار تحكم موحد.
يظهر التركيب المحدد للسبائك في الجدول 1.
| درجة السبائك | و | Fe | النحاس | مينيسوتا | ملغ | Zn | ل | ال |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| المعيار الوطني | 0.60 | 0.70 | 0.02~0.20 | 1.00~1.50 | — | 0.10 | — | بقية |
| تجريبي | 0.16 | 0.47 | 0.10 | 1.14 | 0.02 | 0.05 | 0.01~0.03 | بقية |
عملية التجانس ل 3003 سبائك الخام هو 550 ⁄ ل 25-35 ح. بعد التجانس, يبلغ سمك المخزون المدلفن على الساخن 7.0 مم, قوة الشد من 106 الآلام والكروب الذهنية, واستطالة 43%.
كان سمك البليت المصبوب والمدلفن بشكل مستمر يبلغ سماكة 3.5 مم, قوة الشد من 117 الآلام والكروب الذهنية, واستطالة 39%.
تمت تجانس كلا الخامتين ومعالجتهما باستخدام نفس الطريقة, مما أدى إلى سمك المنتج النهائي 0.038 مم.
تم قطع عينات من المنتج النهائي 30 مم × 180 قطع مم, وتم اختبار خواصها الميكانيكية وقوة الختم الحراري.
يتمتع المخزون المدلفن على الساخن بقوة شد تبلغ 264 الآلام والكروب الذهنية, استطالة 4.5%, وقوة الختم الحراري 15 ن.
يتمتع المخزون المصبوب والمدلفن بشكل مستمر بقوة شد تبلغ 272 الآلام والكروب الذهنية, استطالة 3.8%, وقوة الختم الحراري 16 ن.
وفقا لردود الفعل في السوق, تتطلب الخواص الميكانيكية للمنتجات النهائية المصنوعة من رقائق الألومنيوم على شكل قرص العسل قوة شد >260 الآلام والكروب الذهنية, استطاله >3%, قوة ختم الحرارة >14 ن, وسطح مستو ونظيف لتجنب التأثير على تطبيق المادة اللاصقة النهائية.
مقارنة هذه البيانات, من الواضح أن مواد شطيرة رقائق الألومنيوم على شكل قرص العسل المنتجة باستخدام عملية الصب والدرفلة المستمرة عالية الإنتاجية لها مزايا كبيرة, بما في ذلك عملية إنتاج أقصر, عائد أعلى, انخفاض استهلاك الطاقة, وأداء أفضل للمنتج.
4. خاتمة
عملية الصب والدرفلة المستمرة عالية الإنتاجية للإنتاج 3003 سبائك الفراغات احباط العسل, مقارنة بعملية الدرفلة الساخنة التقليدية, يمكن تقصير تدفق العملية بشكل كبير وتحسين العائد مع ضمان جودة المنتج.
الصب المستمر والدرفلة عالية الإنتاجية 3003 سبيكة 3.5 ملم والدرفلة على الساخن 7.0 اتبعت الفراغات مم نفس عملية الإنتاج, مما يؤدي إلى عدم وجود اختلاف تقريبًا في الخواص الميكانيكية للمنتجات النهائية, كلاهما يلبي متطلبات الجودة لرقائق الألومنيوم على شكل قرص العسل.
