الانتهاء من مطحنة وألواح الألومنيوم المصقولة
تشطيب المطحنة مقابل لوح الألمنيوم المصقول: نظرة فنية عميقة من السطح إلى الداخل
هنا، يتم التعامل مع تشطيب السطح على أنهالتعبير النهائيالهيكل الداخلي للمعدن، وتصميم السبائك، والمزاج، ومسار العملية. عندما تفهم هذا الارتباط، يصبح الاختيار بين تشطيب المطحنة وصفائح الألومنيوم المصقولة قرارًا فنيًا، وليس مجرد قرار تجميلي.
صفائح الألمنيوم المطلية بالطحن: "بصمة" المعدن الأصلية
إن صفائح الألمنيوم المطلية بالطحن هي أقرب ما يمكن أن تحصل عليه من هوية المعدن المدرفلة. إنها تأتي مباشرة من الدرفلة الساخنة والباردة، بدون أي تلميع ميكانيكي إضافي أو تفتيح كيميائي. السطح ليس "خامًا" بطريقة مهملة؛ إنها بصمة صناعية يتم التحكم فيها لكل خطوة عملية قبلها.
من منظور البنية المجهرية، يحافظ تشطيب المطحنة على:
- علامات التدحرج والتموج الدقيق من التمريرة النهائية
- طبقات صلبة صلبة على السطح بسبب تقليل البرودة
- فيلم الأكسيد الأصلي المزروع في الهواء المحيط
وهذا يجعل الألومنيوم المطلي ذو قيمة خاصة حيثما تأتي القابلية للتشكيل أو اللحام أو التصنيع الإضافي قبل المظهر المرئي. إنه الأساس للعمليات اللاحقة: الأنودة، أو الطلاء، أو التنظيف بالفرشاة، أو التلميع، أو النقش، أو التصفيح.
غالبًا ما تتضمن المعلمات التقنية لصفائح الألمنيوم النهائية ما يلي:
- نطاق السُمك: عادةً من 0.2 مم إلى 6.0 مم للمنتجات الورقية
- نطاق العرض: عادة من 500 مم إلى 2000 مم حسب قدرة المطحنة
- خشونة السطح Ra: بشكل عام أعلى من الألواح المصقولة، غالبًا ما تكون 0.2-0.6 ميكرومتر أو أكثر، اعتمادًا على التمريرة النهائية وإنهاء لفة العمل
- التسامح مع التسطيح: يتم تحديده وفقًا للمعايير (على سبيل المثال، في حدود بضعة ملليمترات لكل متر)
- درجات الحرارة القياسية: شديدة الليونة إلى شديدة الصلابة (على سبيل المثال، O، H12–H18، H22–H28، H32–H38، T4، T6)
السمة المميزة لإنهاء المطحنة هي أن هذه المعلمات يتم التحكم فيها إلى حد كبير عن طريق الدرفلة والمعالجة الحرارية وحدها. لا يتم تطبيق أي خطوة إضافية لإزالة السطح، وبالتالي فإن السماكة والخصائص الميكانيكية هي بالضبط ما صممته المطحنة، دون بدلات تلميع أو ترقق مفرط للسطح.
صفائح الألمنيوم المصقولة: هندسة السطح كأداة للأداء
تبدأ صفائح الألمنيوم المصقولة في الحياة كنهاية مطحنة. والفرق هو أن السطح يتم بعد ذلك تصميمه ميكانيكيًا أو كيميائيًا لتحقيق انعكاسية محددة ومستوى لمعان وتوحيد.
