و. ر. بولتر :
إن منتجات المعامل من الألومنيوم تختلف من الرقاقات التى يقل سمكها عن ورقة
النسيج إلى لوح بسمك 6 بوصة، ومن كونها موصل كهربي قياسي لنقل الطاقة
الكهربية بسمك المعصم إلى سلك ممغنط أقل سمكاً من شعر رأس الإنسان. وسيتم
مناقشة الأشكال المتاحة في هذا الفصل.
الألومنيوم|السبيكة :
السبيكة، والتى منها يمكن تصنيع كل منتجات الألومنيوم الأخرى، يتم الحصول عليها في واحد من سبعة أشكال تجارية.
السبائك الغير مخلوطة (الخالصة):
يتم الحصول على سبيكة الألومنيوم الغير مخلوطة بأحجام تتراوح من قضبان
صغيرة محززة تزن رطلاً أو أقل إلى سبائك كبيرة تزن طناً أو أكثر. ومن
الممكن أن تختلف سبائك الألومنيوم الغير مخلوطة من حوالي 98 إلى 99.999٪
ألومنيوم، و التى تحتوي على نسبة 99.5٪ ألومنيوم هي النوع الأكثر شيوعاً.
وسبيكة الموصل الكهربي (EC) والسبيكة الدوارة التى يتم استخدامها مع
الموتورات تمثل أنواعاً خاصة يتم فيها التحكم في الشوائب التى تعوق
استخدامها في هذه التطبيقات. وهناك أنواع أخرى خاصة يتم استخدامها لاختزال
الصلب (الفولاذ) وطلائه بالألومنيوم (انظر الفصل 25).
سبيكة المخلوط الغني:
بالرغم من أن السبيكة الغير مخلوطة يتم استخدامها في الغالب على الوجه
الذى يتم إنتاجها عليه، إلا أنه من الضروري في الغالب أن يتم خلطها بعناصر
أخرى مثل الكروميوم، والنحاس، والحديد، والماغنسيوم، والمنجنيز، والنيكل،
والسيليكون، والتيتانيوم، والخارصين. وللقيام بهذا بسهولة في عملية
الإنتاج، يتم استخدام سبيكة المخلوط الغني ، أو "المصلب"، وهذه المصلبات
تحتوي على عناصر مخلوطة تتراوح من 1٪ إلى 50٪.
صب سبيكة المخلوط :
يتم استهلاك كميات كبيرة من الشظايا (البقايا) عند إنتاج سبيكة المخلوط.
فعندما تسمح كميات الشوائب التى توجد في هذه المخاليط بإنتاج كميات كبيرة
من الشظايا، فإن المنتج النهائي يُشار إليه بالصب الثانوي لسبيكة المخلوط.
وعندام تحد نسب التركيب من استخدام الشظايا، فإن المنتج يشار إليه باسم
الصب الأولي أو البكر لسبيكة المخلوط. وهناك العديد من المناطق التى تتداخل
فيها هاتين العمليتين الأولية والثانوية. للقيام بالإذابة في الأفران
الكبيرة، يتم القيام بعملية صب سبيكة المخلوط بوجه عام في قضبان متشابكة
تزن 30 أو 50 رطل. وهناك أحجام سبائك أخرى شائعة وهي 6 و10 رطل. وحتى
القضبان المحزوزة الصغيرة أو "العيدان" تكون مطلوبة في بعض الأحيان عند
تصنيع العجلات التى يتم القيام بها بماكينات الصب.
سبيكة النتوء :
يتم تصنيعها في الغالب بالشكل الأسطواني، إما المصمت أو الأجوف. ويختلف
قطرها الخارجي من 3 إلى 33 بوصة. ويتم تصنيع هذا المنتج غالباً عن طريق
عملية الصب بالتبريد الفجائي (DC) (الجزء 3، الفصل 3) أو عن طريق القيام
ببعض التعديلات في هذا. ويتم نشرها إلى أطوال تختلف من عدة بوصات إلى عدة
أقدام، بما يتلاءم مع متطلبات الضغط التى بناءًَ عليها سيتكون النتوء. ومع
بعض المخاليط بعينها، يتم القيام بالنقع أو التسخين المسبق لسبائك النتوء
قبل دفعها نحو جهاز عمل النتوء. وهذه المعالجة، يطلق عليها في بعض الأحيان
اسم المجانسة، والتى تسمح بتشكيل النتوء بمعدل أسرع، وتحسين ملمس السطح عند
النتوءات، والاستمرار لحياة أطول. وعندما يكون من المطلوب الحصول على
نتوءات عالية الجودة ، كالتى تلزم في أجزاء الطائرات القوية ، فإن قضبان
النتوء من الممكن أن يتم فرك سطحها للتخلص من المواد التى تذوب عن السطح.
ويتم استخدام السبائك المجوفة في لمد الأنابيب والأشكال الجوفاء الأخرى.
ويتم صب هذه السبائك في الحالات الطبيعية بالأبعاد المطلوبة في ماكينات
الصب بالتبريد المفاجئ، ولكن غالباً ما تتطلب قيود التصنيع معرفة الأبعاد
الداخلية بهذه الأشكال.
