الجودة، والموثوقية، والأداء - تم التسليم
[email protected]
أرتيزونو

الدليل النهائي لتقنيات معالجة أسطح المعادن

آخر تحديث
يونيو 4، 2024
شاركنا إعجابك:

جدول المحتويات

المعالجة السطحية هي عملية تغيير حالة وخصائص سطح الأجزاء باستخدام تقنيات متطورة في تقاطع الفيزياء والكيمياء والمعادن والمعالجة الحرارية لتحسين الدمج مع المادة الأساسية من أجل تلبية متطلبات الأداء المحددة مسبقًا.

تشكل المعالجة السطحية بشكل مصطنع طبقة على سطح مادة الركيزة لها خواص ميكانيكية وفيزيائية وكيميائية مختلفة عن الركيزة، بهدف تلبية متطلبات المنتج لمقاومة التآكل أو مقاومة التآكل أو الزخرفة أو غيرها من الوظائف الخاصة.

واعتمادًا على الغرض من المعالجة السطحية، يمكن تقسيم تقنيات المعالجة السطحية إلى معالجة تقوية السطح، ومعالجة زخرفة السطح، ومعالجة مقاومة التآكل السطحي، ومعالجة إصلاح السطح. تشمل طرق المعالجة السطحية الشائعة الرش الحراري، والرش الحراري، والسفع بالخردق، والسفع الرملي، ودرفلة السطح، والطلاء بالأيونات، وتقوية السطح بالليزر، والتلميع، والطلاء الكهربائي العام، والطلاء الكهربائي الخاص، وأكسدة الفولاذ، وفوسفات الفولاذ، وأكسدة أنوديك الألومنيوم ومعالجة التلوين، والطلاء والرش البلاستيكي، إلخ.

I. تقشير الطلقات

يُعد التقشير بالرش بالخردق، والمعروف أيضًا باسم التقوية بالسفع بالخردق، إحدى الطرق الفعالة لتقليل إجهاد الأجزاء وتحسين عمرها الافتراضي. التقوية بالسفع بالخردق هي عملية يتم فيها رش عدد لا يحصى من الوسائط الكروية الصغيرة التي تسمى طلقات الصلب باستمرار بسرعة عالية ويتم دقها على سطح الجزء، وبالتالي إنتاج طبقة ضغط انضغاطية متبقية على السطح.

لأنه عندما تصطدم كل طلقة فولاذية بالجزء المعدني، فإنها تعمل مثل مطرقة صغيرة تدق السطح، مما يخلق فجوات أو انخفاضات صغيرة. ولتشكيل هذه المنخفضات، يجب أن تخضع الطبقة السطحية المعدنية للتمدد.

وتحاول الحبيبات المضغوطة تحت السطح استعادة السطح إلى شكله الأصلي، وبالتالي توليد نصف كرة تحت قوة ضغط عالية. يتداخل عدد لا يحصى من المنخفضات لتشكيل طبقة موحدة من الإجهاد الانضغاطي المتبقي. وفي نهاية المطاف، يتم تحسين قوة إجهاد الجزء بشكل كبير ويطول عمره التشغيلي تحت حماية طبقة الضغط الانضغاطي.

المعدات المستخدمة في الصقل بالخردق هي آلة الصقل بالخردق، كما هو موضح في الشكل 1.

الشكل 1 ماكينة الصقل بالخردق
الشكل 1 ماكينة الصقل بالخردق

وعادةً ما تتضمن طرق الثقب بالخردق بالخردق اليدوي والميكانيكي، كما هو موضح في الشكلين 2 و3.

الشكل 2 التقشير اليدوي بالخردق
الشكل 2 التقشير اليدوي بالخردق
الشكل 3 التقشير بالخردق الميكانيكي
الشكل 3 التقشير بالخردق الميكانيكي

إن الوسائط المستخدمة عادةً في عملية الصقل بالخردق هي حبيبات الرمل أو الطلقات المعدنية التي يتراوح قطرها من 0.5 إلى 2 مم، وغالبًا ما تكون مادة الرمل هي Al₂O₃ أو SiO₂. يرتبط تأثير المعالجة السطحية بحجم الطلقة وسرعة الطلقة ومدتها. يُستخدم التقشير بالخردق لتحسين قوة الجزء، ومقاومة التآكل، ومقاومة التآكل، ومقاومة التآكل، وكذلك للتشطيب السطحي غير اللامع، وإزالة الأكسدة، و التخلص من الإجهاد المتبقي في المسبوكات والمطروقات واللحامات.

التثقيب بالخردق هو عملية تقوية السطح المعتمدة على نطاق واسع في المصانع، مع معدات بسيطة، وتكلفة منخفضة، ولا توجد قيود على شكل وموضع قطعة العمل، وعملية مريحة، ولكن بيئة العمل سيئة.

ويستخدم كل من السفع بالخردق والسفع الرملي الهواء عالي الضغط أو الهواء المضغوط كطاقة لنفخه نحو سطح قطعة العمل بسرعة عالية لتحقيق تأثير التنظيف، ولكن اختيار الوسيط مختلف، وكذلك التأثيرات، كما هو موضح في الشكل 4.

الشكل 4 الفرق بين السفع بالخردقة والسفع بالرمل
الشكل 4 الفرق بين السفع بالخردقة والسفع بالرمل

ثانياً: السفع بالرمل السفع بالرمل

السفع بالرمل هو عملية استخدام الهواء الميكانيكي أو الهواء المضغوط المنقى لرش تدفق الرمل بقوة نحو سطح المنتجات المعدنية، والاستفادة من التأثير القوي لتدفق الرمل لإزالة الأوساخ الموجودة عليها، وتحقيق أغراض التنظيف أو التزيين.