التلميع ليس مجرد تجميل؛ فهو يغير السلوك القبلي للسطح وتفاعله مع الضوء والتلوث والطلاءات. اعتمادًا على تسلسل التلميع، يمكن تحسين السطح من أجل:
- انعكاس عالي لتطبيقات الإضاءة والعاكس
- تقليل خشونة السطح للبصريات وبيئات غرف الأبحاث
- تحسين الاتساق قبل أنودة الواجهات والألواح الزخرفية
تشمل طرق التلميع الشائعة ما يلي:
- التلميع الميكانيكي: خطوات جلخ تدريجية (طحن الحزام، التلميع، العجلات ذات الرفرف) لتقليل خشونة السطح وعلامات التدحرج المستوية
- التلميع الكيميائي: الغمر في المحاليل الحمضية أو القلوية الخاضعة للرقابة والتي تعمل على إذابة القمم المجهرية بشكل أسرع من الوديان
- التلميع الكهربائي: إذابة أنوديك في محلول كهربائي مناسب لإنشاء سطح أملس للغاية وعاكس للغاية
من الناحية العملية، غالبًا ما يجمع المصنعون بين التلميع الميكانيكي المسبق والتلميع الكيميائي أو الكهربائي لتحقيق تشطيبات تشبه المرآة على المستوى الصناعي.
تشمل المعلمات التقنية النموذجية لصفائح الألمنيوم المصقولة ما يلي:
- خشونة السطح Ra: غالبًا أقل من 0.1 ميكرومتر، وبالنسبة لدرجات المرآة الفائقة تصل إلى 0.02-0.05 ميكرومتر
- الانعكاس الإجمالي: أكثر من 80% للمصقول اللامع، وما يصل إلى 86-90% للطلاء النهائي كالمرآة، اعتمادًا على السبيكة وطريق التلميع
- الانعكاس المرآوي: مهم للعاكسات، وتزيين السيارات، والتطبيقات البصرية
- السُمك والتسطيح: يتم التحكم فيهما بعناية لأن التلميع يمكن أن يقلل السُمك قليلًا، وأي تموج موجود مسبقًا يصبح أكثر وضوحًا تحت اللمعان العالي
نظرًا لأن التلميع يبرز أي عيب في الركيزة، يجب التحكم بعناية في جودة تشطيب المطحنة الأساسية - النظافة، ومحتوى التضمين، وعلامات اللف.
السبائك والمزاج: كيف تملي الكيمياء الداخلية النهاية الخارجية
تشطيب السطح وسلوك الركيزة لا ينفصلان. تستجيب عائلات سبائك الألومنيوم المختلفة لظروف الدرفلة والتلميع والخدمة بطرق مميزة.
تشمل السبائك المستخدمة بشكل متكرر لإنهاء المطحنة والألواح المصقولة ما يلي:
- سلسلة 1xxx (على سبيل المثال، 1050، 1060، 1100): ألومنيوم نقي تقريبًا، قابلية تشغيل ممتازة، انعكاسية عالية جدًا، قوة منخفضة
- سلسلة 3xxx (على سبيل المثال، 3003، 3004، 3105): سبائك الألومنيوم والمنغنيز، قوة محسنة، مقاومة جيدة للتآكل، انعكاسية معتدلة
- سلسلة 5xxx (على سبيل المثال، 5005، 5052، 5754): سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم، مقاومة عالية للتآكل، قوة متوسطة إلى عالية، سلوك أنودة جيد
- سلسلة 6xxx (على سبيل المثال، 6061، 6082): سبائك Al-Mg-Si قابلة للمعالجة بالحرارة، وقوة عالية في درجات الحرارة T، وأكثر تحديًا للتلميع عالي الجودة ولكنها مثالية عندما تكون القدرة الهيكلية مهمة.
كل عائلة من السبائك لها سلوك الأكسيد الخاص بها، واستجابة التلميع، واللون بعد الأكسدة. على سبيل المثال، يمكن لسبائك 1xxx عالية النقاء أن تنتج تشطيبات مرآة ساطعة للغاية، في حين أن العديد من سبائك 6xxx تنتج درجات رمادية قليلاً وقد تكشف عن مزيد من التباين الحبيبي بعد الأكسدة.
