معدات وتكنولوجيات للاكسدة بالقوس الجزئي للمعادن والسبائك للصمامات
تعتبر الاكسدة بالقوس الجزئي احد افضل انواع معالجة المساحات التغييرات الاكثر انتشارا حديثا في مختلف فروع الصناعة لتصنيع التغليف المتعدد الوظائف من السيراميك
يتمثل مشروع معالجة المشكل المطروح في تصنيع متواصل لمعدات من التكنولوجيات العالية الجودة وذلك لتنفيذ تكنولوجيا الاكسدة بالقوس الجزئي في الحقل المافوق صوتي، التي تسمح بانتاج مواد مركبة من الجيل الجديد على مساحات المعادن للصمامات ولسبائكها (التيتان، الاليمينيوم، الزركونيوم وغيرها) لاستعمالات مختلفة مع خصائص فيزيائية وميكانيكية عالية خلال الاستعمال.
فرع جديد في هذا المجال يتمثل في اعداد من طرف الشركة السويسرية بروغراس اندوستريال سيستام مع استعمال الذبذبات مافوق الصوتية المتعددة الترددات في المنحل الكهربائي في دورة الاستخدام للاكسدة بالقوس الجزئي للمعادن
وصف مختصر للعملية التكنولوجية المقترحة
اسلوب تنفيذ الحل التقني المجهز يتم بالطريقة التالية: يوضع المصنوع في وعاء يحمل خليط مائي منحل في الكهرباء، وتثبت الى ربعي جدران الوعاء المحولات كهروضغطية جهدية بترددات مختلفة للصدى، وتستعمل الجدران المتبقية للوعاء لتبريد (تحافظ على الحرارة الافضل) الخليط المنحل في الكهرباء في عملية الاكسدة، ثم الى الاقطاب الكهربائية، التي احدها هو المصنوع نفسه، يقدم التيار الكهربائي الشيئ الذي يقود الى تشكل الاقواس الجزئية التي تسمح بالحصول على اغلفة مركبة. تتم عملية الاكسدة بالقوس الجزئي لما يقع إيصال المحولات الكهروضغطية الجهدية بذبذبات مخالفة (من 15 الى 100 كيلوهرتز) الشيء الذي يسمح بتكوين غلاف يحمل بنية اكثر كثافة وتقديم متواصل للمنحل الكهربائي الجديد الى منطقة الاكسدة بالقوس الجزئي. تتكون التركيبة لا فقط من اكسيد المعادن الخاص بها ولكن ايضا من التركيبات الكميائية لاجزاء المنحل الكهربائي، الي يضمن الحصول على بنية فريدة من الخصائص الميكانيكية والفيزيائية للاستخدام.
تتميز تكنولوجيا الاكسدة بالقوس الجزئي في الحقل ما فوق الصوتي باقتصادها وبكونها ذات مردودية عالية (بالمقارنة بنظيراتها الموجودة، على سبيل المثال بالقطب الكهربائي) وتضمن الحصول على خصائص ميكانيكية وفيزيائية عالية للمصنوعات ذات الدرجات المختلفة من التعقيد.
ورشات مختصة في الانتاج بأكسدة القوس الجزئي
معدات الدفع – مصادر خاصة للتموين
اوعية لتحضير المساحات، معالجة وغسل
آلة تحريك أداة التعليق مع الاجزاء (في حالة التصنيع المكثف في سلسلة).
هياكل معدنية لتثبيت الوعاء وآلة التحريك.
معدات مساعدة – مقطر، مضخة المصفاة لتطهير وضخ الاخلطة، اوعية احتياطية، جهاز مراقبة جودة الغلاف وحالة المنحل الكهربائي
توصل من مصادر التموين الكهربائي الى اقطاب الوعاء نبضات كهربائية للخروج ذات شكل معين، وفي الاثناء تلعب القطعة دور القطب الكهربائي، ويلعب الوعاء دور القطب السالب او اقطاب اضافية، عموما من الصلب الغير قابل للصدأ.