تشمل الاستخدامات الرئيسية للسفع الرملي ما يلي:

  • إزالة الصدأ، وخبث اللحام، ورواسب الكربون، وطبقات الطلاء القديمة، والشحوم من على سطح الأجزاء.
  • إزالة رمل الصب وقشور الأكسيد من سطح المسبوكات أو المطروقات أو الأجزاء المعالجة حراريًا.
  • إزالة النتوءات أو الخدوش الاتجاهية من سطح الأجزاء.
  • تقليل خشونة السطح الأجزاء، وتحسين الالتصاق بين الركيزة وطبقة الطلاء.
  • جعل الأجزاء ذات حالة انعكاس منتشر غير لامع. يجب أن يكون الرمل المستخدم في السفع الرملي جافًا ونظيفًا وخاليًا من الشوائب ولا يؤثر على خصائص المادة. تظهر معدات السفع الرملي الشائعة في الشكل 5.
الشكل 5 معدات السفع بالرمل
الشكل 5 معدات السفع بالرمل

ثالثًا: الطلاء الكهربائي الطلاء بالكهرباء

يمكن أن يغطي الطلاء الكهربائي المواد أو الأجزاء بطبقة طلاء موحدة وكثيفة نسبيًا وذات التصاق جيد، لتغيير خصائص سطحها ومظهرها، مما يحقق الغرض من حماية المواد أو الزخرفة. إلى جانب جعل المنتجات جميلة ومتينة، يمكن للطلاء الكهربائي أيضًا الحصول على وظائف خاصة، مثل تحسين مقاومة التآكل، ومقاومة التآكل، ومقاومة التآكل، ومقاومة الحرارة، والانعكاسية، والتوصيلية، والتشحيم، وصلابة سطح المنتجات المعدنية، وإصلاح أبعاد الأجزاء البالية وعيوب السطح.

على سبيل المثال، يمكن أن يحقق الطلاء بالذهب على أجهزة أشباه الموصلات مقاومة تلامس منخفضة للغاية؛ ويمكن أن يحقق الطلاء بالقصدير على المكونات الإلكترونية قابلية لحام جيدة؛ ويمكن أن يحقق الطلاء بالكروم على حلقات المكبس والأعمدة مقاومة عالية للتآكل؛ وكذلك الطلاء بالنحاس لمنع الكربنة الموضعية، والطلاء بالقصدير لمنع النيترة الموضعية. يظهر التدفق العام لعملية الطلاء الكهربائي في الشكل 6.

الشكل 6 مخطط انسيابي لعملية الطلاء بالكهرباء
الشكل 6 مخطط انسيابي لعملية الطلاء بالكهرباء

تشمل عمليات الطلاء الكهربائي المستخدمة على نطاق واسع حاليًا الطلاء بالنحاس والطلاء بالنيكل والطلاء بالكروم والطلاء بالزنك والطلاء بالفضة والطلاء بالذهب وما إلى ذلك. إذا أخذنا الطلاء بالنيكل كمثال: الطلاء بالنيكل الأجزاء المعدنية مغمورة في محلول من الملح المعدني (NiSO₄) ككاثود، مع صفيحة نيكل كأنود، وبعد توصيلها بمصدر طاقة تيار مباشر، يتم ترسيب طبقة طلاء معدنية من النيكل على قطعة العمل، ويوضح الشكل 7 مبدأ العمل.

الشكل 7 مبدأ الطلاء بالنيكل
الشكل 7 مبدأ الطلاء بالنيكل

1. الطلاء الكهربائي التقليدي

(1) الطلاء بالزنك

يعمل الطلاء بالزنك على الأجزاء الفولاذية بشكل أساسي كحماية من التآكل، وهو ما يمثل ثلث إلى نصف جميع الأجزاء المطلية بالكهرباء، مما يجعله أكبر حجم إنتاج بين جميع أنواع الطلاء. يتميز الطلاء بالزنك بمزايا التكلفة المنخفضة، والمقاومة الجيدة للتآكل، والجماليات، ويستخدم على نطاق واسع في الصناعات الخفيفة، والكهروميكانيكية، والآلات الزراعية، والصناعات الدفاعية.

(2) طلاء الكادميوم

يوفر الطلاء بالكادميوم على الأجزاء الفولاذية، في البيئات البحرية والبيئات الجوية الحارة الرطبة، أداءً وقائيًا أفضل من الطلاء بالزنك. تستخدم الأجزاء في صناعات الطيران والبحرية والإلكترونيات في الغالب طلاء الكادميوم. ومع ذلك، فإن أملاح الكادميوم سامة وتسبب تلوثًا بيئيًا شديدًا، مما يحد من استخدام طلاء الكادميوم.

(3) طلاء القصدير

نواتج تآكل القصدير غير ضارة بالبشر وسهلة اللحام، مما يجعل طلاء القصدير يستخدم على نطاق واسع في تغليف علب الطعام، وأواني الشرب، وأدوات المائدة، وصناعة الإلكترونيات.

(4) طلاء النحاس

وغالبًا ما يُستخدم طلاء النحاس كطبقة وسيطة للطلاءات الأخرى لتحسين الالتصاق بين طلاء السطح والمعدن الأساسي. في صناعة الطاقة، يمكن أيضًا استخدام الأسلاك الحديدية المطلية بالنحاس لتحل محل الموصلات النحاسية النقية لتقليل استهلاك النحاس.

