لطالما كانت سبائك الألومنيوم مهمة في التصنيع، خاصةً في مجالات السيارات والفضاء والأدوات. ومن بين كل ذلك، غالبًا ما يتم اختيار AlSi10Mg بفضل صفاته الميكانيكية والحرارية الإيجابية العديدة. ونظراً لأن هذه السبيكة أقوى من الفولاذ وخفيفة الوزن على حد سواء، فإنها تلعب دوراً كبيراً في الصب والتصنيع الإضافي، وخاصة في الصهر الانتقائي بالليزر (SLM).
نتناول هنا صب AlSi10Mg, توفير معلومات عن ماهيته وسبب فائدته والحقائق التقنية الرئيسية، بما في ذلك خصائص مادة AlSi10Mg وكثافتها والبيانات الأخرى ذات الصلة.
ما المقصود ب AlSi10Mg؟
تحتوي سبيكة AlSi10Mg على الألومنيوم محتوى يصل إلى ٨٩١ تيرابايت ٤ تيرابايت، وحوالي ٠٠١ تيرابايت ٤ تيرابايت من السيليكون وكمية صغيرة من المغنيسيوم، لا تزيد عادة عن ٠,٣١ تيرابايت ٤ تيرابايت. أعطته طريقة بنائه هذا الاسم. يوجد في مجموعتي 4000 و5000، ويشتهر الألومنيوم 3003 بكونه قويًا جدًا ومقاومًا للتآكل وسهل الربط باللحام. ونتيجة لذلك، يُعدّ التصنيع الإضافي مناسبًا للأجزاء القوية والخفيفة وذات الأخطاء الصغيرة جدًا ويمكن أن تعمل لفترة طويلة.
تستخدم سبيكة AlSi10Mg في العديد من الاستخدامات في تطبيقات الطيران والسيارات الحديثة والمعدات الصناعية. ويستخدمها الكثير من الأشخاص في طباعة المعادن ثلاثية الأبعاد، ويرجع ذلك أساسًا إلى طريقة صهرها المفيدة.
نظرة عامة على صب AlSi10Mg
عملية ذوبان السبائك
في بداية عملية صب AlSi10Mg، يتم صهر الخليط عند درجات حرارة تتراوح عادةً بين 660 درجة مئوية و700 درجة مئوية. ونظرًا لأن المكونات الرئيسية للسبائك هي الألومنيوم والسيليكون والمغنيسيوم، يجب تسخينها بشكل متجانس لتصبح منصهرة بالكامل. يتم اتخاذ خطوات لمنع كل من الأكسدة وامتصاص الغازات، لأن هذه التأثيرات يمكن أن تضعف وتضر بالجزء النهائي.
الخطوات اللازمة لصنع القالب وتعبئته
بعد التسخين، يتم نقل السبيكة السائلة إلى قالب لتحديد شكل القطعة النهائية. يمكنك صب الجزء الخاص بك باستخدام الصب بالقالب أو الصب بالرمل أو الصب الاستثماري. في الحالات التي تتطلب أجزاء دقيقة ومعقدة، يُفضّل التصنيع الإضافي بالذوبان الانتقائي بالليزر (SLM). نظرًا لأنه يتدفق بسهولة، فإن AlSi10Mg جيد لتفاصيل القالب.
تبريد السائل وتحوله إلى مادة صلبة
بمجرد ملء القالب، يبدأ المعدن السائل الخام في التبريد. يمكن أن يؤدي الحفاظ على التبريد المناسب إلى تقليل المشاكل في المنتج النهائي، مثل الانكماش أو التشققات أو الضغوط الداخلية. يمكن للسرعة التي تبرد بها السبيكة أن تؤثر على البنية داخل المادة وتؤثر على كل من قوة عملها وسطحها. تميل المواد التي تبرد بسرعة أكبر إلى الحصول على بنية أفضل وأداء عام أفضل.
خطوات ما بعد المعالجة
يكون الجزء بمجرد تصلبه وإزالته من القالب في حالة مثالية. وفي كثير من الأحيان، يتم إجراء معالجات حرارية مثل التلدين بالمحلول والتعتيق لجعل المادة أكثر متانة. يمكن تحقيق هياكل دقيقة أو نتائج ذات مظهر أفضل من خلال وضع الأجزاء في عبوة للتشغيل الآلي أو لتشطيبها سطحياً.
