معالجة تحسين حبيبات سبائك الألومنيوم

تُعد معالجة صقل الحبيبات عملية تهدف إلى كبح نمو البلورات العمودية والبلورات العمودية المزدوجة بشكل متعمد، وتعزيز تكوين بلورات دقيقة متساوية المحاور. ولا يقتصر دور صقل الحبيبات على تحسين خصائص السبيكة فحسب، بل يساهم أيضًا في تقليل العيوب مثل مسامية الانكماش، والتشقق الحراري، والثقوب الدقيقة.

معالجة تحسين حبيبات الحبوب

عادةً ما تشير معالجة تنقية الحبيبات إلى إضافة كمية معينة من سبائك متوسطة ويُضاف مادة صهر تحتوي على التيتانيوم (Ti) والبورون (B) والزركونيوم (Zr) إلى سائل سبيكة الألومنيوم-السيليكون (Al-Si) تحت درجة الانصهار، بحيث يتحول البلور الأولي a-Al من شجيرات خشنة إلى بلورات دقيقة متساوية المحاور. تُضاف مادة التنقية إلى سائل الألومنيوم، وعندما تذوب مصفوفة الألومنيوم، تُطلق جزيئات المركب بين المعدني في السائل المنصهر، وتؤدي هذه الجزيئات بعد ذلك دورًا في تكوين النوى. ولجزيئات المُحسّن الموزعة بشكل متجانس في السائل المذاب تأثيران: عندما يُسكب سائل السبائك في غلاف القالب، تعزز جزيئات المُحسّن تكوين كميات كبيرة من نوى بلورية متساوية المحاور، مما يؤدي إلى إطلاق كمية كبيرة من الحرارة الكامنة للتبلور، وهو ما يحد من نمو حبيبات البلورات؛ كما أن التكوّن والنمو الهائلين لنوى متساوية المحاور يحدان من نمو البلورات العمودية.

طرق تنقية الحبيبات الشائعة الاستخدام وخصائص سبائك الألومنيوم في درجة حرارة الغرفة: كلما صغرت حبيبات سبائك الألومنيوم والسيليكون، زادت قوتها وصلابتها، وتحسنت صلابتها البلاستيكية. جميع العوامل التي يمكن أن تعزز تكوين النوى وتثبط نموها يمكنها صقل الحبيبات. وعلى العكس من ذلك، فإن جميع العوامل التي تثبط تكوين النوى وتعزز نموها تجعل الحبيبات أكثر خشونة. تُستخدم الطرق التالية عمومًا لصقل الحبيبات:

أضف مادة تنقية. حتى الآن، تشمل مواد تنقية الحبوب الناضجة المنتجة محليًّا ودوليًّا بشكل أساسي الأنواع الثلاثة التالية: النوع الأول هو عامل التيتانيوم. النوع الثاني هو تركيبة تنقية من سبيكة AlTiB. وتُستخدم القضبان التي يبلغ قطرها 95 مم على نطاق واسع محليًّا ودوليًّا، بشكل أساسي في خطوط الإنتاج الخاصة بالصب المستمر والدرفلة. النوع الثالث هو النوع المركب TiAlB، أي مُحسّن الملح. يُصهر المركب الفلزي TiAlB ليصبح سائلًا، ثم يُرشح إلى مسحوق باستخدام مادة صهر ملحية لتصنيع مُحسّن المسحوق.