(5) الطلاء بالنيكل

للطلاء بالنيكل مجموعة واسعة من التطبيقات، حيث يُستخدم في كل من الزخرفة الوقائية والوظائف. ويستخدم الأول بشكل أساسي في الطلاء الزخرفي الواقي على أجزاء الدراجات والساعات والأجهزة المنزلية ومنتجات الأجهزة والسيارات والكاميرات وغيرها، بينما يستخدم الثاني بشكل أساسي في الطلاء الكهربائي لإصلاح المنتجات المعرضة للتآكل.

(6) الطلاء بالكروم

يمكن أن يحافظ الكروم على بريقه لفترة طويلة في الغلاف الجوي، ولا يتفاعل في المحاليل القلوية وحمض النيتريك وحمض الكبريتيك والعديد من الأحماض العضوية. يتميز طلاء الكروم بصلابة عالية، ومقاومة ممتازة للتآكل، ومعامل احتكاك أقل، وبالتالي فإنه يستخدم عادةً في الطلاء الزخرفي الواقي لمنع المعدن الأساسي من الصدأ، وغالباً ما يستخدم أيضاً لتحسين مقاومة المنتجات للتآكل.

2. طلاء كهربائي خاص

(1) الطلاء بالفرشاة

الطلاء بالفرشاة لا يستخدم حمام طلاء. يتم توصيل قطعة العمل الدوارة بالقطب السالب لمصدر تيار مباشر، ويتم توصيل قلم الطلاء بالقطب الموجب، ويتم لف الطرف الأمامي لقلم الطلاء بقطن منزوع الشحوم. يتم نقع محلول الطلاء المصبوب في غلاف القطن منزوع الشحوم. وتحت تأثير المجال الكهربائي، تكتسب الكاتيونات المعدنية الموجودة في محلول الطلاء إلكترونات على سطح قطعة العمل (القطب السالب) وتترسب على السطح، مكونة طبقة طلاء كهربائي، كما هو موضح في الشكل 8.

الشكل 8 الطلاء بالفرشاة
الشكل 8 الطلاء بالفرشاة

يمكن أن يصل سمك طبقة الطلاء بالفرشاة إلى 0.01 إلى 0.5 مم، بجودة جيدة، وقوة ترابط عالية، وسرعة أسرع من طلاء الخزان. معدات الطلاء بالفرشاة بسيطة، والتشغيل مرن، ويمكن استخدامها للطلاء الكهربائي المحلي والعمليات الميدانية.

(2) الطلاء الكهربائي غير المعدني

يشير الطلاء الكهربائي غير المعدني إلى الطلاء الكهربائي للمنتجات غير المعدنية مثل البلاستيك والزجاج والسيراميك والألياف. وتتمثل العملية الرئيسية للطلاء بالكهرباء غير المعدني في الطلاء بالكهرباء غير المعدني في تعدين السطح، والذي يولد طبقة موصلة على الركيزة غير المعدنية لتسهيل الطلاء بالكهرباء. وتشمل طرق تعدين السطح الطلاء الكيميائي والرش والتنظيف بالفرشاة. ويستخدم الطلاء بالكهرباء غير المعدني بشكل أساسي في بعض الأجزاء الزخرفية للسيارات والطائرات، وكذلك في تدريع الأدوات الإلكترونية وألياف الكربون.

رابعًا: الطلاء الكيميائي الطلاء الكيميائي

إن تقنية الطلاء الكيميائي هي عملية ترسيب المعادن التي تحدث تحت تأثير تحفيزي من المعادنمن خلال تفاعلات الأكسدة والاختزال التي يمكن التحكم فيها. بالمقارنة مع الطلاء الكهربائي، تتميز تكنولوجيا الطلاء الكيميائي بخصائص الطلاء الموحد، والثقوب الصغيرة، وعدم الحاجة إلى معدات إمداد الطاقة بالتيار المباشر، والقدرة على الترسيب على غير الموصلات، وبعض الخصائص الخاصة.

بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لانخفاض تصريف النفايات السائلة، والحد الأدنى من التلوث البيئي، وانخفاض تكلفة تكنولوجيا الطلاء الكيميائي، فقد حلت تدريجيًا محل الطلاء الكهربائي في العديد من المجالات، لتصبح عملية معالجة الأسطح الصديقة للبيئة. حاليًا، تُستخدم تكنولوجيا الطلاء الكيميائي على نطاق واسع في صناعات مثل الإلكترونيات وتصنيع الصمامات والآلات والبتروكيماويات والسيارات والفضاء.

خصائص الطلاء الكيميائي:

  • يمكن تحقيق سماكة موحدة لطبقة الطلاء على قطع العمل المعقدة الشكل;
  • تحتوي طبقة الطلاء على حبيبات دقيقة وكثيفة، مع عدد أقل من المسام والشقوق;
  • يمكن ترسيب طبقات معدنية على مواد غير معدنية.

V. أكسدة وفوسفرة الفولاذ

1. الأكسدة

الأكسدة هي حماية المواد تقنية تنطوي على تسخين الفولاذ الأجزاء في الهواء أو غمرها مباشرةً في محلول مؤكسد مركّز لإنتاج طبقة رقيقة للغاية من الحديد₃O₄ على سطحها، وهو ما يُعرف أيضًا باسم التزريق أو التسمير.

تدفق عملية أكسدة الفولاذ هو: إزالة الشحوم الكيميائية ← الغسيل بالماء الساخن المتدفق ← الغسيل بالماء البارد المتدفق ← الغسيل بالماء البارد المتدفق ← الأكسدة الأولى ← الأكسدة الثانية ← الغسيل بالماء البارد المتدفق ← الغسيل بالماء الساخن المتدفق ← المعالجة التكميلية ← الغسيل بالماء البارد المتدفق ← الغسيل بالماء الساخن المتدفق ← الغسيل بالماء الساخن المتدفق ← التجفيف أو التجفيف ← الفحص ← الغمر بالزيت ← التخزين.