بدائل ل AlSi10Mg
نظرًا لأن AlSi10Mg يوفر خصائص ممتازة، فإنه كثيرًا ما يتم اختياره للحام، ولكن عندما تصبح عوامل أخرى مثل الميكانيكية أو درجة الحرارة أو السعر أكثر أهمية، قد تكون هناك حاجة إلى مواد أخرى.
السبائك الأكثر شيوعًا المستخدمة لاستبدال AlSi10Mg مذكورة أدناه:
A356 الألومنيوم A356 هو نوع من السبائك
لماذا يتم النظر في A356 بدلاً من AlSi10Mg؟
سبيكة A356 هي سبيكة مماثلة لسبائك AlSi10Mg، وتختلف عنها بشكل أساسي في ليونة واستطالة فائقة. وغالباً ما تُستخدم هذه السبيكة في الصب بالرمل والصب بالقالب بالجاذبية.
المزايا:
- يمكن للعملاء اختيار قماش ذو استطالة أعلى للحصول على صلابة أفضل.
- قدرة كبيرة على مقاومة التآكل
- يمكن لحامها بسهولة
التطبيقات:
- تشمل قطع الحديد الرمادي قطع غيار السيارات، وقطع غيار المضخات، وأعمال الصب العامة.
سبيكة تحتوي على سليكون 12%
لماذا نستبدل AlSi10Mg بـ AlSi12؟
نظرًا لكونه غنيًا بالسيليكون، يوفر AlSi12 مقاومة تآكل متزايدة وخصائص تدفق محسنة عند الصب بالقالب.
المزايا:
- قابليتها للسبك أفضل من النحاس الأصفر.
- مقاومة التآكل فعالة للغاية.
- أسعار أقل للملحقات
التطبيقات:
- وهي مناسبة للمسبوكات المعقدة والضعيفة، وأغطية المحركات، والأجزاء الزخرفية.
EN AW-7075 (سبيكة الألومنيوم EN 7075Aluminium)
لماذا يجب استبدال AlSi10Mg بـ 7075؟
تُستخدم السبيكة القوية 7075 في صناعة الطيران، وتؤدي قوة أفضل بكثير من AlSi10Mg. ومع ذلك، نظرًا لأنه لا يمكن سبكها، فهي أكثر ملاءمة لصنع منتجات مُشكّلة آليًا أو مطروقة.
المزايا:
- نطاق توتر قوي ومثير للإعجاب
- مقاومة ممتازة للتآكل من الاستخدام المفرط
القيود:
- من الصعب اللحام
- وغالباً ما تكون أغلى ثمناً
- لا يمكن استخدامه في الصب
التطبيقات:
- تستخدم جميع الطائرات وقطع غيار رياضة السيارات والمعدات الثقيلة المواد المركبة.
Ti-6Al-4V عبارة عن سبيكة تيتانيوم Ti-6Al-4V
لماذا يجب أن تتبنى التطبيقات التيتانيوم بدلاً من AlSi10Mg؟
وبالمقارنة مع سبائك الألومنيوم، فإن التيتانيوم أخف وزناً بكثير وأكثر مقاومة للتآكل عند استخدامه في الأجزاء التي يجب أن تصمد تحت الضغط.
المزايا:
- قوة وأمان ممتازان للجسم
- قدرة ممتازة على تحمل الحرارة
القيود:
- للتكاليف الباهظة للغاية
- من الصعب صنعه ومعالجته
الاستخدامات:
- الأعمال الهندسية على الطائرات، والمنتجات الفضائية، والأدوية، والأنظمة الطبية
سبائك المغنيسيوم الشائعة هي AZ91D وما شابهها
لماذا يجب استبدال AlSi10Mg بالمغنيسيوم؟
وهي أخف وزنًا بكثير من AlSi10Mg ويتم اختيارها عند الحاجة إلى تقليل الوزن بشكل كبير.
المزايا:
- تبلغ كثافته المنخفضة للغاية 1.74 جرام فقط لكل سنتيمتر مكعب.