المزاج لا يقل أهمية. ويعبر عن الجمع بين العمل البارد والمعالجة الحرارية:
- يا مزاج: ملدن بالكامل، أقصى ليونة، أدنى قوة؛ ممتاز للرسم والتشكيل العميق
- درجات الحرارة H (H12، H14، H16، H18 وما إلى ذلك): تصلب بالإجهاد بسبب العمل البارد، بدرجات متفاوتة من الصلابة والقوة؛ يشيع استخدامها للصفائح التي يجب أن توازن بين القابلية للتشكيل والصلابة
- درجات حرارة H2x وH3x: تتضمن خطوات حرارية إضافية أو درجات حرارة ثابتة، خاصة بالنسبة للسبائك 3xxx و5xxx
- درجات حرارة T (T4، T6): محلول معالج بالحرارة ومُعتق بشكل مصطنع؛ نموذجي لسلسلة 6xxx في التطبيقات الهيكلية
تعتمد استجابة السطح أثناء الدرفلة والتلميع بشدة على الحالة المزاجية. يمكن للصفائح الناعمة تمامًا أن تظهر المزيد من "قشر البرتقال" عندما تتشكل بشكل كبير بعد التلميع. تميل المواد الأكثر صلابة على شكل حرف H إلى الحفاظ على سطح مصقول مسطح بشكل أفضل تحت الحمل، ولكنها قد تكون أكثر عرضة للخدش الدقيق في التصنيع إذا لم يتم التعامل معها بشكل صحيح.
سبيكة ومزاج ومصفوفة خصائص نموذجية لتشطيب المطحنة والألواح المصقولة
فيما يلي مثال لكيفية توافق السبائك والمزاجات النموذجية مع الأداء الميكانيكي والموجه نحو السطح. القيم إرشادية وقد تختلف باختلاف المعيار والمنتج المحدد.
| سبيكة | حِدّة | قوة الخضوع النموذجية (MPa) | UTS النموذجي (MPa) | استطالة (٪) | الاستخدام النموذجي في النهاية |
|---|---|---|---|---|---|
| 1050 | يا | 20-30 | 60-80 | 25-35 | تشطيب مطحنة للرسم العميق، مصقول كالمرآة للعاكسات |
| 1100 | ح14 | 80-110 | 110-150 | 5-12 | تشطيب نهائي للألواح العامة، مصقول للكسوة الزخرفية |
| 3003 | ح14 | 95-130 | 150-200 | 5-12 | الانتهاء من مطحنة للتدفئة والتهوية وتكييف الهواء، تجهيزات المطابخ؛ مصقول لألواح المعدات الغذائية |
| 5005 | ح34 | 130-160 | 170-215 | 3-8 | تشطيب مطحنة للألواح المعمارية؛ مصقول قبل أنودة للحصول على لون موحد للواجهة |
| 5052 | ح32 | 160-200 | 210-260 | 7-14 | الانتهاء من مطحنة البحرية والنقل. مصقول مشرق للتقليم واللافتات |
| 6061 | T6 | 240-280 | 260-310 | 8-12 | لوحات تشكيله الدقة. مصقول بشكل انتقائي حيث تجتمع الأدوار الهيكلية والبصرية |
بالنسبة لأي من هذه السبائك، فإن إنهاء المطحنة هو حالة التسليم الافتراضية. يتم تحقيق التشطيبات المصقولة عن طريق إضافة مسار معالجة السطح المصمم خصيصًا للتطبيق النهائي.
معايير التنفيذ: كيف يتم تعريف الجودة والتحقق منها
نادرًا ما توجد تشطيبات المطاحن وألواح الألمنيوم المصقولة خارج إطار المعايير. تحدد هذه المستندات كل شيء بدءًا من تفاوتات الأبعاد وحتى الخواص الميكانيكية وجودة السطح.
