ترك رسالة
وجهات النظر: 222 المؤلف: ريبيكا النشر الوقت: 2025-02-15 الأصل: موقع
قائمة المحتوى
>> الخصائص الرئيسية من 7075 الألومنيوم
● تطبيقات 7075 من عمليات سقوط الألومنيوم
● المعالجة والبثق بمساعدة القص (الشكل)
● دور 7075 الألومنيوم في السيارات الكهربائية (EVs)
● التغلب على التحديات مع 7075 بثق الألومنيوم
● فعالية من حيث التكلفة من الألومنيوم 7075
● خاتمة
>> 1. ما هي الميزة الأساسية لاستخدام 7075 الألومنيوم؟
>> 2. كيف تؤثر عملية البثق على خصائص الألومنيوم؟
>> 3. هل 7075 مقاومة للألمنيوم للتآكل؟
>> 4. هل يمكن لحام 7075 الألومنيوم؟
>> 5. في أي الصناعات 7075 الألومنيوم شائع الاستخدام؟
يعد الألومنيوم أحد أكثر المواد استخدامًا على نطاق واسع في مختلف الصناعات نظرًا لمقاومة الوزن الخفيفة ، والمقاومة للتآكل ، والخصائص الميكانيكية الممتازة. من بين مختلف سبائك الألومنيوم ، يبرز '7075 الألومنيوم ' لقوته الرائعة ومتانة. هذه المقالة تتعمق في كيفية '7075 يؤدي بثق الألومنيوم إلى تعزيز متانة المنتج ، وفحص خصائصه وتطبيقاته ومزاياه على مواد أخرى.
7075 الألومنيوم هو سبيكة عالية القوة تتكون في المقام الأول من الزنك ، مع كميات أصغر من المغنيسيوم والنحاس والعناصر الأخرى. يمنحها تكوينها الفريد خصائص ميكانيكية استثنائية ، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب قوة عالية ومقاومة للإجهاد.
-نسبة عالية من القوة إلى الوزن: 7075 يوفر الألومنيوم نسبة قوة إلى وزن أعلى بكثير من العديد من سبائك الألومنيوم الأخرى وحتى بعض الفولاذ [2]. هذا يجعلها مثالية للتطبيقات التي تكون فيها توفير الوزن أمرًا بالغ الأهمية دون المساس بالقوة.
- قوة الشد: يمكن أن تصل قوة الشد من الألمنيوم 7075-T6 إلى ما يصل إلى 83000 رطل (حوالي 572 ميجا باسكال) ، مما يجعلها واحدة من أقوى سبائك الألومنيوم المتاحة [5].
- مقاومة التعب: إنها تظهر مقاومة ممتازة للإرهاق ، مما يسمح لها بتحمل الأحمال الدورية دون فشل [5].
- مقاومة التآكل: على الرغم من أنها ليست مقاومة للتآكل مثل بعض السبائك الأخرى ، يمكن التعامل مع 7075 (على سبيل المثال ، أنود) لتحسين مقاومتها للتآكل [2].
بثق الألومنيوم هو عملية تصنيع تحول سبائك الألومنيوم إلى الأشكال المطلوبة عن طريق إجبارها على الموت. تتضمن العملية عدة خطوات:
1. إعداد الموت: تم تسخين القذف لضمان تدفق المعادن الأمثل.
2. تسخين البليت الألمنيوم: يتم تسخين البليت لجعله مرنًا بدرجة كافية للبثق.
3. البثق: يتم دفع البليت الساخن من خلال الموت تحت ضغط عالٍ لتشكيل الشكل المطلوب.
4. التبريد والقطع: يتم تبريد المادة المقدمة وتقطيعها إلى أطوال محددة.
تعزز عملية البثق خصائص 7075 الألومنيوم بعدة طرق:
- التوحيد في الهيكل: يؤدي البثق إلى بنية حبوب أكثر اتساقًا مقارنة بعمليات التكوين الأخرى. يساهم هذا التوحيد في تحسين الخصائص الميكانيكية والمتانة.
- القوة المحسّنة: تعمل عملية البثق على محاذاة بنية الحبوب على طول اتجاه التدفق ، مما يعزز بشكل كبير من قوة المنتج المبثوق.
- الأشكال متعددة الاستخدامات: تتيح القدرة على إنشاء أشكال معقدة تصاميم مبتكرة يمكنها تحسين أداء المنتج وتقليل الوزن [2].