2. الفوسفات

يُعرف غمر قطع الفولاذ في محلول يتكون أساسًا من الفوسفات، مما يتسبب في ترسيب السطح وتشكيل طبقة تحويل فوسفات بلورية غير قابلة للذوبان في الماء باسم المعالجة بالفوسفات. محاليل المعالجة الفوسفاتية الشائعة هي محاليل فوسفات الحديد المنغنيز وفوسفات الزنك. يبلغ سُمك طبقة الفوسفات بعد المعالجة عمومًا 1 ~ 5 ميكرومتر، وتبلغ مقاومته للتآكل 2 ~ 10 أضعاف مقاومة التآكل في المعالجة بالأكسدة.

تتميز الطبقة الفوسفاتية بالالتصاق القوي بالركيزة ومقاومة جيدة للتآكل وأداء عزل عالي. ويتميز بمقاومة جيدة للتآكل في الغلاف الجوي والزيوت والبنزين والتولوين، كما يتميز بامتصاص ممتاز للزيت والشمع والأصباغ والطلاء، مما يجعله مناسبًا كطلاء أولي للطلاء.

ومع ذلك، فإن قوة وصلابة الطبقة الفوسفاتية نفسها منخفضة نسبيًا، مع هشاشة معينة. عندما تتشوه المادة الفولاذية بشكل كبير، قد تظهر تشققات دقيقة، وهي ليست مقاومة للصدمات، مع مقاومة ضعيفة للتآكل في الأحماض والقلويات ومياه البحر والبخار. بعد المعالجة بالفوسفات أو طلاء السطح أو الغمر بالزيت يمكن أن يحسن بشكل كبير من مقاومة التآكل.

المعدات اللازمة للمعالجة بالفوسفات بسيطة وسهلة التشغيل ومنخفضة التكلفة وعالية الإنتاجية. ويمكن استخدامها كطبقة واقية لأجزاء المواد الفولاذية في المعدات الميكانيكية العامة، وكذلك كطبقة تزييت وحماية لمختلف الأسلحة.

سادسًا. الطلاء

يشير الطلاء إلى عملية تغطية الأسطح المعدنية وغير المعدنية بطبقة واقية أو زخرفية. عمليات الطلاء الشائعة موضحة في الجدول 1.

الجدول 1 عمليات الطلاء الشائعة

الرقم التسلسليطرق الطلاءالمحتوىالميزاتنطاق التطبيق
1التنظيف بالفرشاةتنظيف الأسنان بالفرشاة يدوياً باستخدام فرش مختلفةيوفر المواد والعمالة، ولكنه يتطلب جهدًا بدنيًا كبيرًاأي شكل من أشكال قطع العمل، أي طلاء تقريبًا
2الطلاء بالغمس التلقائييتم غمس قطعة العمل تلقائيًا في خزان الطلاء من خلال حركة السلسلة على الناقل العلوييوفر العمالة والمواد، وإنتاجية عالية، ولكن كمية كبيرة من تبخر المذيبات من خزان الطلاء، ومتطلبات صارمة للحماية من الحرائقإنتاج خط التجميع على نطاق واسع
3الرش اليدوي (بما في ذلك الرش اللاهوائي عالي الضغط)

باستخدام الهواء المضغوط، يقوم مسدس الرش بتذرية الطلاء ورشه على سطح قطعة العمل لتشكيل طبقة رقيقة
طبقة طلاء موحدة، ونوعية جيدة، ولكن إهدار كبير للطلاءمناسبة لقطع العمل ذات الأشكال المختلفة، خاصة لقطع العمل ذات المساحة الكبيرةطلاء التدفق
4يتم وضع قطعة العمل على طاولة عمل، ويتم رش سائل الطلاء على قطعة العمل باستخدام مضخة تدويركفاءة عمل عالية، وفقدان منخفض لسائل الطلاء، ومناسبة لعمليات خط التجميعمناسب للدفعات الكبيرة من الطلاء التمهيدي لقطعة العمل الواحدةطلاء الستائر
5تمر قطعة العمل تحت ستارة متدفقة باستمرار من سائل الطلاء للطلاءكفاءة عمل عالية، وفقدان منخفض لسائل الطلاء، ومناسب لعمليات خط التجميع، ولكن لا يمكن طلاء السطح الرأسي لقطعة العملمناسبة للإنتاج على دفعات، وتحتاج فقط إلى طلاء جانب واحد من قطع العمل الكبيرةطلاء القاع المميَّع
6طلاء القاع المميَّعباستخدام طلاء المسحوق في ضغط هواء معين لتقديم حالة "الغليان"، فإنه يندمج ويبرد على سطح قطعة العمل المسخنة مسبقًا أعلى بقليل من درجة انصهاره لتشكيل طبقة رقيقةسماكة الطلاء كبيرة، وسرعة الطلاء سريعةمناسبة لقطع العمل الكبيرة والمختلفة الشكل
7طلاء الأسطوانةاستخدام ماكينات طلاء الأسطوانة للطلاء الأسطوانييمكن استخدام الطلاءات ذات اللزوجة العالية، وسمك الفيلم موحد، وملائم للميكنة، والإنتاج الآليمناسب لطلاء الألواح المسطحة

أما في تطبيقات الإنتاج، فإن عمليات الطلاء الأكثر استخدامًا هي عمليات الطلاء الأكثر شيوعًا هي الرش اللاهوائي عالي الضغط والرش الكهروستاتيكي.

