تُعد سبائك المغنيسيوم أخف المعادن العملية وتتمتع بأعلى قوة نوعية بين السبائك. كما أن المغنيسيوم وفير ومتوفر بسهولة، مما يجعله مادة قيمة في العديد من المجالات. في السنوات الأخيرة، اكتسبت سبائك المغنيسيوم اهتمامًا كبيرًا لإمكانياتها في تطبيقات توفير العمالة وتقليل الوزن. ومع ذلك، ينطوي تصنيع سبائك المغنيسيوم على مخاطر مثل الحريق، مما يحد من عدد المعالجات القادرة على التعامل معها بأمان.
تستخدم ورشتنا أنظمة سلامة متخصصة. يتم مزج ذلك مع تقنية الماكينات بنظام التحكم الرقمي متعددة المحاور الدقيقة لتقديم ما تحتاجه بالضبط.
المغنيسيوم عنصر كيميائي يرمز له بالرمز Mg والعدد الذري 12. وهو معدن خفيف الوزن أبيض فضي اللون، وهو موجود بوفرة في الطبيعة، خاصةً في القشرة الأرضية وفي مياه البحر. ويُعرف المغنيسيوم بقوته وكثافته المنخفضة ومقاومته للتآكل، مما يجعله مفيداً في مجموعة واسعة من التطبيقات.
المزايا الأساسية
وزن خفيف للغاية: إمكانية خفض الوزن بشكل كبير، مما يعزز كفاءة الطاقة ومدى القيادة.
تخميد ممتاز وتقليل الاهتزازات: امتصاص الاهتزازات وتقليل الضوضاء أفضل بعدة مرات من سبائك الألومنيوم، مما يحسّن من ثبات المعدات الدقيقة.
قوة نوعية عالية:تتفوق نسبة القوة إلى الكثافة على معظم السبائك الشائعة، مما يوفر قوة دون زيادة الوزن.
حماية كهرومغناطيسية جيدة: متفوقة على سبائك الألومنيوم بالسماكة نفسها، مما يجعلها مثالية لأغلفة الأجهزة الإلكترونية.
التوافق الحيوي:قابلة للتحلل الحيوي ومتوافقة ميكانيكياً مع العظام، وتستخدم في الغرسات الطبية.
الطراز : الطرازAZ31
المزايا: قوة جيدة، وفعالية من حيث التكلفة، وقابلية صب ممتازة، ومقاومة معتدلة للتآكل.
التطبيقات: قطع غيار السيارات، أغلفة الإلكترونيات، الهياكل الهندسية العامة.
الموديل:AZ61
المزايا:قوة أعلى من AZ31، ومقاومة جيدة للتآكل، وقابلية جيدة للتشغيل الآلي.
التطبيقات::التطبيقاتالأجزاء الهيكلية، والمثبتات، والمكونات الصناعية.
الموديل:AZ91
المزايا:أداء الصب، مقاومة جيدة للتآكل، مقاومة جيدة للتآكل، قوة وصلابة عالية، فعالة من حيث التكلفة.
التطبيقات::التطبيقاتقطع غيار السيارات، وأغلفة الإلكترونيات الاستهلاكية، ومكونات الصب بالقالب.
الموديل:AM50
المزايا:ليونة ممتازة، ومقاومة جيدة للصدمات، وقوة معتدلة.
التطبيقات::التطبيقاتمكونات سلامة السيارات، الأجزاء الممتصة للطاقة.
الموديل:AM60
المزايا:قوة أعلى من AM50 , ليونة جيدة , مقاومة ممتازة للصدمات.
التطبيقات::التطبيقاتإطارات عجلة القيادة، هياكل لوحة القيادة.
الموديل:ZK60
المزايا:قوة عالية، مقاومة جيدة للتعب، مناسبة للمعالجة الحرارية.
التطبيقات::التطبيقاتالأجزاء الهيكلية للفضاء، الأجزاء الميكانيكية عالية الأداء.