تشكيل السبائك:
بالرغم من أن أغلب الأشكال الصغيرة يتم إنتاجها من قطع الخام الملفوفة
أو الناتئة، إلا أنه يتم في الغالب استخدام سبائك الصب لأجل القيام بعمل
التشكيلات الكبيرة. ولمنع حدوث عدم الانتظامات في سطح الصب حتى لا تؤثر على
جودة التشكيلات، فإنه يتم على الداوم كشط هذه السبائك قبل الشروع في هذه
العملية. ويتم في العادة القيام بتشكيل السبائك في الشكل الأسطواني، إلى
يكون بقطر 1 إلى 2 قدم وبطول 1 إلى 4 قدم. سبائك الصفائح أو سبائك القضبان
السلكية. هذا النوع من السبائك يكون متاحاً في مدى واسع من أبعاد القطاع
العرضي له، وبأوزان تصل إلى 10.000 رطل. والأحجام الأكثر شيوعاً هي التى
تكون بالأبعاد 12 في 36 بوصة والأبعاد 12 في 48 بوصة وبأي طول حتى طول يصل
إلى 146 بوصة. ومن الممكن أن يكون من المطلوب القيام بعمل كشط وصقل للسطح،
بناء على مخلوط السبيكة. وسبائك القضبان السلكية التى يتم استخدامها لإنتاج
الأشكال الصفائحية والأسلاك يتم إمدادها في الشكل المربع أو الأسطواني أو
المستطيل بماكينات الصب بالتبريد المفاجئ والتى تكون بمساحة مقطع مساحته 6
أو 7 بوصة مربعة. ودائماص ما يتم كشط هذه السبائك.
المعادن الساخنة :
يتم في بعض الأحيان تحويل المعادن المصهورة بشكل مباشر إلى بواتق معزولة
من المصهر إلى مصانع الإنتاج، وفي بعض الأحيان يكون هذا لمسافات تصل إلى
عدة مئات من الأميال.
المسبوكات (عمليات الصب) :
بسبب الأهمية التجارية، فإن الأشكال الثلاثة الرئيسية لمسبوكات الألومنيوم هي: القوالب ، والقوالب الدائمة، والرمال.
مسبوكات القوالب :
وهي تتناسب بشكل كبير مع إنتاج الكميات الكبيرة من أجزاء الألومنيوم
الزخرفية والبنائية. وإذا كانت الكمية تسمح بالاستثمار في القوالب، وإذا
كان سمك الجدار يمكن تقليله إلى الحد الذى تسمح به عملية الصب، وإذا كانت
المناطق الضعيفة الغير مرغوب فيها غير موجودة بالتصميم، فإن مسبوكات
الألومنيوم يمكن في العادة إنتاجها عن طريق هذه العملية بتكلفة أقل من التى
يتم إنتاجها بها بالطرق الأخرى. إن أقل سمك عملي لجدران القوالب يمكن
التحكم به في العادة عن طريق ضرورة ملء القالب بشكل سليم وعن طريق تشطيب
السطح وفق ما هو مطلوب. وفي ظل وجود أصعب الظروف، فمن الممكن أن يكون هناك
حاجة لجدار بسمك قدره 4 و9/6 إلى 2 و5/3 بوصة للسماح بتدفق المعدن في
القالب. وفي المسبوكات التى تقل عن 6 في 6 بوصة بوجه عام وحيث يشجع شكل
القالب على وجود ظروف صب جيدة، فمن الممكن أن يصل سمك الجدران إلى 0.05 أو
0.065 بوصة. وأكبر قالب ألومنيوم تم تسجيله كانت أبعاده 49.75 في 51 بوصة
ويزن 47.7 رطل. وقد تم القايم بعملية الصب هذه في ماكينة لها ضغط قفل قدره
4500 طن. وقد تم القيام بعمليات صب قوالب المحركات التى تزن حوالي 70 رطل
(والتى تشمل 14 رطل من المواد المدخلة)، والتى لها مساحة بروز أقل، في
ماكينات أصغر حجماً.
مسبوكات القوالب الدائمة :
يتم في هذه العملية استخدام مصهورات الحديد والمواد المصلبة، و إلى حد
غير متكرر كثيراً يتم استخدام الصلب وتطعيمات من المعادن الأخرى. ويتم صب
الألومنيوم المصهور في قالب التشكيل في وجود ضاغط الجاذبية الطبيعي. وفي
الحالات الخاصة، يتم بذل قدر قليل من الضغط على المصهور من خلال إضافة
الفراغ، أو عن طريق ضخ المعدن المصهور، أو عن طريق قوة الطرد المركزي. وفي
عملية صب القوالب شبه الدائمة، يتم استخدام مادة مصلبة عبارة عن رمل جاف أو
مادة أخرى مستهلكة، للتغلب على كثير من قيود التصميم التى تمليها المواد
المصلبة الأخرى كبعض المعادن. تتفوق مسبوكات القوالب الدائمة على النوع
السابق (مسبوكات القوالب) وعلى مسبوكات الرمل، حيث أنه يكون لها صلابة
اعلى، وقوة ضغط أكبر، وقوة أشد. ويتم القيام بعمليات الإنتاج الأسرع
والحصول على جدران أقل سمكاً (1/3 إلى 3/16 بوصة) بشكل عام لكل قطعة بتكلفة
أقل من التى يتم الحصول عليها من مسبوكات الرمل. و التحكم في قوة التحمل
المتعلقة بالأبعاد وتشطيبات السطح يتم القيام بها على نحو جيد مع مسبوكات
الرمل، ولكن ليس بمثل الجودة التى يتم الحصول عليها مع مسبوكات القوالب.
والتبريد الذى ينتج من صهر المعدن يؤدي إلى الحصول على قوى أعلى بالنسبة
للأجزاء الصغيرة أكبر من التى يتم الحصول عليها من مسبوكات الرمل.
مسبوكات الرمل :
وهي تعد الطريقة الأكثر تنوعاص والأكثر تعدداً في الاستعمال لإنتاج شكل
مسبوك الألومنيوم وهي تتميز بانها مقبولة ومنتشرة عالمياً. ويتم استخدامها
لإنتاج كميات صغيرة من المسبوكات المتساوية، والأجزاء التى تتطلب وجود
أجزاء داخلية يصعب حلها، والمسبوكات الكبيرة جداً. وتعد الماكينات
المستخدمة لإنتاج هذا النوع من المسبوكات رخيصة الثمن وسريعة نسبياً.
