رقائق الألومنيوم 1050 1060 3003 H14 H16 H24
رقائق الألومنيوم 1050 1060 3003 H14 H16 H24: اختيار الرقائق المناسبة للأداء الواقعي
عندما يتحدث الناس عن "رقائق الألومنيوم"، فإنهم غالبًا ما يتخيلون اللفة الرقيقة اللامعة الموجودة في درج المطبخ. ومع ذلك، في الصناعة، تغطي العبارة مجموعة من المواد المختلفة جدًا، كل منها مصمم لتحقيق توازن معين من النعومة والقوة ومقاومة التآكل وقابلية التشكيل.
من بين السبائك الأكثر استخدامًا على نطاق واسع هي سبائك الرقائق من سلسلة 1xxx و3xxx: 1050 و1060 و3003. عندما يتم دمج أرقام السبائك هذه مع تسميات مزاجية مثل H14 وH16 وH24، لم يعد لديك رقائق معدنية عامة - بل لديك مادة مضبوطة بدقة لمهمة محددة.
إن النظر إلى هذه السبائك والأمزجة معًا يوفر عدسة مفيدة: بدلًا من السؤال "ما هي الرقائق الأرخص؟" يصبح "ما هو مزيج الكيمياء والمزاج الذي يعطي السلوك الدقيق الذي تحتاجه عمليتي؟"
من الطهارة إلى الغاية: 1050 مقابل 1060 مقابل 3003
غالبًا ما يتم تجميع رقائق الألومنيوم 1050 و1060 معًا كرقائق ألمنيوم "نقية تجاريًا". المكون الرئيسي فيها هو الألومنيوم، وهو قريب جدًا من المعدن النقي، مع ما يكفي من العناصر البسيطة لتلبية المواصفات القياسية.
نطاقات التركيب الكيميائي النموذجية هي كما يلي (القيم في نسبة الكتلة، التوازن Al):
| سبيكة | و | الحديد | النحاس | من | ملغ | الزنك | ل | الآخرين (كل) | الكل (دقيقة) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1050 | ≥ 0.25 | ≥ 0.40 | ≥ 0.05 | ≥ 0.05 | ≥ 0.05 | ≥ 0.05 | ≥ 0.03 | ≥ 0.03 | 99.50 |
| 1060 | ≥ 0.25 | ≥ 0.35 | ≥ 0.05 | ≥ 0.03 | ≥ 0.03 | ≥ 0.05 | ≥ 0.03 | ≥ 0.03 | 99.60 |
| 3003 | ≥ 0.60 | ≥ 0.70 | ≥ 0.20 | 1.0-1.5 | — | ≥ 0.10 | — | ≥ 0.05 | الباقي |
سبيكة 1050
هذا الصف هو واحد من أنقى سبائك الألومنيوم التجارية في الاستخدام الصناعي. مع الحد الأدنى من محتوى الألومنيوم بنسبة 99.5%، فإنه يوفر توصيلًا كهربائيًا وحراريًا ممتازًا، ومقاومة جيدة جدًا للتآكل، وقابلية تشكيل رائعة. "السعر" لهذا النقاء هو قوة منخفضة نسبيًا؛ الألومنيوم النقي ببساطة لا يتصلب بالطريقة التي تعمل بها درجات السبائك.
سبيكة 1060
كيميائيًا، 1060 أنقى قليلًا من 1050، حيث يحتوي على 99.6% من الألومنيوم على الأقل. من الناحية العملية، فإنه يتصرف بشكل مشابه جدًا: قابل للتشكيل للغاية، وناعم في الحالة الملدنة بالكامل، ولطيف في تشكيل الأدوات والقوالب. بسبب موصليتها العالية، غالبًا ما يتم تفضيل رقائق 1060 في التطبيقات الكهربائية والحرارية - علامات تبويب البطارية، ولفات المحولات، وfinstock للمبادلات الحرارية، والتدريع.
سبيكة 3003
هنا تتغير العقلية يقدم 3003 المنغنيز كعنصر رئيسي في صناعة السبائك، مما يحول الألومنيوم النقي إلى رقائق معدنية ذات قوة أعلى بكثير مع الحفاظ على مقاومة جيدة للتآكل. وهو لا يزال غير قابل للعلاج بالحرارة، لكنه يستجيب بقوة للعمل البارد. بالمقارنة مع 1050 و1060، فإن 3003 أقل "طراوة" وأكثر "هيكلية"، مما يجعلها خيارًا شائعًا لحاويات الطعام، والمبادلات الحرارية للسيارات، والكسوة الزخرفية حيث تتطلب قابلية التشكيل والقوة.
من خلال عدسة التصميم، تعتبر 1050 و1060 مثاليتين عندما تكون الأولوية للنقاء أو التوصيل أو الليونة القصوى، بينما تدخل 3003 عندما يجب أن يتحمل المنتج ضغطًا ميكانيكيًا أعلى أو تشكيل سحب أعمق أو معالجة أكثر خشونة دون تمزق.