1. الرش اللاهوائي عالي الضغط

يستخدم الرش بدون هواء عالي الضغط هواءً مضغوطًا منخفض الضغط (0.4 ~ 0.6 نيوتن/مم²) لدفع مضخة عالية الضغط، وضغط الطلاء إلى 10 ~20 نيوتن/مم²، ثم رشه من خلال فوهة خاصة لمسدس الرش عالي الضغط لتشكيل طلاء، كما هو موضح في الشكل 9.

الشكل 9 الرش اللاهوائي عالي الضغط
الشكل 9 الرش اللاهوائي عالي الضغط

خصائص الرش اللاهوائي عالي الضغط هي:

  • لا توجد ظاهرة ارتداد جسيمات الطلاء وتطاير رذاذ الطلاء التي تحدث مع رش الهواء المضغوط العام;
  • إنتاجية عالية، أعلى بعدة مرات إلى عشرات المرات من الرش بالهواء المضغوط;
  • مناسب لرش الطلاءات ذات اللزوجة العالية، حيث يمكن أن يحقق الاستخدام الواحد سماكة طلاء تبلغ 100 ~ 300 ميكرومتر.

2. الرش الكهروستاتيكي

الرش الكهروستاتيكي هو طريقة رش تستخدم مجالاً كهروستاتيكيًا عالي الجهد لجعل جزيئات الطلاء سالبة الشحنة تتحرك في الاتجاه المعاكس للمجال الكهربائي وتمتص جزيئات الطلاء على سطح قطعة العمل، كما هو موضح في الشكل 10. وتتكون معدات الرش الكهروستاتيكي من مسدس رش، وكوب رش، ومزود طاقة الرش الكهروستاتيكي عالي الجهد، إلخ.

الشكل 10 الرش الكهروستاتيكي
الشكل 10 الرش الكهروستاتيكي

يتميز الرش الكهروستاتيكي بإنتاجية أعلى وجودة غشاء أفضل من الرش العادي، ويستخدم عادةً في خطوط الإنتاج الأوتوماتيكية للسيارات والدراجات والمعدات الكهروميكانيكية ذات الإنتاج الضخم. يوضح الشكل 11 رسمًا تخطيطيًا للرش الكهروستاتيكي لجسم السيارة.

الشكل 11 رش جسم السيارة بالرش الكهروستاتيكي
الشكل 11 رش جسم السيارة بالرش الكهروستاتيكي

سابعاً التلميع

التلميع هو طريقة معالجة لإنهاء سطح الأجزاء، وعادةً ما يحقق سطحًا أملسًا فقط، ولا يمكنه تحسين دقة المعالجة الأصلية أو حتى الحفاظ عليها. واعتمادًا على حالة ما قبل المعالجة، يمكن أن تصل قيمة خشونة السطح Ra بعد التلميع إلى 0.008 ~ 1.6 ميكرومتر.

يمكن تقسيم التلميع إلى تلميع ميكانيكي وتلميع كيميائي وتلميع كهروكيميائي.

1. التلميع الميكانيكي

(1) تلميع العجلة

استخدام عجلة تلميع مرنة دوارة عالية السرعة ومرنة ومواد كاشطة دقيقة للغاية لفّ سطح قطعة العمل وقطعه بشكل دقيق لتحقيق التلميع. تُصنع عجلة التلميع من طبقات متعددة من القماش أو اللباد أو الجلد، وتستخدم لتلميع الأجزاء الأكبر حجمًا. عملية عملية الصقل الشائعة للعجلة موضحة في الشكل 12.

الشكل 12 تلميع العجلة
الشكل 12 تلميع العجلة

أ) التلميع اليدوي
ب) التلميع العمودي
ج) التلميع الأفقي

(2) التلميع الاهتزازي

يتم تحميل قطع العمل والمواد الكاشطة وسائل الصقل في صندوق اهتزازي. من خلال اهتزاز الصندوق، تحتك قطع الشُّغْلَة ببعضها البعض وبالمواد الكاشطة. بالاقتران مع العمل الكيميائي لسائل الصقل يتم إزالة الزيت والصدأ الموجود على سطح قطع العمل، ويتم طحن القمم وبالتالي الحصول على سطح أملس.

خصائص الصقل الاهتزازي هي كما يلي:

  • يزيل النتوءات حول قطعة العمل بسرعة، بما في ذلك الثقوب الداخلية الصغيرة، وفتحات الأنابيب، والزوايا الميتة في الشقوق.
  • لا تؤثر قطعة العمل المصقولة على الدقة الأصلية؛ فلا توجد تغييرات في الشكل والحجم، ويمكن أن تصل قيمة خشونة السطح Ra إلى 0.01 ~ 0.1 ميكرومتر، مما يعطي بريقًا معدنيًا لامعًا.
  • وقت قصير، كل وقت معالجة هو 5 ~ 20 دقيقة.
  • عملية مريحة، منخفضة التكلفة، بدون تلوث.

2. التلميع الكيميائي

يُطلق على غمر الأجزاء المعدنية في محلول كيميائي مصنوع خصيصًا، واستخدام ظاهرة أن الأجزاء المرتفعة من السطح المعدني تذوب أسرع من الأجزاء الغائرة لتحقيق صقل سطح الأجزاء التلميع الكيميائي. وتتمثل ميزة الصقل الكيميائي في أن المعدات بسيطة، ويمكنها معالجة الأجزاء ذات الأشكال المعقدة نسبيًا.