- يمكن صبها بشكل جيد
القيود:
- كل من القوة ومقاومة التآكل أقل
- إن معالجتها تجعلها أكثر عرضة للاشتعال بالنيران
الغرض:
- بناء الحاويات الإلكترونية، والهياكل الداعمة في السلع الرياضية، والتصميمات الداخلية للطائرات
جدول المقارنة
| سبيكة | الكثافة (جم/سم مكعب) | القوة | قابل للصب | الميزة الرئيسية | القيد الرئيسي |
| AlSi10Mg | ~2.68 | متوسط | نعم | خصائص متوازنة | ليونة معتدلة |
| A356 | ~2.67 | متوسط | نعم | ليونة أفضل | قوام أقل قليلاً |
| ألسي 12 | ~2.66 | منخفضة-متوسطة | نعم | قابلية صب ممتازة | قوة ميكانيكية أقل |
| 7075 | ~2.81 | عالية جداً | لا يوجد | قوة من الدرجة الفضائية الجوية | غير مناسب للصب |
| Ti-6Al-4V | ~4.43 | عالية جداً | لا (مضافة أو مزورة فقط) | الأداء الفائق | باهظة الثمن |
| AZ91D | ~1.81 | منخفضة-متوسطة | نعم | خفيف الوزن للغاية | قابلية التأثر بالتآكل |
توخي الحذر مع العناصر البديلة الخاصة بك
يجب عليك اختيار البديل وفقاً لـ
- يجب استخدام 7075 أو Ti-6Al-4V لإضافة قوة إلى القطعة.
- يمكن عادةً صب A356 أو AlSi12 بسهولة أكبر من الأنواع الأخرى.
- تم اختيار سبائك المغنيسيوم لوزنها المنخفض.
- يعتبر AlSi10Mg أو التيتانيوم أكثر مقاومة للتآكل من غيره.
- يمكن تحقيق وفورات باستخدام AlSi12 أو A356.
خواص سبيكة AlSi10Mg
يحتاج المهندسون والمصممون والمصنعون لهذه السبيكة إلى معرفة ما يمكن أن تفعله AlSi10Mg. نظرًا لقوتها ووزنها الخفيف وخصائصها الحرارية، تجد AlSi10Mg تطبيقات في الصب وكذلك الطباعة ثلاثية الأبعاد. فيما يلي شرح للأنواع الرئيسية للخاصية المستخدمة في العقارات:
الخواص الميكانيكية
تتحسن الخواص الميكانيكية في AlSi10Mg بشكل كبير مع المعالجة الحرارية أو عند معالجتها في التصنيع الإضافي. يجب اعتبار القيم التالية تقديرية، لأن ظروف المعالجة قد تغيرها.
- تُعطى قوة الشد على النحو التالي: 320-450 ميجا باسكال
- تبلغ قوة الخضوع 230-260 ميجا باسكال.
- عند الكسر الاستطالة: 2-12% (أعلى للعينات بعد المعالجة الحرارية)
- تتراوح صلابة كل درجة بين 100 و120 HB (برينل).
- تختلف قوة إجهاد البراغي من 100 ميجا باسكال بناءً على طريقة إنتاجها وعدد مرات استخدامها تحت الحمل.
تسمح الميزات الميكانيكية المفيدة ل AlSi10Mg باستخدامه كجزء حامل في مجالات الطيران والسيارات والأدوات.
الخصائص الفيزيائية
نقاط القوة في AlSi10Mg تجعله مناسبًا للاستخدامات التي تلعب فيها الحرارة والوزن دورًا كبيرًا.
- الكثافة: ~ 2.68 جم/سم3 تقريبًا
- تُقدّر الموصلية الحرارية الفعالة بحوالي 150-170 واط/م-ك.
- نطاق الذوبان: 570 إلى 590 درجة مئوية
- يبلغ معامل التمدد الحراري للمعادن حوالي 20 × 10 × 10⁶/ درجة مئوية
- توصيل كهربائي معتدل (القيم أقل مما هي عليه مع الألومنيوم)
كما أن كثافته المنخفضة وخصائصه الحرارية الملائمة تجعله مثاليًا للاستخدام في الإلكترونيات وأنظمة الطيران.
التركيب الكيميائي
التركيبة الرئيسية لسبائك AlSi10Mg هي:
- أعلى عدد من المكونات في الدهانات هو الألومنيوم الذي يوجد في حوالي 89-911 تيرابايت 4 تيرابايت.
- السيليكون (Si): النطاق هو 9.0% إلى 11.0%
- المغنيسيوم (Mg): يبلغ تركيزه حوالي 0.25-0.451 تيرابايت 4 تيرابايت.