الموديل:WE43
المزايا:أداء ممتاز في درجات الحرارة العالية، مقاومة فائقة للزحف، مقاومة جيدة للتآكل.
التطبيقات::التطبيقاتمكونات المحركات الفضائية، والتطبيقات الدفاعية، والزراعات الطبية.
| الممتلكات | سبائك المغنيسيوم (Mg) | سبائك الألومنيوم (Al) | سبائك التيتانيوم (Ti) | الفولاذ |
| الكثافة | 1.7-1.8 غم/سم مكعب (الأخف وزناً) | 2.7 جم/سم مكعب (خفيف) | 4.5 جم/سم مكعب (متوسط) | 7.8 جم/سم مكعب (الأثقل) |
| قوة محددة | عالية (خفيفة وقوية) | متوسط-عالي | عالية جداً | عالية |
| الصلابة (المعامل) | منخفضة (لينة، سهلة التشوه) | متوسط | عالية | عالية جداً |
| تخميد الاهتزازات | الأفضل (مقاومة ممتازة للضوضاء والصدمات) | المتوسط | المتوسط | فقير |
| مقاومة التآكل | رديء (يحتاج إلى معالجة سطحية) | جيد (فيلم أكسيد طبيعي) | ممتاز (متوافق حيوياً، صديق للبحار) | عرضة للصدأ (يحتاج إلى حماية) |
| قابلية التصنيع | ممتاز (جيد للقطع والصب بالقالب) | جيد (سهل التجهيز والتشكيل) | صعب (تآكل الأدوات العالية) | جيد (سهل اللحام والمعالجة) |
| مقاومة الحرارة | ضعيف (يلين في درجات الحرارة العالية) | متوسطة (عادةً < 200°C) | ممتاز (جيد في درجات الحرارة العالية) | ممتاز |
| التكلفة | متوسط-عالي | منخفضة (اقتصادية للتصميم خفيف الوزن) | عالية (باهظة الثمن) | عالية (باهظة الثمن) |
| التطبيقات النموذجية | 3C للإلكترونيات والديكورات الداخلية للسيارات، وقطع الغيار الصغيرة للفضاء الجوي | هياكل المركبات، والعجلات، والمكونات الهيكلية | محركات الطائرات، والغرسات الطبية، وقطع الغيار المتطورة | الهياكل والجسور وأوعية الضغط وقطع الغيار الثقيلة |
I.تحديات التصنيع الآلي بسبب خصائص المواد:
ثانيًا- اختيار الأداة :
ثالثًا- معلمات القطع
يتميز المغنيسيوم بنعومته وخفة وزنه، مما يسمح بالقطع بسرعة عالية:
| الطحن | الحفر | المبادئ |
| سرعة القطع (Vc): 600-1200 م/دقيقة. التغذية لكل سن (fz): 0.1-0.3 مم/سن. | سرعات عالية للمغزل، ومعدلات تغذية معتدلة، مع حركة دخول وخروج سريعة | سرعة عالية، وتغذية عالية، وعمق قطع ضحل تقليل وقت مكوث الأداة في المادة لتجنب الارتفاع المفرط في درجة الحرارة. |
IV- متطلبات التبريد والتشحيم:
لا تستخدم سوائل القطع ذات الأساس المائي، لأنها يمكن أن تنتج غاز الهيدروجين وتشكل مخاطر على السلامة. وتشمل الحلول الشائعة ما يلي:
| القطع الجاف (مفضل) | الحد الأدنى لكمية التشحيم (MQL) | زيوت التقطيع الخاصة بالمغنيسيوم |
| نفخ هواء قوي لإزالة البُرادة | زيوت معدنية متخصصة / استرات اصطناعية (مذرة بكميات صغيرة) | وهي خالية من الماء وذات نقطة اشتعال منخفضة وغير قابلة للاشتعال |
خامساً- إزالة البُرادة والسلامة من الحرائق
رقائق المغنيسيوم دقيقة للغاية وسريعة الاشتعال، مع خطر الاحتراق التلقائي:
| في منطقة التصنيع الآلي: | التجهيز بطفايات حريق معدنية من الفئة D |
| استخدم أنظمة نفخ هواء قوية أو أنظمة تفريغ الهواء لإزالة البُرادة والحفاظ على مساحة عمل نظيفة. لا تسمح بتراكم البُرادة. | (الماء والمسحوق الجاف وثاني أكسيد الكربون غير مناسبة). بعد التصنيع الآلي، قم بإغلاق البُرادة في حاويات، مع إبعادها عن مصادر الرطوبة أو الماء. |
سادسًا- التثبيت ومنع التشوه
إن صلابة المغنيسيوم المنخفضة تجعل الأجزاء ذات الجدران الرقيقة أو الكبيرة عرضة للتشوه.