لقد تم إنتاج الكثير من مسبوكات رمل الألومنيوم الكبيرة التى يتم صبها
على الأرضيات : وتعد قوالب الإطارات المستخدمة لمعالجة الإطارات التى
تستخدم على طرق السفر السريعة بالشاحنات الضخمة أحد الأمثلة. ويبلغ حجم
المسبوكات 9 قدم في القطر وتزن حوالي 20.000 رطل تقريباً والمخلوط المستخدم
هو 355-T77. وقد تم كذلك تصنيع تجهيزات بحجم 6 قدم عرضاً في 18 قدم طولاً
ولكن التى تزن أقل من قوالب هذه الإطارات بمسبوكات الرمل أيضاً. وهذه
التجهيزات، التى يتم استخدامها مع ألواح أجنحة الطائرات، يبلغ سمكها 1/4
بوصة في بعض المناطق. وهي تعد أقل ما يمكن الحصول عليه من مسبوكات رمل
الألومنيوم.
أشكال مسبوكات أخرى :
إن المسبوكات التى يتم الحصول عليها بالتبريد المفاجئ – والتى تشمل كل
من الأنواع المصمتة والجوفاء، والتى يكون لها قطاعات دائرية أو مستطيلة أو
بأشكال غير منتظمة – يتم استخدامها بسبب خواصخا الميكانيكية المميزة للغاية
التى تنتج بها بعد المعالجة المعالجة الحرارية وبسبب متانه هيكلها
العالية. تقترب الخواص الميكانيكية لهذه المنتجات من الخواص الميكانيكية
للمنتجات المطاوعة فيما عدا أن تمددها يكون اقل. ويتم إنتاج ألواح لحم
المسامير وقضبان الحافلات الكبيرة بهذه الطريقة. وعندام يكون من المطلوب
الحصول على جدران رقيقة السمك وبقوى تحمل متقاربة الأبعاد، وعندما تكون
الكمية لا تصل إلى ما يمكن إنتاجه باستخدام مسبوكات القوالب، فإنه يتم
استخدام طرق أخرى مثل مسبوكات القوالب القشرية.
الرقاقات والصفائح :
عندما يكون الألومنيوم منتجاً بسمك يبلغ 0.250 بوصة أو أكثر فإنه يتم
تصنيفه على إنه لوحة، والرقاقة هي التى يبلغ سمكها 0.006 إلى 0.249 بوصة.
ويتم الحصول على الرقاقات إما بشكل مسطح أو على شكل بركات ملفوفة. وهذين
النوعين متاحين أيضاً بأشكال دائرية أو بأية اشكال أخرى يتم قصها أو
تفريغها أو نشرها أو تشكيلها بأي ترتيب مطلوب.
الأحجام وقوى التحمل (1):
تعد رقاقات ولوحات مخلوط الألومنيوم متاحة بأحجام كبيرة جداً. فعلى سبيل
المثال، الرقاقات اللازمة لأسطح المقطورات التجارية يتم تصنيعها بعرض يصل
إلى 108 بوصة.
تشطيب المصنع المنتظم 1100، 3003، 5005 رقاقات لها تشطيب غير لامع منتظم
يتم استخدامها مع لوححات كتابة الأسماء وأرقام الهاتف والتطبيقات الاخرى
المستخدمة في أعمال الديكور. ويمكن أن تختلف من رقاقة أخرى غير مسموح بها،
يمكن أن يكون بها بقايا من الزيت
وهناك بعض الألواح المتاحة التى يبلغ عرضها 12 قدم وطولها 45 قدم أو
أكبر، بناءً على السمك، والمخلوط، ودرجة الصلابة. وهناك بعض الملفات
المفردة المكونة من الرقاقات والتى تزن 8000 أو 10.000 رطل وهي ليست شائعة.
فقيم سمك الألواح التى تصل إلى 6 بوصة تكون متاحة تجارياً في مخاليط
بعينها. ولا يتم تصنيع هذه الأحجام الكبيرة بكل أنواع المخاليط، ودرجات
الصلابة، والتشطيبات ولا يمكن أن يتم إنتاجها من كل الموردين. فبوجه عام،
تتجاوز أحجام الرقاقات والألواح التى يمكن الحصول عليها من مخاليط
الألومنيوم تلك التى توجد في المعادن الأخرى الغير حديدية وهي تقترب من تلك
التى يتم إنتاجها في مواد الصلب. وتبلغ درجات الصلابة تلك التى توجد في
المعادن الأخرى. إن المخاليط المستخدمة في إنتاج الرقاقات والألواح يمكن أن
يتم تقسيمها إلى أنواع يمكن معالجتها حرارياً وأنواع لا يمكن معالجتها
حرارياً. فالمخاليط القياسية التى لا يمكن معالجتها حرارياً والتى يتم فيها
الحصول على الرقاقات والألواح هي معادن التوصيل الكهربي، 1060، 1100،
3003، 3003 (alclad)، 3004، 3004 (alcald)، 3105، 5005، 5050، 5052، 5082،
5083، 5086، 5154، 5252، 5254،7، 5357، 5454، 5357، 5454، 5457، 5557،
5652، 5657، 6011، 8280. والمخاليط القياسية التى يمكن معالجتها حرارياً
التى يتم الحصول عليها في شكل رقاقات وألواح هي: 2014، 2014 (alcald)،
2024/ 2024 (alcald)، 2219، 2219 (alcald)، 6061، 6061 (alcald)، 6070،
7055X، 7039، 7075، 7075 (alcald)، 7079، 7079 (alcald)، 7139، 7178، 7178
(alcald).
التشطيبات التجارية :
يمكن العثور على مناقشة كاملة للتشطيبات التى يتم القيام بها مع منتجات
الرقاقات والألواح في الجزء 3، الفصل 16. ولكن، يتم في الغالب استخدام هذه
المنتجات في واحد من التشطيبات الكثيرة التى ينتجها المصنع.