عيوب التلميع الكيميائي:

  • جودة الصقل ليست جيدة مثل الصقل الإلكتروليتي;
  • إن تعديل وتجديد المحلول المستخدم صعب نسبيًا، مما يحد من تطبيقه;
  • أثناء عملية التشغيل، يؤدي استخدام حمض النيتريك في بعض الأحيان إلى انبعاث كمية كبيرة من الغازات الضارة ذات اللون الأصفر والبني مما يسبب تلوثًا بيئيًا شديدًا.

3. التلميع الكهروكيميائي

الصقل الكهروكيميائي، المعروف أيضًا باسم الصقل الإلكتروكيميائي، هو عملية يتم فيها استخدام قطعة العمل المراد صقلها كأنود ويعمل معدن غير قابل للذوبان ككاثود، ويتم غمر كلا القطبين في نفس الوقت في خلية إلكتروليتية، ويتم تطبيق تيار مباشر لإنتاج ذوبان أنودي انتقائي، وبالتالي تحقيق صقل سطح قطعة العمل.

يتشابه الصقل الكهروكيميائي مع الصقل الكيميائي، والفرق هو أنه يتم تطبيق التيار المباشر أيضًا، ويتم توصيل قطعة العمل بالقطب الموجب ويحدث الذوبان الأنودي، ويتم تحقيق الصقل أيضًا من خلال الاستفادة من ظاهرة أن الأجزاء المرتفعة من سطح المعدن تذوب أسرع من الأجزاء الغائرة.

مزايا الصقل الإلكتروليتي:

  • لون داخلي وخارجي متناسق، وبريق دائم، وحتى التجاويف التي لا يمكن للصقل الميكانيكي الوصول إليها يمكن تسويتها;
  • إنتاجية عالية، وتكلفة منخفضة;
  • يمكن أن يعزز مقاومة التآكل لسطح قطعة العمل للتآكل.

ثامناً. الصقل

الصقل هو عملية صقل بالضغط تستخدم خصائص اللدونة الباردة للمعادن في درجة حرارة الغرفة. يتم تطبيق ضغط معين على سطح قطعة العمل باستخدام أداة الصقل مما يؤدي إلى تدفق اللدونة من المعدن السطحي لملء الوديان المنخفضة المتبقية الأصلية، وبالتالي تقليل خشونة سطح قطعة العمل.

نظرًا للتشوه البلاستيكي للمعدن السطحي المصقول، يتم تقسية بنية السطح على البارد ويتم صقل الحبيبات وتشكيل بنية ليفية كثيفة وخلق طبقة إجهاد متبقية، مما يحسن من قوة وصلابة سطح قطعة العمل، وبالتالي تحسين مقاومة التآكل ومقاومة التآكل وجودة التزاوج لقطعة العمل. الصقل هو طريقة معالجة بلاستيكية غير قابلة للقطع.

تتمثل مزايا الصقل فيما يلي:

  • يحسن خشونة السطح، يمكن أن تصل قيمة خشونة السطح بشكل أساسي إلى Ra≤0.08μm.
  • يصحح الاستدارة ولا يزيد خطأ الاستدارة عن 0.01 مم.
  • يزيد من صلابة السطح.
  • يحتوي الجزء المُعالج على طبقة إجهاد متبقية، مما يحسن من قوة الإجهاد بحوالي 30%.
  • يحسن من جودة التزاوج، ويقلل من التآكل، ويطيل من عمر خدمة الأجزاء.

تاسعًا تفتيح التورم السطحي

الصقل هو عملية ضغط كرة فولاذية أو أداة صقل أخرى ذات شكل آخر، والتي يكون قطرها أكبر قليلاً من الفتحة، من خلال الفتحة الداخلية المشكّلة لقطعة العمل في درجة حرارة الغرفة للحصول على سطح دقيق وأملس ومقوّى، كما هو موضح في الشكل 13.

الشكل 13 الصقل
الشكل 13 الصقل

أ) صقل كرات الصلب
ب) الصقل بأدوات ذات أشكال أخرى

يبلغ بدل الصقل بشكل عام 0.07 ~ 0.015 مم. بعد الصقل، يمكن أن تصل درجة تفاوت الأبعاد إلى IT5 ~IT7، ويمكن أن تصل قيمة خشونة السطح Ra إلى 0.025 ~0.8 ميكرومتر. يتم الصقل بشكل عام على مكبس أو منضدة رسم.

X. الطلاء

1. الرش الحراري

يتضمن الرش الحراري تسخين مواد معدنية أو غير معدنية إلى حالة الانصهار ونفخها باستمرار على سطح قطعة العمل بغاز مضغوط لتشكيل طلاء ملتصق بقوة بالركيزة، مما يمنح الطبقة السطحية لقطعة العمل الخصائص الفيزيائية والكيميائية المطلوبة.

تُنشئ تقنية الرش الحراري سطح عمل خاص على سطح المواد العادية، مما يحقق سلسلة من الوظائف مثل الحماية من التآكل، ومقاومة التآكل، ومقاومة التآكل، وتقليل الاحتكاك، ومقاومة درجات الحرارة العالية، ومقاومة الأكسدة، والعزل الحراري، والعزل الكهربائي، والتوصيل الكهربائي، والحماية من إشعاع الموجات الدقيقة، بهدف توفير المواد والطاقة. ويسمى سطح العمل الخاص بالطلاء، ويشار إلى طريقة صنع الطلاء بالرش الحراري، كما هو موضح في الشكل 14.

الشكل 14 الرش الحراري
الشكل 14 الرش الحراري

خصائص الرش الحراري هي كما يلي:

(1) عملية مرنة

يمكن أن تتراوح أغراض الرش الحراري من الصغيرة، مثل الثقوب الداخلية 10 مم، إلى الكبيرة، مثل الجسور والأبراج الحديدية؛ ويمكن أن يتم في الداخل أو في الميدان؛ ويمكن تطبيقه على السطح بأكمله أو محليًا.

