أولاً: درجات سبائك المغنيسيوم الشائعة لمعالجة التشوه البلاستيكي

بناءً على عناصر السبائك الأولية، يمكن تصنيف سبائك المغنيسيوم إلى الأنظمة التالية:

• سلسلة Mg–Al (Mg–Al–Zn)

• سلسلة Mg–Zn

• سلسلة Mg–Mn

• سلسلة Mg–Rare Earth (Mg–RE)

• سلسلة Mg–Li

  تشمل درجات سبائك المغنيسيوم الشائعة المستخدمة في التشوه البلاستيكي:

  AZ31B، AZ40، AZ61، AZ63B، AZ80، M1C، ME20M، ZK60، ZK61، WE43، WE54، VW84M، و LA103.
  دور عناصر السبائك الرئيسية
  الألومنيوم (Al)

  الألومنيوم هو أحد أكثر عناصر السبائك استخدامًا في سبائك المغنيسيوم. تبلغ ذوبانيته الصلبة القصوى في المغنيسيوم حوالي 12.7٪، مما يشكل الطور بين الفلزات Mg17Al12. يحسن الألومنيوم بشكل كبير القوة الميكانيكية، ومقاومة التآكل، وقابلية الصب، والسيولة، والليونة، والمتانة. ومع ذلك، فإن محتوى الألومنيوم المفرط يزيد من الحساسية للتآكل الإجهادي والهشاشة.
   

  الزنك (Zn)
   

  للزنك ذوبانية صلبة قصوى تبلغ 6.2٪ في المغنيسيوم. إنه يعزز القوة الميكانيكية، ومقاومة التآكل، والسيولة، ويوفر كلاً من تقوية المحلول الصلب وتأثيرات تصلب الترسيب. ومع ذلك، قد تؤدي محتويات الزنك التي تزيد عن 1٪ إلى قصر ساخن في درجات الحرارة المرتفعة. غالبًا ما يتم دمج الزنك أيضًا مع الزركونيوم أو عناصر الأرض النادرة لتشكيل سبائك مغنيسيوم مقواة بالترسيب عالية القوة.

  المنغنيز (Mn)
  يحسن المنغنيز في المقام الأول مقاومة التآكل لسبائك المغنيسيوم. تُظهر سبائك Mg–Mn أداءً ممتازًا للتآكل. يزيل Mn أيضًا الحديد والشوائب المعدنية الثقيلة الأخرى، مما يمنع تكوين مركبات بين الفلزات الضارة ويحسن بشكل كبير مقاومة تآكل مياه البحر لسبائك Mg–Al و Mg–Al–Zn.
  القصدير (Sn) والفضة (Ag)
  يؤدي إضافة القصدير إلى تحسين الليونة وتقليل الميل إلى التشقق الساخن أثناء المعالجة الحرارية. تتمتع الفضة بذوبانية قصوى تبلغ 15.5٪ في المغنيسيوم وتوفر تقوية المحلول الصلب مع تعزيز استجابة الشيخوخة، وبالتالي تحسين القوة في درجات الحرارة المرتفعة ومقاومة الزحف.
  الزركونيوم (Zr)
  الزركونيوم هو منقي حبيبات قوي في سبائك المغنيسيوم، مما يحسن جودة الصب ويعزز القابلية للتشكيل أثناء التشوه البلاستيكي.
  الحديد (Fe) والنحاس (Cu) والنيكل (Ni)
  الحديد هو عنصر شوائب حاسم يقلل بشكل كبير من مقاومة التآكل، حتى عند المستويات الضئيلة. تقلل محتويات النحاس التي تزيد عن 0.05٪ والكميات الصغيرة من النيكل أيضًا من مقاومة التآكل بشكل كبير، على الرغم من أنها قد تحسن القوة في درجات الحرارة المرتفعة. بالنسبة للتطبيقات الحساسة للتآكل

  ، يجب التحكم في محتوى النيكل أقل من 0.005٪. 3/9

  الليثيوم (Li)