الدهانات الوقائية :
يتم في الغالب استخدام الأوراق المتداخلة في عمليات شحن منتجات الرقاقات
والألواح. والنواع القياسية منها هي الورق المقوى المضاد للتمزق والتآكل.
ويتم استخدام عملية التزييت كطريقة بديلة لحماية الرقاقات والألواح. والزيت
المستخدم يكون له قاعدية زيتية معدنية ولزوجة تبلغ حوالي 200. ويتم
استخدام هذه الطريقة لتوفير أكبر مقاومة لاختراق المياه وتقليل الاحتكاك
ببشرة هؤلاء الذين من الممكن أن يتعاملوا مع هذه المواد. ويتم في الغالب
تزييت منتجات الرقاقات والألواح التى يتم شحنها عبر البحار. يتم في بعض
الأحيان إضافة شريط حماية شمعي للرقاقات والألواح المسطحة أثناء عمليات
النقل والعمليات المصاحبة لها. ولا ينصح باستخدام هذه الأشرطة عندما سيكون
هناك سماح بمرور أكثر من 90 يوماً بين الاستخدام والإزالة. ويعمل الطلاء
الذى يكون على شكل شرائط من الفينيل، والذى يتم إضافته أثناء عملية
التصنيع، على توفير حماية خاصة لعدد من منتجات الرقاقات أثناء عملية النقل
وأثناء عمليات معالجة وتشحيم الصفائح. ويتم إضافة هذا الطلاء بسمك الغشاء
الرقيق الذى يصل تقريباً إلى 1.5 إلى 2.0 مل ويمكن التخلص منه باليج أو عن
طريق تيار الهواء الذى يندفع بين الطلاء والمعدن.
منتجات خاصة :
يتم إضافة الكثير من أنواع منتجات الرقاقات والصفائح للعمل على تلبية متطلبات تطبيقات بعينها.
رقاقة الأنودة :
تستخدم مع تطبيقات الدهانات الوقائية والزخرفية خلال عملية الأنودة.
الرقاقة مسبقة الطلاء :
تشطيب مطلي بمينا الراتنج الصناعي يتم إضافته إلى جانب واحد أو إلى كلا
الجانبين فوق طلاء التحويل الكيميائي. ويمكن أن تتشكل هذه الرقاقة عن طريق
معدات تصنيع المنتجات المعدنية التقليدية بدون التسبب في تلف التشطيب،
ويمكن أن يتم حفرها أو ثقبها بدون خدش الطلاء. وهي متاحة في عديد من
الألوان ، يتم التحكم بها جميعاً فيما يتعلق بالانتظامية، والصلابة،
والالتحام.
تشكيل السبائك:
بالرغم من أن أغلب الأشكال الصغيرة يتم إنتاجها من قطع الخام الملفوفة
أو الناتئة، إلا أنه يتم في الغالب استخدام سبائك الصب لأجل القيام بعمل
التشكيلات الكبيرة. ولمنع حدوث عدم الانتظامات في سطح الصب حتى لا تؤثر على
جودة التشكيلات، فإنه يتم على الداوم كشط هذه السبائك قبل الشروع في هذه
العملية. ويتم في العادة القيام بتشكيل السبائك في الشكل الأسطواني، إلى
يكون بقطر 1 إلى 2 قدم وبطول 1 إلى 4 قدم. سبائك الصفائح أو سبائك القضبان
السلكية. هذا النوع من السبائك يكون متاحاً في مدى واسع من أبعاد القطاع
العرضي له، وبأوزان تصل إلى 10.000 رطل. والأحجام الأكثر شيوعاً هي التى
تكون بالأبعاد 12 في 36 بوصة والأبعاد 12 في 48 بوصة وبأي طول حتى طول يصل
إلى 146 بوصة. ومن الممكن أن يكون من المطلوب القيام بعمل كشط وصقل للسطح،
بناء على مخلوط السبيكة. وسبائك القضبان السلكية التى يتم استخدامها لإنتاج
الأشكال الصفائحية والأسلاك يتم إمدادها في الشكل المربع أو الأسطواني أو
المستطيل بماكينات الصب بالتبريد المفاجئ والتى تكون بمساحة مقطع مساحته 6
أو 7 بوصة مربعة. ودائماص ما يتم كشط هذه السبائك.
الرقاقة العاكسة :
للاستخدام في تصنيع المواد العاكسة. وهي متاحة في عديد من الدرجات التى تتناسب مع العاكسات الناشرة أو البراقة.
الرقاقة المضيئة :
رقاقة عاكسة (إما ناشرة أو براقة) يتم تصنيعها للاستخدام في العاكسات
الحوضية وتطبيقات المواد العاكسة الأخرى عندما يكون من غير المطلوب الحصول
على تشكيلات حادة.
دوائر رقاقات التسجيل :
التى يتم استخدمها في صناعة الأشرطة التسجيلية لإنتاج مواد للتسجيل
عالية الجودة وأصلية، ولأجل تسجيل البيانات والتخزين في وحدات الذاكرة.
ويتم تصنيع هذه المنتجات بدرجة عالية من التسطيح مع خلوها من عيوب السطح.
رقاقة اللحام :
والتى يتم تصنيعها لأغراض اللحام. ويتم تغطية رقاقة اللحام المكسوة
بالقشرة على واحد أو كلا الجانبين بمخلوط له نقطة ذوبان منخفضة بصورة مميزة
تقل عن المخلوط الأصلي. ويتم تصنيع المنتج الغير مكسو بمخاليط لها درجات
حرارة ذوبان منخفضة. ويتم استخدامها في تطبيقات أفران اللحام كبديل لرقاقات
اللحام التى يتم تصنيعها بكساء المخلوط والتى يكون لها نفس العمل.