(2) الحد الأدنى من التشوه الإجهادي لقطعة العمل

أثناء الرش، يمكن الاحتفاظ بالركيزة في درجة حرارة منخفضة، مما يؤدي إلى تشوه إجهادي ضئيل للغاية في قطعة العمل.

(3) إنتاجية عالية

يتراوح وزن المادة التي يتم رشها في الساعة الواحدة من عدة كيلوغرامات إلى عدة عشرات من الكيلوغرامات، مما يؤدي إلى إنتاجية عالية.

تطبيقات الرش الحراري هي كما يلي:

(1) الحماية من التآكل

يُستخدم بشكل أساسي في الرش المضاد للتآكل للبوابات الفولاذية الكبيرة لبوابات المياه الكبيرة، وأسطوانات تجفيف ماكينات الورق، والهياكل الفولاذية تحت الأرض في مناجم الفحم، وأبراج نقل الجهد العالي، وهوائيات محطات التلفزيون، والجسور الفولاذية الكبيرة، والخزانات الكبيرة وخطوط الأنابيب في المصانع الكيميائية.

(2) مقاومة التآكل

من خلال رش الأجزاء البالية لإصلاحها، أو الرش المسبق للمواد المقاومة للتآكل على الأجزاء المعرضة للتآكل، مثل أعمدة المروحة الرئيسية، وأعمدة الأفران العالية، وأعمدة كرنك السيارات، ومغازل أدوات الماكينات، وقضبان توجيه أدوات الماكينات، وبطانات أسطوانات محركات الديزل، وقضبان حفر حقول النفط، وشفرات الآلات الزراعية.

(3) طبقات وظيفية خاصة

عن طريق الرش، يمكن الحصول على بعض الخصائص الخاصة للطبقة السطحية، مثل مقاومة درجات الحرارة العالية، والعزل الحراري، والتوصيل الكهربائي، والعزل، والحماية من الإشعاع، وما إلى ذلك، والتي تستخدم على نطاق واسع في مجال الفضاء والطاقة الذرية وغيرها من القطاعات.

تشمل تقنيات الرش الحراري الشائعة الرش باللهب والرش القوسي والرش بالبلازما وغيرها.

2. الرش باللهب

باستخدام اللهب كمصدر للحرارة، يتم تسخين المواد المعدنية وغير المعدنية إلى حالة الانصهار ويتم دفعها بواسطة تدفق هواء عالي السرعة لتشكيل تيار رذاذ يتم رشه على الركيزة. وتخضع الجسيمات المنصهرة الصغيرة التي تصطدم بالركيزة لتشوه بلاستيكي وتشكل طبقة طلاء مترسبة ذات طبقات. تُعرف هذه العملية باسم الرش باللهب، كما هو موضح في الشكل 15. يظهر مسدس الرش باللهب في الشكل 16.

الشكل 15 رش اللهب
الشكل 15 رش اللهب
الشكل 16 مسدس الرش باللهب
الشكل 16 مسدس الرش باللهب

تشمل طرق الرش باللهب الشائعة رش مسحوق اللهب بالأكسجين والأسيتيلين والرش السلكي باللهب بالأكسجين والأسيتيلين. ويستخدم رش مسحوق اللهب بلهب الأكسجين والأسيتيلين معدات بسيطة ويمكن إجراؤه في الموقع، وهو مناسب لصيانة المعدات.

(1) مزايا تقنية الرش باللهب (1)

  • يمكن رشها على كل من الركائز المعدنية وغير المعدنية، وعادةً ما يكون شكل وحجم الركيزة غير محدود، ولكن لا يمكن رش الثقوب الصغيرة بعد.
  • يمكن استخدام مجموعة واسعة من مواد الطلاء، بما في ذلك المعادن والسبائك والسيراميك والمواد المركبة، كمواد طلاء، مما يتيح للسطح خصائص مختلفة مثل مقاومة التآكل ومقاومة التآكل ومقاومة درجات الحرارة العالية والعزل الحراري.
  • يتميز الهيكل المسامي للطلاء بأداء تزييت تخزين الزيت وتقليل الاحتكاك، ويمكن أن تصل الصلابة الكلية لطلاء الرذاذ الذي يحتوي على مراحل صلبة إلى 450HBW، ويمكن أن تصل طبقة اللحام بالرش إلى 65HRC.
  • رش اللهب له تأثير ضئيل على الركيزة، ودرجة حرارة سطح الركيزة 200 ~ 250 ℃، ودرجة الحرارة الكلية 70 ~ 80 ℃، وبالتالي فإن تشوه الركيزة صغير، ولا يتغير هيكل المادة.

(2) مساوئ تقنية الرش باللهب

  • تكون قوة الترابط بين طلاء الرذاذ والركيزة منخفضة نسبيًا، ولا يمكنها تحمل الأحمال المتناوبة وأحمال الصدمات.
  • متطلبات عالية لإعداد سطح الركيزة.
  • تتأثر عملية الرش باللهب بظروف مختلفة، ولا توجد حتى الآن طريقة فعالة للكشف عن جودة الطلاء.

3. الرش القوسي

الرش بالقوس الكهربائي هو تقنية تستخدم قوسًا كهربائيًا يحترق بين سلكين معدنيين يتم تغذيتهما باستمرار لصهر المعدن، وتذرية المعدن المنصهر بتدفق هواء عالي السرعة، وتسريع جزيئات المعدن المتذرية لرشها على قطعة العمل لتشكيل طلاء، كما هو موضح في الشكل 17. الرش القوسي هو طريقة الرش الحراري الأكثر استخدامًا في التطبيقات الهندسية العملية مثل الحماية من التآكل ومقاومة التآكل وإصلاح الهياكل الفولاذية والأجزاء الميكانيكية.