- يجب ألا تزيد كمية الحديد عن 0.551 تيرابايت 4 تيرابايت.
- ≤ 0.5% إجمالي 0.5% للمنغنيز والزنك والنحاس والنحاس والقصدير ومجموعة متنوعة من العناصر الأخرى
عند وجود السيليكون، يصبح الصب أسهل وتكتسب الأجزاء مقاومة إضافية للتآكل. تعزز إضافة المغنيسيوم من قوة الأجزاء المصبوبة وقابليتها للمعالجة الحرارية.
خصائص أخرى
- مقاومة التآكل جيدة بشكل خاص في البيئات الجافة والرطبة.
- من السهل جدًا لحام الألومنيوم، مما يجعله مفيدًا للإصلاحات ولربط الأجزاء المطبوعة أو المصبوبة.
- تجعل المعالجات، وخاصة المعالجة الحرارية، آلات إنتاج الموارد أسهل بكثير في التشغيل.
- تدعم قابلية إعادة التدوير العالية لحيوان البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) الجهود المبذولة لتحقيق الاستدامة
نظرًا لخصائصها القوية والمرنة، غالبًا ما يتم اختيار هذه السبيكة من قبل الصناعات التي تركز على الأداء والاعتمادية والتصميم.
الخواص الحرارية ل AlSi10Mg
تُعد AlSi10Mg مادة مثالية عندما تكون مقاومة الحرارة والكفاءة الحرارية والحد الأدنى من التغيرات في الشكل أثناء تغيرات درجة الحرارة مهمة. ونظرًا لخصائصها الممتازة، فإنها تلعب دورًا رئيسيًا في تبريد مكونات الطيران والسيارات والإلكترونيات عند الحاجة.
جدول الخواص الحرارية ل AlSi10Mg
| الممتلكات | القيمة النموذجية | الملاحظات |
| نطاق الذوبان | 570 درجة مئوية - 590 درجة مئوية | يعتمد على التركيب الدقيق ومعدل التبريد |
| التوصيل الحراري | 150 - 170 واط/م - كلفن | جيد لتبديد الحرارة في العلب وأجزاء المحرك |
| معامل التمدد الحراري | ~20 × 10-⁶ /°C | توسع معتدل؛ يجب أخذها في الاعتبار في التطبيقات عالية الدقة |
| السعة الحرارية النوعية | ~حوالي 0.9 جول/ز - ك | يدعم التخزين المؤقت الحراري المعتدل |
| الانتشار الحراري | ~حوالي 60-80 مم²/ثانية | يؤثر على مدى سرعة انتقال الحرارة عبر المادة |
| درجة حرارة التشغيل القصوى | ~200 درجة مئوية (مستمر) | يمكن أن يؤدي التعرض المطول الذي يتجاوز هذا الحد إلى تقليل القوة الميكانيكية |
الملخص
- ونظرًا لأن AlSi10Mg ينقل الحرارة بشكل جيد، يتم اختياره للمشتتات الحرارية والأغطية وأجزاء المحرك.
- وبسبب تمدده المعتدل مع درجة الحرارة، فإنه يحافظ على ثباته في الظروف العادية.
- عندما تزيد درجات الحرارة عن 200 درجة مئوية، من المحتمل أن تنخفض القوة الميكانيكية للبلاستيك تدريجيًا أو فجأة.
الكثافة وتأثيراتها على AlSi10Mg
وتلعب كثافة AlSi10Mg دورًا كبيرًا في اختيارها للحالات التي يكون فيها انخفاض الوزن سمة أساسية. تبلغ الكثافة المعتادة لـ AlSi10Mg 2.68 جم/سم مكعب. إن كون الألومنيوم خفيف الوزن هو أحد أكبر مزايا الألومنيوم، على الرغم من أنه لا يزال يتمتع بالصلابة اللازمة لمعظم الاستخدامات.
تُعد كثافة AlSi10Mg مفيدة للغاية عند محاولة صنع تجهيزات خفيفة الوزن للطائرات أو إطارات المركبات الكهربائية أو الأذرع الروبوتية دون التضحية بقوتها. ويُعد الفضاء الجوي مثالاً على ذلك حيث يؤدي تقليل الوزن إلى تحسين الاقتصاد في استهلاك الوقود ورفع حمولة الحمولة.