  يتمتع الليثيوم بذوبانية عالية في المغنيسيوم ويوفر تقوية المحلول الصلب مع تقليل كثافة السبيكة بشكل كبير. إنه يحسن الليونة ولكنه يقلل من القوة ومقاومة التآكل.
  الكالسيوم (Ca)

  للكالسيوم ذوبانية محدودة في المغنيسيوم ويشكل الطور Mg2Ca. تقلل الإضافات الصغيرة من الأكسدة أثناء الصهر والمعالجة الحرارية، وتنقي هيكل الحبيبات، وتحسن مقاومة الزحف، وتزيد من درجة حرارة الاشتعال.
  عناصر الأرض النادرة (RE)

  تنتشر عناصر الأرض النادرة ببطء في المغنيسيوم وتشكل أطوارًا دقيقة ومستقرة متفرقة. تُظهر سبائك Mg–RE تأثيرات تقوية قوية للمحلول الصلب والترسيب، مما يؤدي إلى تحسين القوة في درجة حرارة الغرفة، والقوة في درجات الحرارة المرتفعة، ومقاومة الزحف.
  
   

  ثانيًا: معالجة بثق سبائك المغنيسيوم

  البثق هو عملية تشكيل بالضغط يتم فيها إجبار قطعة تسخين على المرور عبر قالب للحصول على الشكل المقطعي العرضي المطلوب. بناءً على تكوين الماكينة، يمكن تصنيف مكابس البثق على أنها أفقية أو رأسية.
  
  

   

  مكابس البثق الأفقية

  في مكابس البثق الأفقية، يكون اتجاه الحركة الرئيسي موازيًا للأرض. تشمل المكونات الرئيسية الحاوية والقالب والكباش. بعد تحميل قطعة العمل، يتم تطبيق الضغط من خلال الكباش، مما يجبر سبيكة المغنيسيوم على المرور عبر القالب لتشكيل الملف الشخصي المطلوب.

  مكابس البثق الرأسية
  
  

   

  5/9

  تتميز مكابس البثق الرأسية بحركات واتجاهات بثق عمودية على الأرض. تشغل مساحة أرضية أقل ولكنها تتطلب أسسًا أعمق. توفر المكابس الرأسية مزايا مثل التآكل المنخفض، والتشوه الحراري الموحد، والاستقرار الأبعاد الممتاز، والحد الأدنى من انحراف الأنبوب، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص لإنتاج الأنابيب والأشكال المجوفة.

  طرق البثق

  بناءً على اتجاه تدفق المواد، تشمل عمليات البثق:

  • البثق المباشر (الأمامي)

  • البثق غير المباشر (الخلفي)

  • البثق المدمج

    في البثق المباشر، تتدفق المعدن في نفس اتجاه الضغط المطبق، مما يؤدي إلى احتكاك كبير بين قطعة العمل والحاوية. تستخدم هذه العملية على نطاق واسع نظرًا لقدرة المعدات القوية على التكيف وجودة السطح المستقرة. تتراوح درجات حرارة بثق سبائك المغنيسيوم النموذجية من 300 درجة مئوية إلى 450 درجة مئوية.

    في البثق غير المباشر، تظل قطعة العمل ثابتة بالنسبة للحاوية، مما يلغي الاحتكاك ويقلل بشكل كبير من قوة البثق. تتيح هذه الطريقة نسب بثق أعلى في درجات حرارة أقل وتوفر هيكلًا مجهريًا وخصائص ميكانيكية موحدة، وإنتاجية أعلى للمواد، وتقليل الخردة.

    ثالثًا: مقاطع سبائك المغنيسيوم المبثوقة والتطبيقات
    تشمل منتجات سبائك المغنيسيوم المبثوقة المقاطع الصلبة والمقاطع المجوفة. تتطلب المقاطع المجوفة تصميمات قوالب معقدة مع قنوات تدفق وغرف لحام لإعادة ربط تيارات المعدن في ظل درجة حرارة وضغط مرتفعين.