العمليات التكنولوجية
عدد العمليات التكنولوجية اللازمة للاكسدة بالقوس الجزئي هي اقل من عدد العمليات في الاسلوب التقليدي بالقطب الكهربائي. وهذا ناتج عن غياب عدد كبير من العمليات التحضيرية والسلامة البيئية للخليط المستعمل. بعد تجميع القطع يتم مسح الزيوت من آلة التعليق ثم تصل الاجزاء الى المعالجة. عند الانتاج المكثف بعد وعاء التنفيذ يجيء دور مرحلة الاسترجاع والتي تهدف الى استعمال اكثر عقلانية للمواد الكيميائية ومياة الغسيل.
تغطيس – تنظيف من الزيوت – غسيل – تثبيت الغلاف – استرجاع – غسيل – افراغ
المستخدمون – تقني (تعليم عالي تقني) والعمال ( تعليم ثانوي تقني). تتطلب عادة مساحة من 150- 200 متر مربع عاملان في كل دوام. يجب تأمين مراقبة دورية لورشة الانتاج من طرف سباك وميكانيكي.
خصائص الأغلفة من الاكسدة بالقوس الجزئي
التركيبة:
تمثل الاغلفة بالاكسدة بالقوس الجزئي سيراميك ذات بنية معقدة. يتشكل الغلاف اثناء الاكسدة بالقوس الجزئي بفضل اكسدة المساحة المعدنية وفي الاثناء يتكون الاوكسيد والهيدروكسيد لهذا المعدن. من ناحية أخرى يتطور الغلاف بفضل العناصر المنحلة كهربائيا المضافة الى تركيبته. يتم اضافة عناصر المنحل الكهربائي للغلاف في شكل املاح، اوكسيدات وهيدرواوكسيدات ذات بنية معقدة. عند الضرورة يمكن بفضل تكنولوجيا الاكيدة بالقوس الجزئي ان يضاف الى الغلاف كل العناصر الكيميائية الضرورية. كلما زاد وقت معالجة القطعة كلما زاد عدد العناصر المنحلة كهربائيا التي تتراكم في طبقة المساحة. تتكون الطبقة السفلى للغلاف والتي توجد في المعدن الاساسي من تسلسلات الاوكسيد. رسم تغيير المحتوى من الالومينيوم والفسفور على مساحة الغلاف بالاكسدة بالقوس الجزئي من وقت المعالجة في خليط منحل كهربائيا من الفسفاط.
رسم تغيير المحتوى من الالومينيوم والفسفور على مساحة الغلاف بالاكسدة بالقوس الجزئي من وقت المعالجة في خليط منحل كهربائيا من الفسفاط.
الجدول:
يتحدد سمك الغلاف بعدة عوامل اساسية. طبيعة المنحل الكهربائي، مادة السبيكة المعدنية، نظام المعالجة والوقت الذي تستغرفه العملية. تسمح الاكسدة بالقوس الجزئي بالحصول على سمك الاجزاء بدقة ميكرومترات. يرتبط السمك الضروري للغلاف بالغرض من الغلاف وظروف استخدامه. عند انجاز الطبقة الجزئية للطلي بالدهان تكفي 5-10 ميكرومتر، وللحصول على خصائص عازلة للكهرباء ومقاومة عالية للتآكل يجب تأمين سمك بـ 50 – 100 ميكرومتر. تأمن 20 – 40 ميكرومتر من سمك الغلاف الخصائص التزويقية والمضادة للتآكل في ظروف الجو.
المسامية:
تتغير مسامية الغلاف في حيز من 5 – 50 %، حجم من 0،01 الى 10 ميكرومتر. بنية المسامة لما يكون سمك الغلاف من 5 – 10 ميكرون مركبة، ومتفرعة الى عدة فروع ومساحات مغلقة. لا يمكن الحصول على اغلفة لا تحتوي على مسام و هو ما تحدده طبيعة العملية. عند الغرض يمكن التخفيض من المسامية وذلك بالنقع بمواد مختلفة او بطلاء طبقة من البولمير (الملون). يستعمل عادة الفلويكاربون كمادة لنقع الغلاف وطلاء الغلاف بالبودرة. في بعض الحالات تعتبر المسامية عامل ايجابي. عند استعمال الغلاف في ظروف تتسب في التآكل في ظروف التشحيم، فان المادة المشحمة تخترق في مسام الغلاف وتأمن عبورا تدريجيا في منطقة الاحتكاك. في الطب، الغلاف البيو حيوي باكسدة القوس الجزئي يمكن ان يحتوي على أدوية في مسامه.