يمكن أن تتأثر كثافة AlSi10Mg بكيفية صنع الجزء، وسرعة تبريده، ومقدار المسامية الموجودة في الجسم النهائي. ولهذا السبب من الضروري إجراء فحوصات الجودة، خاصة في القطاعات ذات متطلبات الامتثال الصارمة.
التأثيرات في التصميم والتصنيع
عند استخدام سبيكة AlSi10Mg، يتمتع المصممون بميزة تنحيف أشكال الأجزاء لتقليل الوزن مع الحفاظ على قوتها. ونظرًا لانخفاض كثافة السبيكة، تساعد كل من الطباعة ثلاثية الأبعاد والصب في إنتاج تصميمات خفيفة الوزن لا تزال قوية ميكانيكيًا. تصبح معالجة المادة أبسط وأسهل للمصنعين.
وعلاوة على ذلك، بالنسبة للأشياء مثل المشتتات الحرارية أو العلب التي تساعد على تبديد الحرارة بكفاءة، فإن AlSi10Mg الأقل كثافة يعني أنه يمكن بناء النظام بأجزاء أقل، وتوفير المساحة وتبريده بكفاءة أكبر.
نظرة على المواد الأخرى
| المواد | الكثافة (جم/سم مكعب) |
| AlSi10Mg | ~2.68 |
| الفولاذ | ~7.85 |
| سبائك التيتانيوم | ~4.50 |
| سبائك المغنيسيوم | ~1.74 |
استنادًا إلى البيانات، يقع AlSi10Mg ضمن المنطقة المثلى، حيث إنه أقوى وأقوى من المغنيسيوم، دون أن يكون أثقل من الفولاذ في العديد من التطبيقات.
ما المزايا الناتجة عن استخدام سبيكة AlSi10Mg؟
هناك عدد من الأسباب التي جعلت سبيكة AlSi10Mg تُستخدم على نطاق واسع في العديد من الصناعات. نظرًا لقدرتها العالية على الصب ومقاومتها للتآكل بشكل جيد وميزاتها الحرارية الجيدة، فهي تُستخدم في طرق مختلفة لصنع الأجزاء. لماذا يختار المهندسون غالبًا هذه السبيكة؟
- ونظراً لأن هذه الأجزاء تفقد الوزن ولكنها تحافظ على قوتها، فهي الأفضل للاستخدام في الأماكن الحرجة مثل الرياضة.
- نقل جيد للحرارة - مما يعطيها تطبيقًا في المبادلات الحرارية ومبيت الإلكترونيات.
- يمثل التآكل مشكلة كبيرة، لذا فإن المطاط مفيد بشكل خاص في الأماكن التي يوجد بها خطر الماء والمواد الكيميائية.
- قدرة تدفق عالية - تجعل المادة مناسبة للتطبيقات الدقيقة.
- من السهل لحام هذه السبيكة وتشغيلها آليًا بعد الإنتاج.
نظرًا لأن سبيكة AlSi10Mg تظل موثوقة في المناخات القاسية أو تحت الضغط المتكرر، فإنها تعد خيارًا جيدًا لمكونات النظام الرئيسية.
فوائد AlSi10Mg
القوة عالية، في حين أنها خفيفة الوزن أيضاً
غالبًا ما يُستخدم AlSi10Mg القوي وغير الثقيل جدًا في صناعة الطيران والسيارات لأنه يوفر نسبة كبيرة من القوة إلى الوزن.
أداء جيد في الصب والطباعة
من السهل قولبة AlSi10Mg، وهو سهل التشكيل ويعمل بشكل جيد في التصنيع المضاف، خاصةً في عملية الذوبان الانتقائي بالليزر، مما يسمح له بإنتاج أشكال معقدة.
مقاومة التآكل
وبسبب احتوائه على السيليكون والمغنيسيوم، فإن A286 مقاوم للغاية للظروف الخارجية أو الظروف القاسية، ولا يحتاج إلى حماية إضافية.
توصيل حراري ممتاز
نظرًا لكونها مادة لنقل الحرارة ذات موصلية حرارية تتراوح من 150 إلى 170 واط/م-كس، يمكن استخدام AlSi10Mg بسهولة في إنتاج المبيتات والمشتتات الحرارية.
