طرق معالجة السطح وخطط الاختبار لقطع المعدن المستخدمة في السيارات

شكراً لك على قراءة مدونة شاوي. نتخصص في تقديم رؤى صناعية وأحدث اتجاهات التصنيع في قطاع تصنيع القطع المعدنية. يركز شاوي على إنتاج المكونات المعدنية للسيارات من خلال عمليات تصنيع متنوعة. اليوم، سنستكشف ممارسة شائعة في صناعة السيارات: معالجة السطح.

ملخص المقال

تكنولوجيا معالجة السطح تحافظ على الخصائص الأصلية للمادة الأساسية بينما تحسن أداء السطح - مما يعزز الخصائص الفيزيائية والميكانيكية. يوضح هذا المقال المعالجات السطحية المناسبة للأجزاء المعدنية المنتجة عن طريق التصنيع باستخدام الحاسوب، الطوابق، الصب، التشكيل، وما إلى ذلك. كما يقوم بتحليل خطط اختبار المعالجة (مثل الكهروتشذيب، الرش بالرمل، النفخ بالرمل، النفخ بالكرات، الرش)، ويقدم مراجع لتطوير وتأكيد الأجزاء المعدنية للسيارات بعد معالجة السطح لضمان الجودة والفعالية.

معالجة السطح لـ أجزاء السيارات المعدنية

في تصنيع السيارات، تشكل الأجزاء المعدنية 60٪-70٪ من مجموع المكونات، بينما معظم منها المتطلبة معالجة سطحية.  مصنعي قطع الغيار السيارات من خلال يحافظ هذا العملية على سلامة المادة الأساسية بينما يضيف خصائص سطحية جديدة، ويغير الظروف السطحية لتحسين الأداء. تُستخدم المعالجات السطحية الشائعة في فئتين:

• المعالجات الكيميائية (الكروم电解، التحليل الكهربائي، الت-passivation).
• المعالجات الميكانيكية (التقشير بالرصاص، الرش بالرمل، الرش) [1].

تتميز التقنيات المختلفة بأغراض وعمليات متميزة، مما يتطلب خطط اختبار مختلفة للتحقق من الجزء. تؤثر الخطط غير الكافية بشكل مباشر على جودة وجدول زمني تطوير الأجزاء الجديدة.

التصفيف الشنق التصفيف

1.  وظائف معالجة السطح

معالجة السطح تنشئ طبقة سطحية ذات خصائص مميزة عن المادة الأساسية باستخدام الطرق الفيزيائية/الكيميائية. وأهم الأهداف تشمل:

• التحسين الزخرفي
  تلميع الأسطح لجذب الانتباه الجمالي (على سبيل المثال، شعارات السيارات، المصدات، عجلات المحور). يحسن الطلاء الكروم/الزنك من الجاذبية البصرية، مما يزيد من تفضيل المستهلك.

• ترقيات الأداء

• مقاومة التآكل/ال put-on : التسخين بالكربونيتر أو النيتريد يُصلب الأسطح لأجزاء المحرك ذات الحمل العالي (المقابض، العصي المتصلة) مع الحفاظ على مرونة النواة.
• مضاد للتآكل : طلاء الزنك/النيكل أو المعالجات بالأكسدة تحمي المثبتات (البراغي، المكسرات).

• تحسين السطح
  التخلص من الشوائب والقشور بواسطة الرملي بالرمل أو التلميع للأجزاء المسبوكه/المصنوعة بالطرق، مما يعزز من مستويات السطح.

• تعديل الخصائص الحرارية
  طلاء ذي توصيلية عالية لأجزاء نقل الحرارة؛ مواد عازلة للعزل الحراري.

• ضبط الخصائص الكهربائية
  الكهربيادة بالنحاس/الفضة لتحسين التوصيلية؛ طلاءات وأفلام عازلة للأسطح غير الموصلة.

• تحسين التصاق
  التقشير بالرمل/التحميص يجهز الأسطح للطلاء، مما يعزز قوة ترابط الطلاء.

الأجزاء المطليه كهربائياً

2.  طرق معالجة السطح وخطط الاختبار

تصنيع المعادن للسيارات تشمل بشكل أساسي العمليات مثل التصنيع باستخدام الحاسب، الطوابير، الصب بالإذابة، التشكيل، والمعادن الباردة. المكونات المعدنية الناتجة عن عمليات مختلفة تظهر خواص فيزيائية وميكانيكية متميزة، مما يؤدي إلى أهداف مختلفة لمعالجة السطح. وبالتالي، تختلف طرق معالجة السطح وخطط اختبار التحقق المقابلة حسب المكون. أكثر طرق المعالجة المستخدمة شيوعًا لـ المعدن السيارات  الأجزاء تشمل المعالجات السطحية الترسيب الكهروكيميائي، تنظيف الأسطح بالرصاص، التنظيف بالرمل، التعزيز بالمطرقة، والطلاء الرش، كما هو موضح تفصيلياً أدناه.