رقاقات ليثو :
رقاقات تحتوي على أحد جانبيها خالياً بقدر مثالي من عيوب السطح، ويتم
استخدامها كلوحات في طباعة الأوفست. رقاقات منقوشة : أنماط بارزة أو محفورة
على أحد جانبي أو كلا جانبي الرقاقات وهي تشتمل على مدى واسع من التصاميم
والنسجة المستخدمة لأغراض التزيين، وهي متاحة في الشكل الملفوف أو الصفائح
المسطحة.
الرقاقات المغطاة بالفينيل :
رقاقات مكونة من غشاء من الفينيل ورقاقة من الألومنيوم متصلتان بشكل
دائم. وهذا المنتج متاح في الشكل الملفوف أو المسطح ويمكن تصنيعه بشكطل عام
باستخدام أدوات التصنيع التقليدية.
الرقاقات الخزفية المطلية بالمينا :
والتى يتم تصميمها بشكل خاص لتوفير أكبر التصاق لمينا الخزف. وهي متاحة
بدرجات متنوعة بتكوينات متقاربة يمكن التحكم بها. وهي متاحة في الشكل
الخالي من النقوش أو في الشكل المنقوش.
رقاقات أسطح المقطورات :
وهي متاحة في الشكل العريض الخفيف نسبياً المكون من مخلوط 3003 أو 5052
والذى يتم استخدامه في صناعات الشاحنات – المقطورات لأجزاء الأسطح. وهي
متاحة بقيم سمك تصل إلى 0.032 بوصة وبعرض 102 بوصة في الشكل الملفوف أو
المسطح.
رقاقات أسطح الأبنية الريفية :
ويتم تصنيعها بأحجام قياسية بالشكل المموج أو المسطح لأجل تغطية أسطح
المزارع و المباني التجارية الخفيفة. وهي متاحة بقيم سمك 0.0175، و0.019،
و0.0215، و0.024 بوصة وبعدد من التموجات قياسية العدد. وغالباً ما يكون
النمط منقوشاً.
رقاقات الأسطح التزينية :
وهي عبارة عن أحجام قياسية من الرقاقات المنقوشة أو الخالية من النقوش
التى تكون بسمك 0.0215 بوصة بتموجات شبه منحرفة الشكل. ويتم طليها بالدهان
بشكل مسبق بدهانات مختلفة الألوان، ويتم استخدامها كألواح للسطح أو جدران
جانبية على المباني الصناعية العامة. وهي متاحة بألوان عديدة.
رقاقات وصفائح مستدقة (مدببة) :
منتج مصنع على شكل بكرة بسمك مستدق من أحد الطرفين في اتجاه لف البكرة.
ومن الممكن أن يكون هذا الطرف المدبب منتظماً من الطرف إلى الطرف الأخر أو
على جزء فقط من طوله. وتشمل الاستخدامات الهامة لهذا النوع اللوح الخارجي
لأجنحة الطائرات وصهاريج التخزين الكبيرة.
صفائح الدروع :
صفيحة من مخلوط الألومنيوم المطاوع يتم استخدامها في مدرعات المركبات
العسكرية. وهي تتطابق مع متطلبات ومواصفات المواد البالستيى المستخدمة في
ذخائر الجيش الأمريكي وتمتلك خصائص قابلية تشكيل ولحام كافية لاستخدامها في
تصنيع المركبات. وتتحدد الخواص من خلال مواصفات الذخائر المطلوبة.
صفائح الخطو :
رقاقة أو صفيحة به نمط بارز على أحد سطحيها لتوفير خاصية احتكاك (جر) جيدة، أو يمكن أن يكون بها حبيبات كاشطة مصبوبة على سطحها.
الألومنيوم المكسو بالصلب اللامع المصقول :
وبالرغم من أن له تطبيقات أخرى، إلا أنه تم تصميم هذا المنتج لتوفير
طبقة صلب لامع مصقول داخلية لأواني الطبخ. ويتم إنتاجه بمخلوط 3004 بطبقة
سمكها 0.010 بوصة بصلب لامع مصقول عيار 18- 8 مثبتة على جانب واحد أو كلا
الجانبين.
رقاقات وصفائح البورال :
وهذا المنتج عبارة عن مركب مكون من كربيد البورون المنغمس في طبقة من
الألومنيوم والمكسوة على كلا الجانبين بالألومنيوم ويتم استخدامها كحاجز صد
للنيترونات. ويمكن أن تحل محل كمية كبيرة من الخرساة أو الأرض كوسط حاجز
وبالتالي يتم استخدامها عندما يمثل الوزن والمساحة العوامل المحددة
للاستخدام.
صفائح تصنيع الأدوات :
وهي عبارة عن لوحات من المعدن المطاوع التى تستخدم في أغراض التركيب
والحفر. ويتم إنتاجها لتوفير أكبر ثبات لأغراض التصنيع. ويتم تصنيع الصفائح
المسبوكة بأعلى درجة من التسطيح.
شارات الطرق والشوارع :
يتم تقطيع شارات الطرق والشوارع من رقاقة المخلوط 6061-T6 بأشكال وسمك تحدده هيئة الطرق العامة الأمريكية.
الرقاقات داخل الأنابيب :
عن طريق إدخال شرائط طويلة من المواد المقاومة (شرائط من الكربون-
البلاستيك) في سبيكة من الرقاقات، ويتم الحصول على مسارات متوازية ومتبادلة
من كلا المادتين عند لف هذه السبيكة على شكل بكرة. ويتم استخدام الضغط
الهيدروليكي أو الهوائي لمد هذه المسارات.