نظرًا لخصائصها المتفوقة ، يتم استخدام 7075 من عمليات سقوط الألومنيوم في تطبيقات مختلفة صعبة:
- مكونات الطيران: تستخدم في هياكل الطائرات حيث تكون القوة الخفيفة والعالية حاسمة [2]. كما أنه يستخدم في تجهيزات الطائرات والسحابات [2].
- أجزاء السيارات: مثالية للمركبات عالية الأداء التي تتطلب مكونات متينة وخفيفة الوزن [2]. يعمل في مكونات الهيكل وأنظمة التعليق ومكونات المحرك [2].
- المعدات الرياضية: عادة ما تكون موجودة في الدراجات ، وتسلق معدات ، وغيرها من المعدات حيث تكون القوة والوزن عوامل حاسمة.
- الصناعة البحرية: تستخدم لبناء أجسام القوارب ، والصاري ، والمكونات الهيكلية الأخرى [2].
- صناعة البناء: تستخدم في السقالات ، وإطارات النوافذ ، والعناصر المعمارية الأخرى [2].
يقتصر البثق التقليدي لـ 7075 الألومنيوم على سرعته البطيئة ، وعادة ما يكون حوالي 2 متر في الدقيقة [3] [6]. يرجع هذا القيد إلى عوامل مثل تمزيق السطح والتكسير الناجم عن ذوبان مراحل نقطة الانصهار المنخفضة (LMP) ، ونمو الحبوب غير الطبيعي ، وقضايا تدفق المواد [6]. لمكافحة هذه القضايا ، تم تطوير طريقة جديدة تسمى المعالجة والبثق بمساعدة القص (الشكل) [3] [6].
يوفر الشكل العديد من المزايا على البثق التقليدي:
- زيادة سرعة البثق: يمكن أن يحقق الشكل سرعات البثق تصل إلى 12.2 متر في الدقيقة ، أسرع بكثير من الطرق التقليدية [3] [6].
-انخفاض العلاجات الحرارية: يشكل الشكل يلغي الحاجة إلى تجانس البليت وتسخين مسبق ، ويمكنه أيضًا القضاء على معالجة حرارة محلول ما بعد التحميل [3].
- الخصائص الميكانيكية المحسنة: 7075 المقدمة من الألومنيوم باستخدام الشكل يظهر قوة عائد ممتازة ، قوة الشد النهائية ، واستطالة [3].
تُعزى السرعة المتزايدة التي تحققها الشكل إلى تشوه القص أكثر شمولاً ، مما يؤدي إلى كثافة عالية من حدود الحبوب المنخفضة التي تسهل تشوه المستمر وتأخير بداية تمزيق السطح [6].
من المتوقع أن يدفع سوق المركبات الكهربائية (EV) النمو في قطاع بثق الألومنيوم ، مما يتطلب عمليات سبيكة الألومنيوم عالية الأداء [1]. يمكن استخدام 7075 الألومنيوم لإنتاج المكونات الهيكلية لـ EVs ، مثل صواني البطارية [1]. إن نسبة القوة العالية إلى الوزن البالغة 7075 من الألومنيوم تجعلها مادة مثالية لهذه التطبيقات ، حيث يمكن أن تساعد في تقليل الوزن الإجمالي للسيارة ، مما يحسن كفاءة الطاقة وأدائها [2].
على الرغم من مزاياه ، فإن 7075 الألومنيوم يمثل العديد من التحديات:
- سرعة البثق البطيئة: كما ذكرنا سابقًا ، يصعب ببثق 7075 الألومنيوم بسرعات عالية بسبب خطر تمزيق السطح والتكسير [6]. الشكل هو طريقة واحدة لمعالجة هذا [3] [6].
- التكلفة العالية: يمكن أن تكون عمليات التصنيع لـ 7075 من عمليات سقوط الألومنيوم أغلى من تلك الخاصة بالسبائك الأخرى [6].
- قابلية اللحام: 7075 الألومنيوم غير قابل لحام بسهولة مقارنة بالسبائك الأخرى مثل 6061 نظرًا لقابليته لتكسير التآكل [6].
للتغلب على هذه التحديات ، يستكشف الباحثون والمصنعون أساليب البثق الجديدة وتقنيات ما بعد المعالجة. تهدف هذه التطورات إلى تحسين قابلية البثق من 7075 الألومنيوم ، وتقليل تكاليف التصنيع ، وتعزيز قابلية اللحام ومقاومة التآكل.