قابلية المعالجة الحرارية تتيح فوائد إضافية
من خلال تعريض السبيكة للمعالجة الحرارية مثل تعتيق T6، فإنها تحسن من قوتها وصلابتها.
قابلية عالية لإعادة التدوير
يمكن إعادة تدوير AlSi10Mg بسهولة، مما يساعد على الحفاظ على التصنيع الصديق للبيئة.
المشاكل المرتبطة ب AlSi10Mg
تعتبر قابلية الليونة محدودة في حالة الألومنيوم
عندما تكون سبيكة AlSi10Mg مصبوبة أو مطبوعة، فإنها غالبًا ما لا تتمتع بليونة كافية (2-4%)، لذلك لا يمكن استخدامها في التطبيقات التي تتطلب الكثير من الانحناء أو الصدمات الصلبة.
تليين المواد بسبب ارتفاع درجة الحرارة
إذا تمت معالجة السيراميك بالحرارة فوق 200 درجة مئوية لفترة طويلة، فإنه يفقد بعضًا من قوته ولا يمكن استخدامه في الهياكل المعرضة لدرجات حرارة عالية.
طين ذو مسامية
إذا تم إجراء عملية الصب أو الطباعة ثلاثية الأبعاد بشكل سيئ، فغالبًا ما يؤدي ذلك إلى حدوث مسامية غازية تضعف الهيكل ما لم يتم التعامل معها بشكل مناسب.
قابلية تشغيل آلي معتدلة
يكون البديل المقوى من AlSi10Mg قاسيًا على أدوات القطع عند تشكيله آليًا. ونتيجة لذلك، تتآكل الأدوات بسرعة أكبر وقد تحتاج إلى أنظمة تبريد أفضل، مما يزيد من التكلفة الإجمالية لأداة الماكينة.
سعر التصنيع المضاف
على الرغم من أن الطباعة ثلاثية الأبعاد تعمل بشكل رائع مع مسحوق AlSi10Mg، إلا أن المسحوق مكلف، لذا فإن إنتاج دفعات صغيرة أكثر تكلفة.
جدول ملخص
| أسبكت | الميزة | العيب |
| الوزن | خفيف الوزن مع قوة جيدة | لا يوجد |
| الخواص الميكانيكية | قوي وقابل للمعالجة بالحرارة | ليونة محدودة في شكلها الخام |
| مقاومة التآكل | ممتاز | قد يتطلب أنودة في البيئات البحرية |
| الأداء الحراري | موصلية عالية | تنخفض القوة عند درجات الحرارة المرتفعة |
| التصنيع | رائعة للصب والطباعة ثلاثية الأبعاد | مخاطر المسامية إذا لم تتم إدارتها بشكل صحيح |
| التكلفة والاستدامة | قابلة لإعادة التدوير وفعالة في الإنتاج الضخم | المسحوق مكلف للتصنيع المضاف |
استخدامات صب AlSi10Mg
نظرًا لخصائصه الرائعة، يُستخدم AlSi10Mg في العديد من الصناعات:
الفضاء الجوي
وبفضل كتلتها المنخفضة وصلابتها العالية، تساعد سبيكة AlSi10Mg في إنتاج أقواس ومبيتات ومكونات أخرى يقل وزنها عن الأجزاء المماثلة.
السيارات
يزيد AlSi10Mg من كفاءة استهلاك الوقود في كتل المحرك وعلب التروس ونظام التعليق دون تقليل السلامة.
علم الروبوتات
تتفوق هذه المواد في بناء أذرع الروبوتات والمفاصل والمؤثرات الطرفية المخصصة والمكيفة للعمل الخفيف.
الإلكترونيات الاستهلاكية
تُعد مادة فعّالة للمشتتات الحرارية والإطارات الهيكلية لأنها تتمتع بخصائص حرارية جيدة.
الأجهزة الطبية
يرجع الاستخدام المتزايد للأطراف الصناعية والأدوات المصنوعة من سبيكة AlSi10Mg إلى دقتها وسلامتها للجسم.
المشاكل والقضايا
على الرغم من الجوانب الجيدة العديدة لـ AlSi10Mg، إلا أن هناك بعض الأمور التي يجب وضعها في الاعتبار:
- السيليكون هو عامل تصلب، وبدون معالجة مناسبة، فإن الإفراط في استخدامه يؤدي إلى هشاشة الخزف الحجري.