الرقاقات المعدنية :
تتراوح قيم سمك الرقاقات المعدنية التجارية المصنوعة من الألومنيوم من
0.00017 إلى 0.0059 بوصة وبعرض من 0.250 إلى 61 بوصة. ويتم إنتاجها بجانبين
لامعين أو بجانب واحد لامع وجانب مصبوغ. والنوع الأخير، الذى يكون شائعاً
بسمك يقل عن 0.001 بوصة، يتم إنتاجها عن طريق البكرات المكومة: صفحتان من
الرقاقات المعدنية يتم ضغطهما من خلال بكرة اللف في نفس الوقت. والوجهين
المتصلين بالبكرة يكون لهما سطح لامع براق، بينما في حين أن الأوجه
المتقابلة يكون لها تشطيب مصبوغ. والرقاقة المعدنية الأكبر سمكاً بوصة يتم
في المعتاد لفها على شكل صفائح مفردة وهي متاحة بجانبين لامعين. تقتصر أغلب
التطبيقات على المخلوط 1145 وعلى درجات الصلابة O وH19. تعد الرقاقات
المعدنية التى يتم استخدامها في المنزل والمصنوعات الأخرى المطاوعة التى
يتم تصنيعها من هذا النوع في مدى درجة الصلابة O، وهناك أنواع متعددة من
الأغلفة الصلبة التى تتحمل درجات الحرارة العالية تقع في درجة لاصلابة H19،
و3003-H19 ويتم استخدامها أيضاً في تصنيع الأغلفة الصلبة. وقد عملت
السهولة التى يمكن بها تغطية، أو نقش، أو دمج الرقاقات المعدنية بالطبقة
الخارجية مع كثير من المواد المرنة والصلبة على توسعة نطاق التطبيقات التى
يتم استخدامها فيها. وهي متاحة بدهانات مقاومة للحرارة وطلاء ورنيش تزينية
مع وجود نطاق واسع من الطلاءات الحامية والأغشية والمركبات اللاصقة
المتنوعة وبقيم سمكن متنوعة. وقد تم تصميم هذه الدهانات والطلاءات للعمل
على تحسين أو حماية المظهر السطحي وتحقيق سهولة الدهان وزيادة المتانة
والقوة ومنع التلف الكيميائي. فاستخدام الرقاقات المعدنية الأقل سمكاً مع
الأوراق والمواد الأخرى تؤدي إلى الحصول على منتج أقل تكلفة. فعلى سبيل
المثال، الرقاقات المعدنية التى يبلغ سمكها 0.0007 بوصة تعد بوجه عام
المقياس الأخف وزناً التى تمثل مانعاً من مرور الرطوبة والبخار. ولكن عندما
يتم دمج الرقاقات المعدنية المصنوعة من الألومنيوم مع المواد الأخرى، يمكن
الحصول على قابلية منع لمرور الرطوبة بمقاييس أخف وأقل تكلفة بالنسبة
للألومنيوم. وعندما يتم مقارنة "ملمس" الغلاف الألومنيوم بالرقاقات
المعدنية المصنوعة من المخاليط القوية نجد بما لا يدع مجالا للشك كما لو
كانا مصنوعين من نفس المعدن. وكما هو موضح في الجدول رقم (7)، الفصل 9،
الجزء 1، يتم تصنيع الرقاقات المعدنية الألومنيوم بقوى تختلف كما لو كانت
مصنوعة من الرصاص إلى الفولاذ. ويشاع استخدامها في مصنوعات زينة شجرة
الكريسماس، ومحولات الطاقة وأجهزة اللاقط، وإبر الأدوات الصناعية،
والحاويات الصلبة.
الأسلاك، والعيدان، والقضبان :
بالرغم من أنه يتم تصنيع الكثير من منتجات الأسلاك والعيدان والقضبان عن
طريق التسخين، إلا أن هناك تتابع من اللف وعمليات الرسم تعد هي الطريقة
المفضلة لإنتاج هذه السلع. وعندما يتم استخدام هذه الطريقة، تصبح نطاقات
كثيرة من درجات المتانة للمخاليط التى يمكن معالجتها حرارياً متاحة وكذلك
يمكن التحكم في الأبعاد.
والمخاليط الرئيسية المستخدمة في إنتاج الأسلاك، والعيدان، والقضبان هي:
الموصلات الكهربية، 1100، 1345، 2011، 2014، 2017، 2024، 2117، 2219،
3003، 5005، 5050، 5052، 5056، 5056 (alcald)، 5083، 5086، 5154، 5254،
5454، 5456، 5652، 6053، 6061، 6066، 6101، 6201، 6262، 7001، 7072، 7075،
7079، 7178. والمخاليط التالية يتم تصنيعها في شكل أسلاك لحام: 1100، 2319،
4043، 5183، 5356، 5554، 5556. وتتخد الأسلاك بشكل عام الشكل الدائري
ولكنها من الممكن أن تكون مربعة أو مستطيلة أو سدساسية الشكل. وهي تقل عن
3/8 بوصة قطراً. ويتم تصنيع أسلاك الألومنيوم بشكل تجاري بأقطار تقل عن
0.001 بوصة. ووتتاح الأسلاك المسطحة بسمك 0.020 إلى 0.187 بوصة وبعرض 0.063
إلى 1.000 بوصة. ويتم تصنيع الأسلاك على شكل أمتدادات طويلة في بكرات لأو
ملفات أو يتم تقطيعها إلى أطوال معينة. العيدان والقضبان. العود هو أي قطاع
دائري بقطاع سمكه 3/8 بوصة أو أكثر قطراً. والقضيب هو أي قطاع له شكل غير
دائري مع كون أكبر أبعاد له بقطر 3/8 بوصة أو أكثر. ويتم إمداد هذين
النوعين في العادة في أطوال مستقيمة بطول 12 قدم. منتجات خاصة. يتم استخدام
العديد من منتجات الأسلاك، والعيدان، والقضبان كنقطة بداية في تصنيع
الأشكال التجارية الأخرى. ويتم عمل النقوش والحفر من المواد الخام الملفوفة