مقاومة التآكل:
تستعمل الاغلفة كمقاوم في عدة مجموعات اجهزة ومعدات. وبفضل هذا فيمكن في عدة حالات استعمال مصنوعات من الالومينيوم وهو معدن لين وعقد للطرق التقليدية لمعالجة المساحات (مثلا، المعالجة الكلفانية). تم القيام باختبارات مقارنة على نماذج من الاغلفة من اكسدة بالقوس الجزئي على الالومينيوم ونموذج من الصلب يحمل طبقة من الكروم المتين. الحمولة النمطية اثناء التجارب كانت من 0،64 ن/مم مربع. اثبتت الاغلفة من اكسدة بالقوس الجزئي تآكلا اقل وخاصة تحت درجات حرارة مرتفعة.
الاستقرار الحراري:
الاغلفة من اكسدة بالقوس الجزئي ذات مقاومة مرتفعة للحمولات الحرارية والدورات الحرارية. يمكن للاغلفة ان تعمل دون تحديد تحت درجات الحرارة من – 40 درجة الى حدود + 60 درجة. اثناء التسخين التدريج لقطعة فان الاستقرار الحراري للغلاف من اكسدة بالقوس الجزئي يحدد بحرارة الاندماج لمعدم القطعة، بما ان هذه القيم للمعدن هي بديهيا اقل من قيم السيراميك. اوضحت اختبارات ان الاغلفة يمكن ان تتحمل الى حدود 280 دورة حرارية 310-15 وزنا و الى حدود 25000 دورة حرارية 15 وزنا. في مثل هذه الاختبارات يقع تسخين النموذج مع الغلاف الى الحرارة المحددة في الفرن ثم يلقى به في الماء البارد.
الخشونة:
ترتفع اثناء المعالجة خشونة المساحة. يمكن الحصول على اغلفة ذات مستوى خشونة الى حدود المستوى 8. ترتبط الخشونة اساسا بمادة السبيكة، حالة المساحة ونظام المعالجة.
مقاومة التآكل:
تسمح طريقة الاكسدة بالقوس الجزئي الحصول على اغلفة مقاومة للعوامل الجوية وفضاءات اخرى مساعدة على التآكل، للاخلطة الكيميائية العدوانية، البخار، ماء البحر وغيرها. بما ان الاغلفة ذات الاكسدة بالقوس الجزئي هي اغلفة ذات بنية من السيراميك المركب، فمقاومتها لتآكل مادة الغلاف عالية. الوقاية من التآكل لسمك الغلاف على الاساس المعدني هي نتيجة سمك الغلاف وتعديل كمية وبنية المسام. حماية اضافية يأمنها نقع المسام بمادة ثابتة (البلاستيك من فليور الكربون عادة). الاختبارات (المعيار الحكومي ب فـ 88 – 304 . 57 . 20 ، 76 – 304 . 57 . 20 فـ) اثبتت ان الاغلفة المتحصل عليها يمكن استخدامها كمضاد للتآكل لمدة 15 سنة.
الخصائص العازلة:
الضغط الذي تقع يقع تحته الاختبار لانقطاع الغلاف وكذلك مقاومة التآكل يرتبط بنوع وحجم المسام. من جهة اخرى، هذا الحجم يمكن ترفيعه قليلا وذلك بوضع مادة تملأ المسام. الضغط المتوسط للاقطاع الغلاف يكون في حدود 600 فولط. ضغط انقطاع الغلاف بمسام ممتلئة يصل الى حدود 2500 فولط.
الترابط:
تمثل الاغلفة ذات الاكسدة بالقوس الجزئي عنصر ربط جيد مع القاعدة المعدنية والذي تأمنه طبقة انتقالية الى حدود الغلاف المعدني. تتكون الطبقة الانتقالية من داخل المعدن كما من خارجه ولها مظهر جانبي يحمل عدة مقوسات.
ونتيجة لذلك، ترابط الغلاف بالطبقة المعدنية يأمن أكثر مقاومة من الغلاف ولا يقع انقطاع تحت حمولة في حدود انفصال الغلاف المعدني. قيمة الارتباط الذي تم قياسه انطلاقا من نتائج سكراش – تاست في حدود 350 ميغباسكال.