- يعد التحكم في مدى مسامية الجزء أمرًا ضروريًا لضمان عدم تعطله من الناحية الهيكلية.
- عادةً ما يجعل الإنتاج المتقدم للتيتانيوم التيتانيوم أكثر تكلفة من سبائك الألومنيوم الأخرى المعروفة.
يتطلب الحد من هذه المشاكل معالجة حرارية مناسبة والاختيار الأمثل لإعدادات الصب. من الممكن أيضًا رؤية تأثيرات الانكماش والمسامية قبل الصب الفعلي باستخدام برنامج محاكاة متزايد.
التوقعات المستقبلية
نظرًا لأن المزيد من الشركات تحتاج إلى عناصر قوية وخفيفة الوزن، فمن المتوقع أن يزداد استخدام AlSi10Mg، وسيساعد على ذلك بشكل خاص التصنيع الإضافي. يؤدي التقدم الأخير في تعدين المساحيق والمعالجة اللاحقة والمعالجات الحرارية إلى زيادة موثوقية هذه المادة وفائدتها.
والتجارب جارية على سبائك AlSi10Mg النانو المترسبة التي تحتوي على إضافات من السيراميك أو الجرافين لتقويتها وجعلها أكثر متانة لعدة دورات. قد تربط الابتكارات مجالات مثل الدفاع وإطلاق الأجسام إلى الفضاء وتطوير معدات طبية مبتكرة.
الخاتمة
تجمع درجة AlSi10Mg بين الأداء الميكانيكي الرائع والهيكل خفيف الوزن والصفات الحرارية الاستثنائية. ولأنه يمكن الاعتماد عليه في العديد من المجالات، بدءًا من مجال الطيران وحتى الإلكترونيات، ولأن وزنه قليل، فهو لا يزال مادة مثالية للمهندسين والمصممين. شكرًا نظرًا لخصائصها المميزة AlSi10Mg، وكثافة AlSi10Mg الفريدة من نوعها، والأداء القوي الذي تتميز به سبيكة AlSi10Mg، فإن هذه التركيبة موجودة بقوة في الصناعات الحديثة. في كل من تصميم الأجزاء الفضائية الحرجة والنماذج الفنية المطبوعة ثلاثية الأبعاد، تقود AlSi10Mg الطريق في دفع حدود جديدة لعلوم المواد. ومع ظهور تطورات جديدة، يمكننا أن نتوقع أن تلعب تحليلات البيانات دورًا أكبر وأن يتم استخدامها في العديد من الأماكن.
الأسئلة الشائعة
ما هو الغرض من AlSi10Mg؟
إن خفة وزنه ومتانته وقدراته الحرارية الجيدة تجعل من AlSi10Mg مناسبًا لتطبيقات الفضاء والسيارات والروبوتات والإلكترونيات. ويستخدم الكثير منها البلاستيك في الصب والطباعة ثلاثية الأبعاد، حيث يكون الثبات والدقة مهمين للغاية.
ما هي الخواص الأكثر أهمية في دراسة مواد AlSi10Mg؟
تُظهر تلك المصنوعة من AlSi10Mg قوة شد عالية (تصل إلى 450 ميجا باسكال)، وهي موصلات حرارية جيدة، ولا تتآكل بسهولة، وتتمتع بمستوى معتدل من الصلابة. ولهذا السبب تعد هذه المادة جيدة للمناطق التي تواجه قوى كبيرة.
ما مدى كثافة AlSi10Mg؟
يتميز AlSi10Mg بكثافة 2.68 جم/سم مكعب، وهو أخف وزنًا من الفولاذ ويتمتع بالقوة اللازمة للتصميمات التي يكون فيها الوزن مهمًا.
هل من الممكن معالجة AlSi10Mg بالحرارة؟
يمكن إخضاع سبيكة AlSi10Mg لمعالجة حرارية تجعلها أقوى وأصلب. المعالجات الأكثر شيوعًا هي التلدين بالمحلول والتعتيق.
هل يُعد AlSi10Mg خيارًا جيدًا للتصنيع المضاف؟
بالتأكيد. يُستخدم AlSi10Mg على نطاق واسع في الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد وفي الذوبان الانتقائي بالليزر (SLM) على وجه الخصوص، لأنه يتميز بتدفق سلس وأداء قوي وبنية دقيقة.