القرص المخفي: المزاج H14، H16، H24
إذا كان تكوين السبيكة هو الأساس، فإن المزاج هو مفتاح الضبط. يمكن أن تتصرف نفس السبيكة بشكل مختلف تمامًا اعتمادًا على كيفية معالجتها بعد الصب والدرفلة على الساخن.
بالنسبة لسبائك الرقائق غير القابلة للمعالجة بالحرارة مثل 1050، 1060، و3003، فإن آلية التقوية النموذجية هي العمل البارد - حيث يتم دحرجة المادة بشكل أرق في درجة حرارة الغرفة لإحداث اختلالات في البنية البلورية. تصف درجات الحرارة مثل H14، وH16، وH24 مدى "عمل" المادة، وما إذا كانت قد تم تلدينها جزئيًا بعد ذلك.
يمكن قراءة هذه الرموز المزاجية كاختصار للتاريخ الداخلي للرقائق:
ح14
وهذا يعني تصلب السلالة إلى نصف صلابة تقريبًا. لقد تم دحرجة المادة على البارد لتحقيق ما يقرب من 50% من أقصى تصلب ممكن لتلك السبيكة والسمك. إنه يوفر مزيجًا متوازنًا من القوة وقابلية التشكيل. بالنسبة للرقائق، يعد H14 "حلًا وسطًا" شائعًا عندما يجب أن تقاوم الورقة أو الملف الخدوش ومع ذلك لا تزال تتشكل بسهولة في عمليات الضغط أو الختم البسيطة.
ح16
وهنا يذهب تصلب السلالة خطوة أبعد. H16 "صلب بثلاثة أرباع"، مع قوة أعلى واستطالة أقل من H14. تكون الرقائق المعدنية ذات الحالة H16 أقل تسامحًا أثناء الانحناء الشديد أو السحب العميق، ولكنها تحافظ على شكلها بشكل أفضل ويمكنها تحمل توترات الخطوط الأعلى وضغوط اللف. إنها تناسب تطبيقات مثل الزعانف في ملفات تكييف الهواء أو التغليف الصلب حيث تكون الصلابة أكثر أهمية من القابلية للتشكيل القصوى.
ح24
يشير هذا المزاج إلى أن المادة تم تصلبها بالإجهاد أولاً ثم تلدينها جزئيًا. التلدين الجزئي يقلل من بعض الضغوط الداخلية، مما يؤدي إلى تليين المادة مقارنة بـ H18 (كامل الصلابة)، مع الحفاظ عليها أقوى من درجة O الملدنة بالكامل. بالنسبة للرقائق، غالبًا ما يتم اختيار H24 عندما يتعلق الأمر بالسحب العميق أو التشكيل الأكثر تعقيدًا: فهو يتمتع بقوة خضوع كافية للحفاظ على ثبات الأبعاد، ومع ذلك ليونة كافية للتمدد دون تشقق.
من وجهة نظر المصمم، تعتبر السبائك والمزاج محورين للشبكة. بمجرد فهم كليهما، يمكنك وضع كل درجة من الرقائق المعدنية في المكان الذي تحتاج إليه بالضبط:
- 1050-H24: أكثر ليونة وقابلية للتشكيل بدرجة صلابة متوسطة
- 1060-H14: موصلية عالية مع توازن القوة للمكونات الكهربائية أو الحرارية
- 3003-H16: رقائق معدنية مقواة ذات مقاومة جيدة للتشوه أثناء الخدمة
لقطة الخواص الميكانيكية
تختلف القيم حسب السُمك والمعيار، ولكن خصائص درجة حرارة الغرفة النموذجية لمجموعة الصفائح الرقيقة/الرقائق هي توضيحية:
| سبائك-المزاج | قوة الشد (ميغاباسكال) | قوة الخضوع (ميجا باسكال) | استطالة (٪) |
|---|---|---|---|
| 1050-H14 | ~ 75-95 | ~ 35-60 | ~ 5-15 |
| 1050-H24 | ~ 85-105 | ~ 45-70 | ~ 4-12 |
| 1060-H14 | ~ 80-100 | ~ 40-65 | ~ 5-15 |
| 1060-H16 | ~ 95-115 | ~ 55-80 | ~ 3-10 |
| 3003-H14 | ~ 110-150 | ~ 60-120 | ~ 4-12 |
| 3003-H24 | ~ 115-160 | ~ 70-130 | ~ 3-10 |
في تطبيقات الرقائق، تُترجم هذه الاختلافات إلى مقدار التوتر الذي يمكن أن تتحمله الرقاقة على خط الحز، ومدى إحكام جرحها دون تجعد، ومدى عمق تشكيلها قبل أن تتمزق.
مطابقة السبائك والمزاج لاستخدامات العالم الحقيقي
عند النظر إلى هذه الرقائق من وجهة نظر مهندس الإنتاج، فإن الأولوية لا تقتصر على الكيمياء فحسب، بل أيضًا على توافق العمليات.