يتطور قطاع بثق الألومنيوم باستمرار ، حيث يتم تطوير سبائك الألومنيوم الجديدة والمحسّنة لتلبية متطلبات مختلف الصناعات [4]. إن ارتفاع سبائك الألمنيوم عالية القوة مثل 7075 و 7050 قد أحدث ثورة في تطبيقات ملفات تعريف الألومنيوم في القطاعات الصعبة مثل الطيران والجيش والسيارات [4].
مع استمرار الصناعات في البحث عن حلول مبتكرة للوزن الخفيف وتحسين أداء المنتج ، من المحتمل أن يتوسع استخدام 7075 من عمليات سقوط الألومنيوم. من خلال جهود البحث والتطوير المستمرة ، يتم معالجة التحديات المرتبطة ببثق هذه السبائك ذات القوة العالية ، مما يمهد الطريق لتبنيه الأوسع في التطبيقات المختلفة.
عند مقارنة 7075 الألومنيوم مع سبائك شهيرة أخرى مثل 6061 ، من الواضح أن 7075 يوفر قوة ومتانة فائقة [5]:
| Property | 6061 الألومنيوم | 7075 الألومنيوم |
|---|---|---|
| قوة الشد | ما يصل إلى 310 ميجا باسكال | ما يصل إلى 572 ميجا باسكال |
| قوة العائد | ما يصل إلى 276 ميجا باسكال | ما يصل إلى 480 ميجا باسكال |
| قوة التعب | معتدل | عالي |
| مقاومة التآكل | جيد | معتدل |
في حين أن 7075 قد يكون الألمنيوم أغلى من بعض المواد الأخرى ، إلا أن متانته وأدائه يمكن أن يؤدي إلى وفورات في التكاليف على المدى الطويل [2]. إن الحاجة المنخفضة للصيانة والاستبدال ، إلى جانب تحسين الكفاءة ، يمكن أن تعوض الاستثمار الأولي [2]. بالإضافة إلى ذلك ، فإن العمر الطويل للمنتجات المصنوعة من 7075 من الألومنيوم يساهم في فعاليتها التكلفة الإجمالية [2].
صناعة الطيران:
تعتمد صناعة الطيران اعتمادًا كبيرًا على 7075 من عمليات سقوط الألومنيوم بسبب الحاجة الحاسمة للمواد الخفيفة والقوية في تصميم وتصنيع الطائرات [2]. غالبًا ما تستخدم مكونات مثل إطارات الطائرات ، وهياكل الجناح ، ومعدات الهبوط 7075 من الألومنيوم بسبب قوتها العالية ومقاومة التعب [2]. يتطلب قطاع الفضاء الجوي مواد يمكن أن تحمل الظروف القاسية ، و 7075 الألومنيوم تلبي هذه المتطلبات بفعالية [2].
صناعة السيارات:
في قطاع السيارات ، يتم استخدام 7075 الألومنيوم في المركبات عالية الأداء ، وخاصة في السباقات والسيارات الرياضية [2]. يتم استخدام السبائك في أجزاء مثل مكونات الهيكل وأنظمة التعليق ومكونات المحرك حيث يكون الحد من الوزن أمرًا ضروريًا للأداء [2]. تقدر صناعة السيارات 7075 لقدرتها على تحمل الإجهاد العالي مع الحفاظ على ملف تعريف خفيف الوزن [2].
الصناعة البحرية:
في الصناعة البحرية ، يتم استخدام 7075 الألومنيوم لبناء أجسام القوارب ، والصاري ، والمكونات الهيكلية الأخرى [2]. مقاومة السبائك للتآكل ، وخاصة عندما تكون مختلطة ، تجعلها مناسبة للبيئات البحرية [2]. بالإضافة إلى ذلك ، تساعد الطبيعة الخفيفة الوزن من 7075 الألومنيوم على تحسين سرعة وكفاءة استهلاك الوقود في القوارب [2]. غالبًا ما تتطلب التطبيقات البحرية مواد يمكنها تحمل ظروف المياه المالحة القاسية ، و 7075 الألومنيوم تلبي هذه المطالب بفعالية [2]. تتيح قوتها بناء سفن قوية يمكنها التعامل مع البحار القاسية مع الحفاظ على الأداء [2].