نقاط العملية الرئيسية:
A:تتميز مواد المغنيسيوم بالعديد من الخصائص المهمة:
خفيف الوزن: المغنيسيوم هو أخف المعادن الهيكلية وزناً، مما يجعله مثالياً للتطبيقات التي يكون فيها تقليل الوزن أمراً بالغ الأهمية. نسبة قوة عالية إلى الوزن: يوفر المغنيسيوم قوة عالية مقارنةً بوزنه، مما يجعله مناسباً للتطبيقات الحاملة. توصيل حراري جيد: يتمتع المغنيسيوم بقدرة عالية على توصيل الحرارة، مما يجعله مفيداً في تطبيقات تبديد الحرارة. قابلية تصنيع جيدة: من السهل نسبيًا تصنيع مواد المغنيسيوم وصبها وتشكيلها في أشكال معقدة. قابلية التآكل: المغنيسيوم عرضة للتآكل، خاصةً في البيئات الرطبة أو المالحة، وهو ما يتطلب غالباً طلاءات واقية أو صناعة السبائك لتحسين المتانة.
المغنيسيوم النقي: هذا هو الشكل غير المخلوط من المغنيسيوم، والذي يُستخدم في التطبيقات التي تكون فيها الخفة ضرورية ولكن القوة ومقاومة التآكل أقل أهمية. سبائك المغنيسيوم: وهي خليط من المغنيسيوم مع معادن أخرى، مثل الألومنيوم أو الزنك أو المنجنيز أو العناصر الأرضية النادرة، لتعزيز خصائصها. تشمل سبائك المغنيسيوم الشائعة AZ91D (الألومنيوم والزنك) وAM60 (الألومنيوم والمنغنيز) وWE43 (العناصر الأرضية النادرة).
صناعة السبائك: إضافة عناصر مثل الألومنيوم والزنك والكالسيوم لتحسين مقاومة سبائك المغنيسيوم للتآكل. المعالجات السطحية: تطبيق الطلاء مثل الطلاء بالأكسيد أو الطلاء الكهربائي أو الطلاء لتشكيل طبقة واقية على السطح. التحكم البيئي: إبعاد مواد المغنيسيوم عن البيئات القاسية (مثل المياه المالحة) أو استخدام مثبطات التآكل في تلك البيئات.
A:نعم. تشمل المعالجات الشائعة الأنودة والطلاء والطلاء لتحسين مقاومة التآكل والمظهر.
A:أجل، فهي من بين أخف المعادن الهيكلية ومثالية للتصميم خفيف الوزن.
A:تشمل الدرجات الشائعة AZ31 و AZ91 و AM60 و ZK60 و WE43.
A:تستخدم على نطاق واسع في: صناعة السيارات 、 الفضاء 、 الإلكترونيات الاستهلاكية 、 الأجهزة الطبية 、 الأجهزة الطبية.
A:إن سبائك المغنيسيوم أخف وزناً، ولكنها عموماً أقل قوة ومقاومة للتآكل من سبائك الألومنيوم.