مثال لتكنولوجيا الاكسدة بالقوس الجزئي
مثال: تم في مصنع تعويض المادة للبخاخة من السبيكة الصلبة الى الالومينيوم مع غلاف من الاكسدة بالقوس الجزئي وتحصل المصنع في النهاية على مقاومة عالية للتآكل للمساحة وتوفير بفضل تعويض سبيكة صلبة بالالومينيوم الذي هو اخف واقل تكلفة. يتكون البرنامج الشهري من 5000 قطعة جمليا، وتم تغليف اكثر من 800000 قطعة. ادماج تكنولوجيات الاكسدة بالقوس الجزئي كان يعطل بسبب جهل الطريقة وغياب ورشات الانتاج المختصة في تكنولوجيات الاكسدة بالقوس الجزئي. في الوقت الراهن تتغير هذه الوضعية. يزداد عدد المؤسسات التي تدرس طريقة الاكسدة بالقوس الجزئي.
يتحصل الحرفاء على امكانية عدد كبير طرق التسليم للمعدات، من المعدات مختارة الى تسليم “مفتاح في اليد
التركيبة الاساسية للمعدات لتكنولوجيا الاكسدة بالقوس الجزئي
مصدر خاص لتموين ذا تحكم من الحاسوب للعمليات ذات الخصائص التالية: جهد التموين 380 فولط على 10 امبار، جهد الخروج (المنظم) من 100 الى 1000 فولط، تيار الخروج (منظم) من 1 الى 1000 امبار، اسلوب العمل، نبضات او استرسال، تحكم واستقرار التيار والجهد، 100% من تكرار اسلوب العمل المثبت.
وعاء تكنلولوجي مع نظام تبريد (المحافظة على الحرارة اللازمة)، وعاء مجهز بمحولات مافوق الصوتية تعمل على الذبذبات من 15 الى 100 كيلوهرتز، قوة المحولات المافوق صوتية من 1 الى 12 كيلوواط (حسب شكل وحجم الوعاء) وتشتمل عدة الوعاء على وسائط تكنولوجية لتثبيت القطع.
مولد مافوق الصوتي: قوة من 1 الى 12 كيلوواط، حيز ذبذبات من 15 الى 100 كيلوهرتز (الذبذبة والقوة حسب حكم الوعاء)
استبيان
|
|
استبيان |
|
|
الرقم |
خصائص التصنيع |
|
|
1. |
مساحه المعدات المصنعة مم 2 |
|
|
2. |
مواد المعدات المصنعه (آلمنيوم، التيتانيوم، الزركون، والمغنيسيوم، …) |
|
|
3. |
رسم المعدات المصنعه باسلوب (D3) |
|
|
4. |
طريقه العمل: – على المساحه بأكملها – داخل المعدات – جزئي |
|
|
5. |
الخصائص المطلوبه: – مضادة للاحتكاك – مقاومه للتآكل – مقاومة للاهتراء – زخرفيه الشكل – عاكسه للضوء – انعزال كهربائي – الحماية الحرارية – التوافق الحيوي – الشعاعية – اخرى |
|
|
6. |
سماكة الغطاء |
|
|
7. |
مسامية طبقة الطلاء الخارجية |
|
|
8. |
لون الطلاء: – أسود – البيج – أحمر – أزرق – آخر |
|
|
|
تعليقات |
|
|
الرقم |
الخصائص التكنولوجيه
|
|
|
9. |
الإنتاجية سنويا |
|
|
10. |
توصيل ثنائي القطب |
|
|
11. |
نظام التحكم عن طريق الجهد، والتردد، ودورة العمل |
|
|
12. |
برمجه سير العمل |
|
|
13. |
أتمتة خط الانتاج |
|
|
14. |
التحكم اليدوي |
|
|
15. |
تأمين المغاسل التكنولوجيه: – إزالة الشحوم – التغسيل – الأكسده القوسيه المصغره – التجفيف – إعداد العناصر المتحلله كهربائيا (الشوارد) |
|
|
16. |
توفير معدات خاصة للمعدات المجهزه |
|
|
17. |
تصنيع الشوارد الكهربائيه |
|
|
18 |
الربط ما بين تكنولوجيا الأكسدة القوسيه المصغره و خط الإنتاج الفعلي |
|
|
|
تعليقات
|
|