التى يتم تشكيلها. ويتمتصنيف هذا أنه من النوع 1، حيث تكون قوى التحمل
المتوقفة على الأبعاد مهمة، والنوع 2، هو الذى تكون فيه قوى التحمل
المتوقفة على الأبعاد يمكن التحكم بها. ويتم تصنيع كلا النوعين بأقطار
قدرها 5/8 إلى 8 بوصة بقطاعات مربعة ومستطيلة. يتم استخدام أسلاك وقضبان
البراشيم الملفوفة بأحجام من 0.061 إلى 1.000 بوصة قطراً، في تصنيع
المنتجات باردة الرأس مثل البراشيم والمسامير والمفكات الحلزونية والصواميل
والتى تعد من منتجات المصانع القياسية. وبالرغم من أن المخاليط 1100،
و5052، و5056 تعد من الأنواع القياسية المستخدمة في الأسلاك والقضبان، إلا
أن الأنواع التى يمكن معالجتها حرارياً مثل 2024، و2117، و7075 يتم توفيرها
لتعمل على الحصول على قابلية تصنيع جيدة في العمليات الثانوية وتمد هذه
المنتجات بقوة كبيرة. ويمكن إنتاج المنتجات الحلزونية من الأسلاك والقضبان
في الشكل المصمت أو المجوف باستخدام التصنيع الآلي للمواد الزنبركية. وبسبب
تفوق التصنيع الآلي وخواص الرقاقات، فإن المخلوط 2011 تكون بالمتانة من
النوع T3 أو T8. ويتم استخدام المخاليط مثل 2017، و2024، و6061، و6262
لتوفير قوة أكبر أو مقاومة تآكل أكبر. ويتم الحصول على هذه المنتجات بالشكل
الدائري أو السداسي بأحجام من 0.125 إلى 3.000 بوصة. وتعد أسلاك
الألومنيوم قياسية في إنتاج الموصلات المصنوعة من الألومنيوم والمعززة
بالصلب أو الموصلات التى تتكون كلها من الألومنيوم والمستخدمة لنقل وتوزيع
الطاقة الكهربية. وتعد القضبان الملفوفة أو البارزة من المنتجات الصناعية
القياسية التى يتم استخدامها كموصلات كهربية في الحافلات. وتشمل الأشكال
الخاصة من الأسلاك الألومنيوم إلكترودات اللحام المستخدمة مع اقواس اللحام
والتنجستين أو قضبان اللحام أو الدروع المستخدمة مع الموصلات الكرهبية
وأسلاك الربط.
النتوءات :
يتم تصنيع الأشكال البارزة (الناتئة) بالمخاليط 1100، 2014، 2024، 3003،
5083، 5086، 5154، 5254، 5456، 6061، 6063، 6262، 7001، 7005X، 7075،
7079، 7178. والمخلوط 6063 هو النوع الأكثر شيوعاً، لأنه من السهل الحصول
على الشكل الناتئ منه ويمكن الحصول منه على خواص ميكانيكية جيدة بعد تبريد
النقوش بالماء.
وأكبر حجم للنتوء يمكن إنتاجه على النقوش بأي سعة يعتمد على سمك الجدران
والمخلوط المستخدم. ويتم إنتاج النتوءات سميكة الجدران والتى تزن من 50
إلى 100 رطل لكل قدم بالمخاليط الناعمة بضغط قدره 14.000 طن. ولكن، عندما
يكون من المطلوب الحصول على جدران رقيقة الجدران نسبياً واتساعات كبيرة،
فإن أكبر وزن يمكن أن يقل إلى 1 إلى 2 رطل لكل قدم. ويمكن إنتاج اتساعات
تصل تقريباً إلى 3 قدم.
اعتبارات التكلفة :
يمكن في العادة إنتاج أشكال الألومنيوم المصمتة بتكلفة منخفضة لكل رطل تقل
عن الأشكال شبه المجوفة، وتكلفة الشكل شبه المجوف تقل عن تكلفة الشكل
المجوف. وبسبب وزنها الأقل لكل قدم، فإن التكلفة الكلية للشكل المجوف من
الممكن أن تكون أقل لكل قطعةعن الشكل المصمت المناظر الذى يتم تصميمه لأداء
نفس الوظيفة. ويؤثر السمك الرقيق المتوسط للشكل الناتئ على السعر أيضاً،
وهو ما يسمى بالمعامل. ويتحدد هذا المعامل عن طريق قسمة محيط القطاع العرضي
للشكل (بوحدة البوصة) على وزنه لكل قدم خطي (بوحدة الرطل) ويتم التعبير
عنه بالتقريب إلى أقرب عدد صحيح. والشكل الرقيق الذى له معامل عالي يتسبب
في مزيد من التكلفة لكل رطل أكثر من القطاع الثقيل الذى له معامل منخفض،
ولكنه من الممكن أن يكلف أقل لكل قدم بسبب وزنه الخفيف. وحجم الدائرة التى
تحصر التى تحيط تماماً بالقطاع العرضي لشكل معين تعد كذلك من عوامل التكلفة
المهمة، وكذلك المعامل المحدد في تعيين اختيار معدات الضغط. فالأشكال التى
لها دوائر بحجم من 6 إلى 8 بوصة تكون بشكل عام أقل تكلفة لكل رطل من
الأشكال الأصغر أو الأكبر. فالأشكال التى لها دوائر حاصرة تتجاوز أحجام
النتوء الاقتصادية يمكن أن يتم إنتاجها كأشكال ناتئة محصورة في شكل متسلسل
واحد، مع وجود اتحادات من الأشكال المتداخلة التى تتكون من شكلين أو أكثر
بحجم 6 بوصة حتى تشكل نمط وحدة مفردة، كما هو موضح في الشكل رقم (2). ويتم
في الغالب توظيف نظام أخر لإنتاج شكل مسطح أكبر اتساعاً من سعة الضغط والذى
منه يتم إنتاج شكل ناتئ يتخذ شكل الحرف V أو W ثم تسطيح الشكل بعد هذا.