   

  6/9

  بالإضافة إلى طرق البثق التقليدية، أبلغت الأبحاث عن تقنيات متقدمة مثل البثق غير المتماثل، والبثق الخلفي الدوراني، والبثق الدوري، والبثق الثانوي، وبثق قطعة العمل المركبة. يمكن أيضًا دمج البثق مع عمليات أخرى، بما في ذلك البثق + التشكيل، والبثق + السحب، والبثق + التدحرج. التطبيقات النموذجية

  الأنودات التضحوية

  تعد الأنودات التضحوية المصنوعة من المغنيسيوم المبثوق حاليًا واحدة من أكثر منتجات بثق المغنيسيوم استخدامًا على نطاق واسع. تشمل درجات السبائك الشائعة AZ31B و M1C و AZ63B، والموردة في قضبان مستديرة ومستطيلة.
  النقل بالسكك الحديدية

  تلعب مقاطع سبائك المغنيسيوم دورًا رئيسيًا في تخفيف وزن مركبات السكك الحديدية، مما يقلل من الاهتزاز والضوضاء واستهلاك الطاقة مع زيادة سعة الحمولة. تم تطبيق مقاطع سبائك المغنيسيوم ذات المقطع العرضي الكبير والطويل جدًا وعالي الدقة بنجاح في القطارات عالية السرعة، بما في ذلك ألواح الجدران الجانبية ورفوف الأمتعة وقضبان توجيه الأرضيات والعوارض والأعضاء الطولية.

  آلات النسيج

  
  
   

  7/9

  تُستخدم مقاطع سبائك المغنيسيوم المجوفة الكبيرة في آلات الحياكة السدوية وأسرة الإبر، مما يقلل بشكل كبير من القصور الذاتي ويحسن الاستقرار التشغيلي أثناء التشغيل عالي السرعة.

  الفضاء والدفاع
  في تطبيقات الفضاء والتطبيقات العسكرية، تستفيد مقاطع سبائك المغنيسيوم المبثوقة من مزاياها خفيفة الوزن وأداء التدريع الكهرومغناطيسي.

  رابعًا: التحديات الحالية في بثق سبائك المغنيسيوم 1. تخفيض التكلفة

  على الرغم من أن تكاليف قطعة العمل يمكن أن تقترب من تكاليف الألومنيوم على نطاق واسع، إلا أن سبائك المغنيسيوم تتطلب عادةً سرعات بثق أقل لتجنب التشقق، مما يؤدي إلى ارتفاع الإنتاج
  
  

   

  8/9

  التكاليف. يعد تطوير سبائك المغنيسيوم القابلة للبثق عالية السرعة أمرًا ضروريًا للتكلفة

  التخفيض.
  2. قوة عالية في إنتاجية عالية

  تطابق العديد من مقاطع سبائك المغنيسيوم حاليًا مستويات قوة سبائك الألومنيوم 6061 و 6063، حيث تصل بعضها إلى قوة شد تقارب 500 ميجا باسكال. ومع ذلك، لا تزال الإنتاجية وقابلية التشكيل متخلفة عن سبائك الألومنيوم. يهدف البحث المستمر إلى تطوير سبائك مغنيسيوم عالية القوة مناسبة للبثق عالي السرعة، مما يتيح اعتمادًا صناعيًا أوسع.

  حول الدعم الفني
  يتم توفير هذه المقالة من قبل شركة Hilbo Magnesium alloy Material co.,Ltd، وهي شركة مصنعة وموردة عالمية لمواد سبائك المغنيسيوم، بما في ذلك صفائح سبائك المغنيسيوم والألواح والأنابيب والقضبان والمقاطع المبثوقة ... إلخ.
  إذا كانت لديك أسئلة فنية بخصوص بثق سبائك المغنيسيوم أو اختيار المواد أو تصميم التطبيقات، فلا تتردد في الاتصال بفريقنا الفني:

  البريد الإلكتروني: scm@hilbo-mg.com