تشمل معايير التنفيذ والمراجع المشتركة ما يلي:
- سلسلة EN 485: صفائح وألواح وشرائط الألمنيوم وسبائك الألومنيوم المطاوع؛ ويغطي التفاوتات، والخواص الميكانيكية، والأعصاب
- سلسلة EN 573: التركيب الكيميائي لسبائك الألومنيوم المطاوع
- ASTM B209: المواصفات القياسية لصفائح وألواح الألمنيوم وسبائك الألومنيوم
- سلسلة ISO 6361: صفائح وشرائط وألواح من الألومنيوم وسبائك الألومنيوم المطاوع
- ISO 7737، ISO 13554 أو ما يعادلها من إرشادات فحص السطح للمنتجات المدرفلة
- معايير الأسطح الخاصة بالعميل للتشطيبات المصقولة، والتي غالبًا ما تحدد السطوع واللمعان (GU بزاوية محددة)، والحد الأقصى للعيوب المسموح بها لكل متر مربع
بالنسبة للأسطح المصقولة المتطورة، يتم دعم المعايير المرئية أحيانًا من خلال:
- التقييمات الطيفية (الانعكاس، إحداثيات الألوان)
- قراءات مقياس اللمعان بزوايا ثابتة (عادة 60 درجة أو 20 درجة)
- قراءات الملف التعريفي لمعلمات Ra وRz والتموج
في المقابل، عادةً ما تتبع عملية تشطيب المطاحن المعايير العامة للمنتجات المدرفلة المسطحة، مع جودة سطح كافية لعمليات التشطيب الوظيفية والنهائية. فهو يقبل مستويات متحكم فيها من علامات التدحرج البسيطة والعيوب التجميلية التي لا تؤثر على الأداء.
التركيب الكيميائي: لماذا تتصرف المطحنة النهائية والألواح المصقولة بشكل مختلف
في قلب كل ورقة ألومنيوم يوجد تركيبها الكيميائي. يتفاعل تشطيب السطح مع هذه الكيمياء من خلال تكوين الأكسيد وسلوك التآكل والخصائص البصرية.
فيما يلي تركيبات تقريبية لسبائك الصفائح شائعة الاستخدام، بناءً على معايير EN / ASTM. القيم هي نسب الوزن، مع Al كالرصيد.
| سبيكة | و | الحديد | النحاس | من | ملغ | كر | الزنك | ل | الآخرين (كل) | آل (تقريبا) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1050 | .250.25 | .40.40 | .050.05 | .050.05 | .050.05 | - | .050.05 | .030.03 | .030.03 | ≥99.50 |
| 1100 | .90.95* | –* | 0.05-0.20 | .050.05 | - | - | .10.10 | .050.05 | .050.05 | ≥99.00 |
| 3003 | .60.60 | .70.70 | .20.20 | 1.0-1.5 | - | - | .10.10 | - | .050.05 | الباقي |
| 5005 | .30.30 | .70.70 | .20.20 | .20.20 | 0.50-1.1 | - | .250.25 | .10.10 | .050.05 | الباقي |
| 5052 | .250.25 | .40.40 | .10.10 | .10.10 | 2.2-2.8 | 0.15-0.35 | .10.10 | .10.10 | .050.05 | الباقي |
| 6061 | 0.40-0.80 | .70.70 | 0.15-0.40 | 0.15 | 0.80-1.2 | 0.04-0.35 | .250.25 | .150.15 | .050.05 | الباقي |
* في عام 1100، غالبًا ما تم الإبلاغ عن Si وFe كحد أقصى مشترك.
كيف تؤثر هذه الكيمياء على تشطيب المطحنة والصفائح المصقولة:
سبائك 1xxx عالية النقاء:
إنتاج طبقة أكسيد شفافة موحدة جدًا، ممتازة لتلميع المرآة وانعكاس إجمالي عالي. لينة وقابلة للتشكيل للغاية، ولكن قوة أقل.سبائك 3xxx مع المنغنيز:
المنغنيز ينقي بنية الحبوب ويزيد من قوتها. أسطح تشطيب المطحنة قوية وتتعامل مع التشكيل بشكل جيد. ينتج عن التلميع أسطح لامعة، ولكنها في كثير من الأحيان أقل "تشبه المرآة" قليلاً من سبائك 1xxx فائقة النقاء، مع مقاومة ممتازة للتآكل للاستخدام العام.سبائك 5xxx مع Mg:
يعمل محتوى المغنيسيوم على تحسين القوة ومقاومة التآكل، خاصة في البيئات البحرية والخارجية. يتمتع الأكسيد بخصائص وقائية جيدة ويستجيب جيدًا للأكسدة. غالبًا ما تُستخدم الألواح المصقولة مقاس 5xxx في الكسوة المعمارية حيث يكون أداء التآكل والاتساق البصري مهمًا.سبائك 6xxx مع Mg و Si:
يترسب هذا الشكل من Mg2Si عند المعالجة الحرارية للحصول على القوة. على الرغم من قدرتها العالية من الناحية الهيكلية، إلا أن أسطحها المصقولة يمكن أن تظهر أنماطًا حبيبية أكثر دقة ولا تحقق عادةً نفس تألق المرآة مثل سبائك 1xxx عالية النقاء. إنها مثالية عندما يكون التوازن بين القوة والمظهر ضروريًا.