وتعد تكاليف تكوين القوالب لأغلب أشكال الألومنيوم الناتئة منخفضة نسبياً.
وبالتالي من الاقتصادي أن يتم إنتاج شكل خاص يتماشى مع كل تطبيق بعينه. ومن
الأمثلة النموذجية، التى توضح بعض مزايا استخدام الشكال الخاصة .
التشطيبات :
يتم تصنيف التشطيبات التى يتم الحصول عليها من المصانع إلى أربعة
تشطيبات أساسية تتحدد منها برقم وهي تنطبق على الأسطح المكشوفة فقط. وهي من
اعتبارات التكلفة المهمة أيضاً.
التشطيب رقم 1 :
قياسية في حالة عدم تحديد الشكل المطلوب بعينه. وهو ينطبق على مل المخاليط وكل قيم المتانة والصلابة وهو يشمل الأسطح المكشوفة أيضاً.
التشطيب رقم 2 :
قياسي عندما يكون الحصول على مظهر جيد مطلوباً. وهو بنطبق على المخاليط 1100-F، و3003-F، و6063-T4.
الأشكال الهيكلية :
هناك صف كامل من الأشكال الهيكلية المتاحة من المخاليط الألومنيوم،
والتى تتراوح أحجامها من 3/4 في 3/4 بوصة إلى 12 بوصة. ويتم إنتاج هذه
الأشكال من المخاليط 5083، و5086، و5454، و5456 للحام، وبالمخاليط 2014،
و6061، و6066 للبرشمة والربط، وبالمعدن EC لأعمدة الحافلات. حيثما يتم
إنتاج كميات كبيرة من الأشكال القياسية مرة واحدة، فإنه يتم إنتاج على شكل
بكرات (كما يتم مع الرقاقات أو الصفائح). والأشكال الهيكلية التى تقل عن 9
بوصة في العرض تكون في الغالب أكثر نتوءً. وتكون الكميات الصغير من الأشكال
التى يكون لها أحجام خاصة أو مخاليط معينة ناتئة على الدوام.
الأنابيب والمواسير:
عادةً ما تكون أنبوبة الألومنيوم بالشكل الدائري، ولكنها من الناحية
التجارية تكون متاحة بأشكال كثيرة مختلفة مثل الشكل المربع والمستطيل
والمثمن والبيضاوي. وعندما يتم تصنيعها بأحجام يتم الإشارة إليها على إنها
أحجام أنابيب اسمية أو عن طريق أرقام جدول ASA، فإنه يطلق عليها اسم
الماسورة. ويتم تصنيعها عن طريق السحب والبروز واللحام. يتم بوجه عام إنتاج
أنابيب السحب عن طريق سحب الأنابيب الناتئة عبر القوالب على آلات السحب.
وتكون غير ملحومة ويتم إنتاجها بأقطار صغيرة وبجدران أقل سمكاً من الأنابيب
الناتئة. وهي تمتلك قوى تحمل أكبر ومظهر أفضل من الأنابيب الناتئة. ويمكن
إنتاج انابيب السحب التى تنتج من المخاليط التى لا يمكن معالجتها حرارياً
بدرجات متانة كبيرة لا يمكن الحصول عليها مع الأنابيب الناتئة. وتعد أدوات
السحب القياسية متاحة لتصنيع أي قطر خارجي يتراوح بين 1/8 إلى 7 بوصة.
الأنابيب الناتئة تأتي مباشرة من تأثير الضغط. وهو منتج أقل ثمناً من أنابي
بالسحب. فقيود ومعاملات التصنيع الخاصة بها تزيد كثيراً عن تلك التى تختص
بها أنابيب السحب. ويمكن تصنيعها بأقطار خارجية تصل إلى 24 بوصة ويمكن
تصنيع الأحجام الأكبر بأطوال أكبر من أنابيب السحب. أنابيب الألومنيوم
الملحومة يتم إنتاجها من لفافات الألومنيوم عن طريق القيام بعملية لحام
بمادة عالية المقاومة. واللحام هو نفس الطريقة الاقتصادية اللازمة لإنتاج
الأنابيب الغير مكسوة. ويمكن أن يتم تصنيع الأنابيب الملحومة بقيم تحمل
تقترب من القيم المتاحة لأنابيب السحب وبكميات كبيرة وبتكلفة منخفضة. ويمكن
ان يتم سحب الأنابيب الملحومة بعد اللحام لإنتاج أحجام أصغر والتى يكون
لها قوى تحمل أكبر من المنتجات الملحومة. يتم تصنيع الأنابيب المعقوفة عن
طريق استخدام تقنية النتوء بالصدمة (الجزء 3، الفصل 4). وتكون الأنابيب
تقريباً بأطوال من 5 إلى 6 قدم وبقيم تحمل كبيرة. ويتم إنتاج الأنابيب
صغيرة القطر التى يكون لها قيم سمك للجدران تقل عن 0.010 بوصة بشكل أكثر
اقتصاداً من خلال عملية العقف هذه. وتعد الأنابيب الألومنيوم صغيرة القطر
متاحة في الشكل الملفوف. ويتم الحصول على هذا المنتج عن طريق تقنيات النتوء
واللحام والسحب والطرق. والأنابيب التى يكون أقطار أكبر، مثل تلك التى يتم
استخدامها في مصانع بكرات الأوراق، يتم تصنيعها عن طريق الصب بالطرد
المركزي. ويكون لها جدران أكبر سمكاً ويتم إنتاجها عن طريق عملية التبريد
المفاجئ.
الأربعاء أبريل 03, 2013 8:56 pm