صناعة البناء:
تستفيد صناعة البناء أيضًا من استخدام 7075 من عمليات سقوط الألومنيوم ، وخاصة في التطبيقات التي تتطلب مكونات هيكلية خفيفة الوزن [2]. يتم استخدام هذه السبائك في السقالات ، وإطارات النوافذ ، والعناصر المعمارية الأخرى التي تكون فيها القوة والوزن عوامل مهمة [2]. تتيح القدرة على إيقاف 7075 الألومنيوم إلى أشكال مختلفة المهندسين المعماريين والبنائين لإنشاء تصميمات مبتكرة تعمل على حد سواء [2].
باختصار ، فإن استخدام 7075 بثق الألومنيوم يحسن بشكل كبير متانة المنتج بسبب خصائصه الميكانيكية الاستثنائية ، والبنية الموحدة من عملية البثق ، والتنوع في التصميم [2] [5]. يعزز ظهور تقنية الشكل إمكاناته من خلال زيادة سرعات البثق وتقليل العلاجات الحرارية [3] [6]. تبرز تطبيقاتها عبر مختلف الصناعات أهميتها كمواد تجمع بين القوة وخصائص الوزن الخفيف [2]. مع تقدم التكنولوجيا ، قد تؤدي إمكانية إجراء مزيد من التحسينات في تقنيات المعالجة إلى تطبيقات أوسع لهذه السبائك الرائعة [4]. تعد جهود البحث والتطوير المستمرة التي تهدف إلى مواجهة التحديات المرتبطة ببثق 7075 من الألومنيوم في المستقبل حيث يتم اعتماد هذه السبائك ذات القوة العالية على نطاق واسع واستخدامها عبر قطاعات متنوعة [6].
الميزة الأساسية لاستخدام 7075 الألومنيوم هي نسبة القوة إلى الوزن عالية ، مما يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتطلب مواد خفيفة ودائمة [2] [5].
تعزز عملية البثق توحيد بنية الحبوب وتتوافق معها على طول اتجاه التدفق ، مما يؤدي إلى تحسين الخواص الميكانيكية مثل القوة ومقاومة التعب.
في حين أن 7075 من الألومنيوم لديها مقاومة معتدلة للتآكل مقارنة بالسبائك الأخرى ، يمكن معالجتها (على سبيل المثال ، أنود) لتعزيز مقاومتها ضد البيئات المسببة للتآكل [2].
اللحام 7075 الألومنيوم يمثل تحديًا بسبب قابليته لتكسير التآكل ؛ ومع ذلك ، يمكن ربطه باستخدام طرق محددة مثل لحام المقاومة [6].
7075 يستخدم الألومنيوم عادة في الفضاء والسيارات وتصنيع المعدات الرياضية والصناعات البحرية والبناء وأي تطبيق يتطلب مواد عالية القوة [2].
[1] https://www.pnnl.gov/main/publications/external/technical_reports/pnnl-32387.pdf
[2] https://www.yjing-extrusion.com/what-industries-most-comomonly-tupipies-7075-aluminum-extrusions.html
[3] https://www.osti.gov/servlets/purl/1843596
[4] https://www.fortune-alu.com/info-detail/trends-shaping-the-future-of-aluminum-extrusion
[5]
[6] https://www.osti.gov/servlets/purl/1829474
[7] https://www.nrel.gov/docs/fy22osti/80038.pdf
[8] https://www.chaluminium.com/common-aluminum-extrusion-dections-causes-and-solutions
[9] https://www.researchgate.net/publication/223842777_extrusion_of_7075_aluminium_alloy_through_double-pocket_dies_to_manufacture_a_complex_profile
[10]
[11] https://www.mdpi.com/1996-1944/17/5/1210
[12]
[13] https://www.researchgate.net/publication/348246953_improving_both_strength_and_ductility_of_al-7075_by_combining_dual_qual_channel_lateral_with_with_age_treatment
[14]
[15]
[16] https://www.researchgate.net/publication/257516704_case_studies_on_virtual_extrusion_of_aluminium_alloys_in_real_size
[17] https://www.zetwerk.com/resources/knowledge-base/aluminum-extrusions/6061-vs-7075-aluminum-the-ultimate-comparison-guide/
[18] https://www.researchgate.net/publication/225607252_extrusion_tests_of_7075_aluminium_alloy_at_high_solid_fraction
[19]
[20] https://www.zetwerk.com/aluminum-extrusions/