من الورقة إلى التطبيق: كيف يتحكم اختيار الإنهاء في الأداء
إن اختيار تشطيب المصنع أو صفائح الألمنيوم المصقولة لا يتعلق كثيرًا بـ "اللمعان مقابل الباهت" بل يتعلق أكثر بالمكان الذي سيتم فيه تحسين السطح في تسلسل التصنيع.
يكون تشطيب المطحنة هو الأفضل عندما:
- سيتم رسم الورقة بعمق أو ختمها أو ثنيها أو تشكيلها بشكل كبير
- سيتم إخفاء السطح في التجميع النهائي
- سيتم طلاء الورقة أو طلاءها بالمسحوق أو تأكسدها بخطوة النقش
- إن الحد الأقصى من التحكم في الأبعاد والسلامة الميكانيكية مع الحد الأدنى من التكلفة المضافة هما الأولوية
يفضل استخدام الورقة المصقولة عندما:
- سيكون السطح مرئيًا كعنصر تصميم
- تعد الانعكاسية العالية عملية، كما هو الحال في الإضاءة أو العاكسات أو تطبيقات الطاقة الشمسية
- تتطلب العلامات التجارية أو الجماليات المعمارية أو تصور المنتج مظهرًا متميزًا
- هناك حاجة إلى نظافة محسنة وأسطح أكثر نعومة لتحقيق النظافة أو الأداء البصري
في العديد من سلاسل التوريد، لا تعد تشطيبات المطاحن والألواح المصقولة من المنتجات المنافسة. بدلاً من ذلك، فإن تشطيب المطحنة هو الركيزة وتاريخ العملية الذي يبدأ منه دائمًا السطح المصقول الجيد. كلما كانت عملية تشطيب المطحنة أنظف وأكثر اتساقًا، كانت النتيجة المصقولة أكثر قابلية للتنبؤ بها وتكرارها.
دمج المعايير والمزاج والسطح: عرض النظام
إن النظر إلى تشطيبات المطحنة وصفائح الألومنيوم المصقولة كنقاط نهاية لمسارات عملية مختلفة يساعد في مواءمة القرارات الفنية:
- يحدد تكوين السبائك خط الأساس للتآكل، والقابلية للتشكيل، والانعكاس، وسلوك الأنودة
- يحدد المزاج القوة وسلوك التشكيل، بالإضافة إلى الحساسية لتشويه السطح أثناء التصنيع
- يلتقط تشطيب المطحنة الإخراج المباشر لتلك المجموعة من السبائك والمزاج في ظل ظروف التدحرج
- ثم يقوم التلميع بإعادة هندسة الميكرومتر العلوي للمادة لتلبية المتطلبات البصرية واللمسية دون المساس بالدور الهيكلي للركيزة
من خلال تحديد الأبعاد الثلاثة - السبائك، والمزاج، واللمسة النهائية - وفقًا للمعايير المعترف بها (ASTM، EN، ISO) وأهداف الأداء (الخصائص الميكانيكية، Ra، اللمعان، الانعكاس)، يمكن للمهندسين والمشترين التعامل مع صفائح الألومنيوم ليس كسلعة، ولكن كنظام مواد مضبوط بدقة.
https://www.al-sale.com/a/mill-finish-and-polished-aluminum-sheet.html