كيف تقارن مقاومة التآكل لصب السبائك الزنكية مع المواد الأخرى مثل الألمنيوم أو البرونز؟

مقدمة

من المهم أن تتمتع المعادن المصبوبة بمقاومة للتآكل، سواء لتحسين عمر القالب الصب أو لتعزيز أداء الجزء. المواد الأكثر استخدامًا هي الصب بالضغط سبائك الزنك، والألمنيوم، والنحاس الأصفر، كل منها له خصائصه الفريدة. في هذه المقالة سأستكشف كيف تقارن مقاومة تآكل سبائك الزنك مع كل من الألمنيوم والنحاس الأصفر، مع النظر في ما يجعل كل سبيكة مميزة والتطبيقات التي تناسبها.

مقاومة سبيكة الزنك للتآكل

تُعرف سبيكة الزنك بخصائصها الطبيعية المقاومة للتآكل، وهي ميزة في البيئات الصدأوية والمتدهورة. بسبب قابليتها العالية للتدفق و الصبّ , يمكن لسبيكة الزنك إنتاج صبوات دقيقة ومعقدة ذات仕إنهاء سطحي ناعم، تقليل حاجة المعالجات اللاحقة التي يمكن أن تحمي من التآكل. لديها قدرة رطوبيه وكبت اهتزاز أفضل مقارنة بالألمنيوم والبرونز، مما يجعلها مناسبة جدًا للتطبيقات التي يكون فيها المقاومة للبيئة مهمة.

لماذا يقاوم الألمنيوم التآكل

بفضل الطبقة الأكسيدية الحامية التي تتشكل على سطحه، يعتبر الألمنيوم معدنًا آخر يتمتع بمقاومة طبيعية جيدة للتآكل. نحن جميعًا نعلم أن الألمنيوم يمكن أن ينتج مقاومة للتآكل بسبب الطبقة الأكسيدية الخارجية. هذه الطبقة الأكسيدية لها تأثير معين على التأكسد المستقبلي للألمنيوم. يأتي الألمنيوم في المرتبة الدنيا من حيث متانة مقاومة التآكل مقارنة بالزنك السبائك، ولكنه خيار وسط جيد بالنسبة لنسبة القوة إلى الوزن ومقاوم للتآكل. القوة، نسبة الوزن، والعمل في بيئات درجات حرارة مرتفعة توسع من تطبيقات الألمنيوم والتي تختلف من صناعة السيارات إلى صناعة الطيران. من ناحية أخرى، يمكن إعادة تدوير الألمنيوم وهو أكثر ودية للبيئة، مما يمنحه ميزة في الصناعة المستدامة.

مقاومة التآكل للبرونز

الفولاذ: يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ على 10% كروم مما يجعله مقاومًا جدًا للتآكل.—البرونز: سبيكة من النحاس والزنك، تختلف مقاومته للتآكل بناءً على نسبة الزنك. رغم أن البرونز يتمتع بشكل عام بمقاومة أفضل للتآكل مقارنة بالنحاس، فإنه لا يزال غير مناسب لاستبدال سبائك الزنك أو الألمنيوم. بالنسبة للتطبيقات التي تحتاج إلى قابلية للتشوه أو التشكيل، سيتم تصنيع المنتجات من البرونز بدلاً من البرونز أو الزنك. روبرت جاردنر A.MI السترات. عادة ما يكون البرونز متينًا للأغراض المعمارية والهندسية بسبب طبيعته الجذابة وبسبب مقاومته النسبية للتآكل، ويستمر.

الاعتبارات الخاصة بكل تطبيق

للتفصيل، تفضل صناعة السيارات باستخدام الألمنيوم نظرًا لمساهمة خفة الوزن ومقاومة التآكل في تحسين كفاءة استهلاك الوقود والانبعاثات. من جهة أخرى، قد تتجه الصناعات إلى السبائك الزنكية بسبب مقاومة التآكل وخواصها الفيزيائية المثالية لتطبيقات الكهرباء والمكونات المعدنية. يتم استخدام النحاس الأصفر عادةً في التطبيقات التي تتطلب الجمال والديمومة، مثل الإكسسوارات المعمارية والعناصر الديkorاتورية.

المواد ومعالجتها

بينما يكون السبيكة الزنكية في الواقع أكثر كثافة من الألمنيوم (ولكن أخف من البرونز) - هذا هو المفتاح الذي يفسر لماذا يتم اختيارها غالباً كمادة خام في عمليات الصب بال pressure die casting. جانب آخر هو أن هذه المواد لديها نقاط انصهار ترتبط بعمليات الصب أيضاً، حيث أن للألمنيوم نقطة انصهار أعلى من الزنك، مما قد يؤدي إلى اختلاف في استهلاك الطاقة أو وقت معالجة القالب. العامل الآخر هو التوصيل الحراري، فالألمنيوم لديه قدرة نقل حراري أفضل من الزنك أو البرونز، وهو أمر مهم في التطبيقات التي يجب فيها إزالة الحرارة.

إنهاء المظهر

بالإضافة إلى ذلك، فإن تكلفة المعالجة المرتبطة بهم أقل، كما أنهم يتمتعون بسطوح أولية ذات إنهاء ناعم بسبب صبهم باستخدام القوالب المعدنية، وبالتالي فإن منتجات الصب الزنكية تحتاج إلى معالجة مادة قليلة بعد الصب. هذا يعني فقط أنه يجب القيام بمزيد من العمل في التشطيب، على عكس الألمنيوم والنحاس. ميزة كبيرة توفر الوقت والتكلفة للسبائك الزنكية هي أنها تسمح بإنهاء عالي الجودة مباشرة في عملية الصب بالقوالب.

التكلفة والتأثير البيئي

التكلفة — بسبب انخفاض تكاليف المواد الخام، فإن سبيكة الزنك تكون عادة أرخص في الإنتاج، وليس فقط بسبب الحاجة المخفضة للعلاجات النهائية بعد الصب. الألمنيوم الذي يعتبر وديًا للبيئة بسبب قابليته لإعادة التدوير، ولعب دور في توفير الطاقة بسبب وزنه الخفيف، رغم كونه مكلفًا.

الاستنتاج

على الرغم من أن مقاومة التآكل لصب الزنك والألمنيوم والبرونز تعتمد على النوع، يجب أخذ ذلك في الاعتبار عند محاولة تحديد الأفضل. يُطلب القيمة ومقاومة التآكل المناسبة للوظيفة الصحيحة. يقدم الألمنيوم توازنًا بين مقاومة التآكل والوزن، بينما يحقق النحاس المتوازن جماليًا مع مقاومة التآكل، لكن سبائك الزنك تبرز حيث يكون هناك حاجة إلى حماية عالية من التآكل. بناءً على الأداء المنخفض للجسم الأسود، الجسم الأسود التجاري، المحاكاة التجارية، ومحاكاة منخفضة التكلفة. كل فئة تحدد المادة المستخدمة فيها. يجب أخذ جميع هذه العوامل في الاعتبار أثناء اختيار المواد لتلبية متطلبات الأداء الأمثل وطول العمر الافتراضي لمتطلبات صب القوالب الخاصة بالصناعة.