2.1 الترسيب الكهروكيميائي

يقوم الترسيب الكهروكيميائي بإيداع أيونات المعدن على المواد الموصلة من محلول كهروليتيكي [3]، ويُستخدم بشكل واسع في ألواح الهيكل وأجزاء التثبيت لتحسين مقاومة التآكل والمظهر الجمالي. تتباين الطلاءات (مثل الزنك، الكروم، النحاس، إلخ) حسب الغرض (الجدول 1).

2. 2 طلاء زنك (40-50% من التطبيقات): ترتبط مقاومة التآكل بسمك الطبقة (الجدول 2). يتطلب وجود مخاطر الهيشة الهيدروجينية في المسامير عالية القوة (>درجة 10.9) عملية إزالة الهيدروجين بعد الترسيب والامتثال للمعيار GB/T 3098.17.

الجدول 1 مقارنة طبقات الترسيب الكهروكيميائي

معايير اختبار رذاذ الملح للمثبتات المغلفة بالزنك

2.3رصاصة

باستخدام القوة الطرد المركزي، يتم استخدام كرات حجمها 0.2-3.0 مم (ستانلس ستيل/حديد مصبوب) لإزالة الشوائب، والحواف البارزة، والتوتر، مع تخريش الأسطح لتحسين التصاق الطلاء [5]. تتضمن الاختبارات بعد المعالجة:

 فحص المظهر : لا صدأ/قشور.

 مستوى التنظيف : مصنفة بناءً على نسبة الفرق في الظل/اللون.

 خشونة السطح/التغطية : تُقاس وفق معايير محددة (الجدول 3).

الجدول 3  اختبار التنظيف بالرمل المضغوط  المعايير

2. تنظيف بالرمل المضغوط 3

يُستخدم الهواء المضغوط لدفع المواد الخشنة (رمل الحديد / الإميري) لتنظيف الأسطح، تحسين النظافة، وضبط الخشونة. مناسب للمجالات ذات الطلب العالي. تتضمن الاختبارات:

ل الفحص البصري : التأكد من عدم وجود زوايا مهملة.

ل النظافة/الخشونة : تم قياسها تحت إضاءة كافية.

2. تقنيات التعدين بالرصاص

مشابهة لعملية التفجير بالرمل ولكن باستخدام كرات معدنية قطرها 0.2-2.5 مم،主要用于 المعادن المسبوكة/المصهورة ذات الأشكال المعقدة لإزالة الصدأ/القشور. الاختبارات تشبه عملية التفجير بالرمل بسبب التأثيرات السطحية المشابهة.

2.5 الرش

يُستخدم الرش الهوائي/الكهربائي الساكن لتوزيع طبقات معتمدة على التبخير. الرش الكهربائي الساكن يوفر كفاءة أعلى ولكنه يتطلب مواد قابلة للنقل الكهربائي [6].

بالنسبة للأجزاء المغلفة بالرش، يتم عادةً إجراء الفحوصات من خلال فحص المظهر، قياس سمك الطلاء/صلابة السطح، واختبارات الالتصاق، مقاومة التآكل، والتحمل البيئي. يتم اكتشاف العيوب الشائعة على السطح مثل تكوين الجسيمات، الانهمار، القشرة البرتقالية، التبييض، والتعرج عن طريق الفحص البصري أو المقارنة مع عينات قياسية.

اختبار صلابة السطح يستخدم طريقة قلم HB: يتم سحب قلم HB غير حاد بزاوية 45° عبر السطح تحت ضغط خط اليد الطبيعي. بعد مسح السطح بقطعة قماش خالية من الغبار والمبللة، يُسمح فقط بوجود خدوش خفيفة (بدون ظهور المادة الأساسية).

اختبار التصاق يتبع معايير قطع المربع ISO 2409: يتم قطع شبكة حجمها 10×10 (بمسافة تباعد 1 مم) عبر الطلاء باستخدام شفرة. يتم تطبيق شريط لاصق من نوع 3M، تركه لمدة دقيقة واحدة، ثم تقشيره بسرعة عند زاوية 45°. يتم تحديد درجات التصاق بناءً على مساحة انفصال الطلاء (انظر الجدول 4). يتم إجراء اختبارات إضافية—بما في ذلك دورات الحرارة، مقاومة المذيبات، ومقاومة الاحتكاك—بناءً على متطلبات التطبيق للتحقق من مقاومة الطقس، المذيبات، والاحتكاك.

مختلفة عمليات المكونات المعدنية للسيارات والمواصفات تحدد خيارات معالجة السطح، مما يتطلب بروتوكولات التحقق المخصصة لكل طريقة. يضمن الاختبار القوي أن جودة معالجة السطح تلبي احتياجات العملاء. حيث تمثل المكونات ما بين 60٪ إلى 70٪ من تكلفة السيارة الإجمالية، تعمل الشركات المصنعة باستمرار على تطوير معالجات سطح موفرة للطاقة، صديقة للبيئة، وأداء عالي لتقليل التكاليف وتحسين التقنية.

المراجع
[1] المعايير الصناعية لتصنيف معالجة السطح.
[3] الأساسيات العملية للكهرباء الكيميائية.
[4] العلاقة بين سماكة طبقة الزنك ومقاومة التآكل.
[5] آلية وتطبيقات تنظيف الرمل بالرصاص.
[6] إرشادات تقنية الرش للقطع السيارات.