الشكل 17 الرش القوسي
الشكل 17 الرش القوسي

خصائص الرش القوسي هي كما يلي:

(1) عمر طويل للحماية من التآكل

استنادًا إلى بيئات التآكل المختلفة وخصائص العمل المحددة، من خلال تصميم طلاء معقول، وصل عمر مقاومة التآكل لنظام طلاء الحماية من التآكل الحالي طويل الأمد للرش القوسي إلى أكثر من 50 عامًا، وهو ما يعادل 2-3 أضعاف عمر الجلفنة بالغمس الساخن و2-3 أضعاف عمر طلاء FRP.

(2) قوة الترابط العالية مع الركيزة المعدنية

يتم الجمع بين طبقة الرش القوسي والركيزة عن طريق التضمين والترابط المعدني الدقيق، مما يُظهر قوة ترابط أعلى، وهي ثلاثة أضعاف قوة الترابط التي تبلغ ثلاثة أضعاف تلك التي يتميز بها الرش باللهب والأعلى بين جميع الطلاءات المضادة للتآكل.

(3) إنتاجية عالية

بالمقارنة مع رش اللهب بالأكسجين والأسيتيلين، يقدم الرش القوسي أسلاكًا مزدوجة، مما يزيد من إنتاجية الماكينة الواحدة بمقدار 3-4 مرات.

(4) جودة الطلاء الجيد (4)

يعمل الرش بالقوس الكهربائي على تسخين مادة السلك عن طريق التسخين بالقوس الكهربائي، والذي يتميز بدرجة حرارة انصهار عالية وذوبان منتظم، مما يؤدي إلى رش كثيف وجودة طلاء مستقرة دون التأثير على الإجهاد الحراري لقطعة العمل؛ بينما يستخدم الرش باللهب بالأكسجين والأسيتيلين التسخين باللهب، والذي يتميز بدرجة حرارة انصهار منخفضة لمادة السلك، وهناك مخاطر خفية مثل الأكسدة والكربنة، مما يؤثر على جودة الطلاء.

(5) قابلية إصلاح قوية

أثناء معالجة الهياكل الفولاذية ورفعها ونقلها وتركيبها، يكون الطلاء عرضة للتلف والخدوش. يمكن استخدام تقنية الرش القوسي للإصلاح، مما يضمن سلامة وفعالية نظام الحماية من التآكل.

(6) عالمية جيدة

يمكن لتقنية الرش بالقوس الكهربائي اختيار المواد المقاومة للتآكل المقابلة وفقًا لبيئات التآكل المختلفة، ويتمتع نظام العملية بقدرة عالمية على التكيف.

4. الرش بالبلازما

الرش بالبلازما هو طريقة تستخدم نفاثة بلازما لتسخين مادة الرش إلى حالة منصهرة أو شبه منصهرة وترسبها على سطح المنتج لتشكيل طبقة واقية. وترد معداته في الشكل 18، ومبدأ العمل موضح في الشكل 19.

الشكل 18 معدات الرش بالبلازما
الشكل 18 معدات الرش بالبلازما
الشكل 19 مبدأ الرش بالبلازما
الشكل 19 مبدأ الرش بالبلازما

تقنية الرش بالبلازما هي نوع جديد من طرق الرش الدقيق متعدد الاستخدامات التي تم تطويرها بقوة بعد الرش باللهب. وتتميز بالخصائص التالية:

(1) خصائص هيكل الطلاء (1)

تتميز الطلاءات التي يتم رشها بالبلازما بكثافة في التركيب، مع انخفاض محتوى الأكسيد والمسامية. ويكون الترابط بين الطلاء والطبقة التحتية ميكانيكيًا في المقام الأول، ولكن يمكن أن يحدث أيضًا ترابط فيزيائي في المناطق الدقيقة وترابط فيزيائي، مما يؤدي إلى قوة ترابط أعلى للطلاء.

(2) خصائص تقنية المعالجة

مواد الرذاذ قابلة للتطبيق على نطاق واسع، بدءًا من سبائك الألومنيوم منخفضة نقطة الانصهار إلى الزركونيا عالية نقطة الانصهار. وتتميز الطلاءات بقوة ترابط عالية، ومسامية منخفضة، وعدد قليل من شوائب الأكسيد، ودقة عالية في التحكم في المعدات، ويمكن استخدامها لتحضير الطلاءات الدقيقة.

لا تنس أن المشاركة تعني الاهتمام! : )
طلب عرض أسعار مجاني
نموذج الاتصال

أحدث المنشورات
ابق على اطلاع دائم على آخر المستجدات والمحتوى الجديد والمثير حول مواضيع مختلفة، بما في ذلك النصائح المفيدة.
تحدث إلى خبير
اتصل بنا
مهندسو المبيعات لدينا على استعداد للإجابة على أي من أسئلتك وتزويدك بعرض أسعار فوري مصمم خصيصاً لتلبية احتياجاتك.

طلب عرض أسعار مخصص

نموذج الاتصال

طلب عرض أسعار مخصص
احصل على عرض أسعار مخصص مصمم خصيصًا لاحتياجاتك الفريدة من نوعها من الماكينات.
© 2024 أرتيزونو. جميع الحقوق محفوظة.
احصل على عرض أسعار مجاني
سيصلك رد خبرائنا خلال 24 ساعة.
نموذج الاتصال