حيث قواعد الموصلية
إذا كان التطبيق يتضمن التوصيل - سواء الحرارة أو الكهرباء - فإن 1050 و1060 يتحركان بشكل طبيعي إلى الأمام. بالنسبة للملفات المحولات، ورقائق البطارية، وأشرطة التوصيل، وبعض أدوات HVAC، توفر 1060-H14 أو H16 موصلية عالية مقترنة بصلابة كافية للتشغيل بثبات على المعدات عالية السرعة. في المقاييس الرقيقة، تقاوم هذه درجات الحرارة التمدد تحت شد الخط، مما يحافظ على دقة محاذاة الطبقة في الملفات الملفوفة بإحكام.
حيث القابلية للتشكيل هي الملك
عندما يجب ختم الرقاقة أو ضغطها أو سحبها إلى أشكال ثلاثية الأبعاد، يجب أن تتعاون المادة. غالبًا ما تعتمد حاويات الرقائق والأغطية والصواني المستخدمة في تغليف المواد الغذائية على 3003-H24 أو 1050-H24. التلدين الجزئي في H24 يعطي ليونة إضافية، في حين أن تقوية المنغنيز 3003 تمنع الثقوب والتمزقات في الزوايا والانحناءات.
حيث تكون مقاومة التآكل والجماليات مهمة
بالنسبة للاستخدامات المكشوفة أو الزخرفية - الغلاف العازل أو الألواح العاكسة أو الكسوة - تحظى 1050 و1060 بشعبية بسبب سطحها اللامع ومقاومتها الممتازة للتآكل الجوي. في البيئات الأكثر تطلبًا قليلًا، توفر رقائق 3003 أو الصفائح الرقيقة في H14 أو H24 متانة ميكانيكية أفضل دون التضحية بأداء التآكل.
معايير التنفيذ واعتبارات الجودة
عادةً ما يشير الاستخدام الصناعي لرقائق الألومنيوم 1050 و1060 و3003 إلى معايير مثل:
- ASTM B209 لألواح وألواح الألمنيوم وسبائك الألومنيوم
- EN 485 / EN 573 للمواصفات الأوروبية للسبائك والخواص الميكانيكية
- JIS H4000 / H4100 لمعايير الألواح والشرائط اليابانية
ضمن هذه الأطر، تتضمن معلمات التنفيذ التي يحددها العملاء غالبًا ما يلي:
- تحمل السُمك: يتم التحكم فيه بإحكام من أجل تشكيل موحد وأداء حاجز ثابت
- تحمل العرض وجودة الحافة: مهم لتحويل الرقائق أو التصفيح عالي السرعة
- جودة السطح: يجب أن يتوافق مستوى الزيت والنظافة والخشونة وعدد الثقوب مع الاستخدام النهائي (على سبيل المثال، ملامسة الطعام مقابل رقائق المكثف)
- دقة درجة الحرارة: الحفاظ على الخواص الميكانيكية ضمن نطاق ضيق بحيث لا تحتاج أدوات وخطوط التشكيل إلى تعديل مستمر
في تغليف المواد الغذائية، هناك متطلبات إضافية تحكم اختيار السبائك ومواد التشحيم والنظافة لضمان الامتثال التنظيمي للاتصال المباشر بالأغذية. هنا، غالبًا ما يتم تصميم 3003-H24 و1050-H24 باستخدام زيوت لف صالحة للطعام والتحكم الدقيق في العناصر المتبقية مثل الرصاص والكادميوم.
عرض الرقائق كمكون هندسي
إن ما يبدو وكأنه شريط بسيط من المعدن اللامع هو في الواقع منتج مصمم هندسيًا بالكامل. إن الاختيار بين رقائق الألومنيوم 1050 و1060 و3003 - وبين درجات الحرارة H14 وH16 وH24 - لا يتعلق كثيرًا بأرقام الكتالوج بقدر ما يتعلق بالسلوك المطلوب أثناء التشكيل والتعبئة والختم ومدة الخدمة.
عند اختيار الرقائق، فإن السؤال الأكثر فاعلية ليس "ما هي السبيكة القياسية؟" ولكن "كيف يجب أن يتصرف هذا الرقائق على خط إنتاجي وفي منتجي؟" إذا كان يجب أن يمتد بأمان، فقد يكون 3003-H24 أو 1050-H24 هو الحل. إذا كان يجب أن يحمل التيار بكفاءة ويظل ثابتًا عند السرعة، فقد يكون 1060-H16 أكثر ملاءمة.
ومن خلال التعامل مع هذه الرقائق كمواد مخصصة بدلاً من كونها سلعًا، يمكن للمصممين والمشترين تجنب الإفراط في الهندسة، ومنع مشاكل المعالجة، وتحقيق منتجات أكثر موثوقية وفعالة من حيث التكلفة في نهاية المطاف. وبهذا المعنى، فإن رقائق الألومنيوم ليست عبارة عن صفائح معدنية رقيقة، بل هي واجهة مضبوطة بدقة بين علم المعادن والتصنيع والأداء.
https://www.al-alloy.com/a/aluminum-foil-1050-1060-3003-h14-h16-h24.html
