صنع الأدوات المعدنية: الفرق بين النسختين

صنع الأدوات المعدنية هو علم وفن وهواية وصناعة وتجارة. وجذوره التاريخية تمتد في الحضارات لآلاف السنين. وقد تطور بدءًا من [[صهر]] المواد ال[[خام]] المختلفة، وإنتاج المعادن [[مطيلية|المطيلية]] المفيدة في تصنيع الأدوات والحلي. تصنف عمليات الحديثة في صنع الأدوات المعدنية إلى عمليات تشكيل أو قطع أو توصيل. يتضمن مخزن الآلات في أيامنا هذه عددًا من أدوات التشغيل القادرة على تكوين منتجات مفيدة ودقيقة.

 

[[ملف:CombinationSquareSet.jpg|تصغير|{{وإو|تر=combination square|عر=زاوية تعامد مؤتلفة|نص=زاوية تعامد مؤتلفة}} تستخدم في نقل التصاميم]]

 

[[قدمة ذات الورنية]] هي إحدى الأدوات المصممة لكي تقيس الأبعاد بين نقطتين. معظم القدمات لها مجموعة من الحافات المستوية والمتعامدة، تستخدم لقياس الأقطار الداخلية والخارجية. هذه القدمات دقيقة ضمن مجال جزءًا من الألف من الإنش (أي 25,4 ميكرومتر). القدمات المختلفة لها آليات مختلفة لإظهار قراءة المسافة المقاسة. ومن أجل قياس الأبعاد الأكبر ولكن بدقة أقل يستخدم {{وإو|تر=tape measure|عر=شريط قياس|نص=شريط قياس}} غالبا.

 

تعدل عمليات التشكيل المعدن أو المشغولة بتشويهها بدون إزالة أي مادة. تنجز عمليات التشكيل على البارد أو الساخن تحت الضغط أو باستخدام قوى ميكانيكية أو بكليهما معًا.

 

[[ملف:SandMoldCopeDragCores.jpg|تصغير|قالب سباكة رملي]]

{{مقال تفصيلي|سباكة}}

* {{وإو|تر=Spin casting|عر=سباكة مغزلية|نص=سباكة مغزلية}}

 

[[ملف:Drop forging Gesenkschmieden.jpg|تصغير|مشغولة معدنية حمراء من السخونة تدخل إلى مكبس حدادة]]

يتضمن {{وإو|تر=Deformation (engineering)|عر=تشوه (هندسة)|نص=التشوه}} [[لدونة|اللدن]] استخدام الحرارة أو الضغط من أجل جعل المشغولة أكثر انقيادًا للقوة الميكانيكية. وكان الحداد من يقوم بهذه العملية تاريخيًا، ولكن في زمننا الحاضر أصبحت العملية صناعية.

* [[ميتالورجيا المساحيق]]

 

[[ملف:Metal spinning brass vase.jpg|تصغير|مزهرية نحاسية مصنعة بالتدويم]]

{{طالع أيضا|صفيحة معدنية}}

* [[التشكيل الكهرومغناطيسي]]

 

[[ملف:Cnc plasma cutting.jpg|تصغير|آلة قطع بالبلازما ذات تحكم رقمي باستخدام الحاسوب (CNC)]]

{{مقال تفصيلي|قطع}}

يستخدم [[سائل القطع]] أو [[مبرد (سائل تبريد)|المبرد]] عندما تولد عملية القطع احتكاكًا كبيرًا وحرارة في مكان القطع بين أداة القطع مثل ريشة الثقب والمشغولة. يُدخل المبرد عادة بنفثه على سطح تماس المشغولة مع الأداة ليقلل من الاحتكاك ودرجة الحرارة في ذلك السطح فيمنع بذلك اهتراء الأداة المتسارع. وهناك عدة طرق عمليا لإيصال المبرد إلى المكان المرغوب.

 

[[ملف:Makino-S33-MachiningCenter-example.jpg|تصغير|آلة تشغيل]]

{{مقال تفصيلي|تشغيل آلي}}

الأمان هو أهم الأمور في هذه الآلات. فسكينة القطع تتحرك بسرعات كبيرة وتزيل قطعًا من الفلز الساخن جدًا. من مزايا الفارزة المتحكم بها باستخدام الحاسوب [[CNC]] أنها تحمي مشغل الآلة.

 

[[ملف:SchlichtenDrehen.jpg|تصغير|[[مخرطة]] تقطع مادة من المشغولة]]

{{مقال تفصيلي|خراطة}}

[[مخرطة|المخرطة]] هي [[آلة تشغيل]] تدوّر كتلة أو أسطوانة لتشغيلها، وذلك باستخدام القطع أو السحج أو التخريش الجانبي (طرطرة)، فتعطي أجساما ذات [[تناظر دوراني]] حول محور الدوران. من الأمثلة عن القطع المنتجة على المخرطة أقدام الطاولة الخشبية ذات الشكل الأسطواني، عصي البيسبول، [[عمود مرفقي|الأعمدة المرفقية]]، [[عمود الحدبات|أعمدة الحدبات]] ومدرجة الكريات (Race) في [[محمل|المحمل]].

 

[[ملف:ThreadingTaps.jpg|تصغير|ثلاثة أنواع ومقاييس لذكر اللولبة.]]

{{مقال تفصيلي|لولبة}}

هناك عدة عمليات للولبة تتضمن: قطع اللولب باستخدام {{وإو|تر=tap and die|عر=ذكر ولقمة اللولبة}}، تفريز اللولب، قطع اللولب برأس واحد، دلفنة وتشكيل اللولب، وتجليخ اللولب. يستخدم '''ذكر اللولبة''' لقطع اللولب في السطح الداخلي لثقب ما، في حين تستخدم '''لقمة اللولبة''' لقطع اللولب الخارجي على قضيب أسطواني.

 

[[ملف:Scheibe im eingriff.jpg|تصغير|يمين|مجلخة]]

{{مقال تفصيلي|تجليخ}}

'''التجليخ''' هي عملية قطع تستخدم [[مادة سحج]] لإزالة المادة من المشغولة. آلة الجلخ هي [[آلة تشغيل]] تستخدم في الأنهاء الناعم جدًا، والقطع الصغير جدًا، أو الأشكال الدقيقة جدًا. وتستخدم الجلاخة من أجل عملها {{وإو|تر=Grinding wheel|عر=عجلة تجليخ|نص=عجلة سحج}} كأداة للقطع. يمكن صناعة هذه العجلة بأبعاد ومقاييس مختلفة من الحجارة، وال[[ألماس]]، أو المواد غير العضوية.

 

{{مقال تفصيلي|برد (صنع الأدوات المعدنية)}}

[[ملف:Surface of a file.jpg|تصغير|المبرد هو سطح ساحج يشبه تلك الأداة التي يستخدمها العامل الميكانيكي لإزالة كميات صغيرة وغير دقيقة من المعدن]]

'''البَرْدُ''' هو دمج للقطع بالتجليخ والقطع بأسنان المنشار باستخدام [[مبرد|المبرد]]. قبل تطوير تجهيزات التشغيل الحديثة، كان يعد وسيلة دقيقة نسبيا في إنتاج الأجزاء الصغيرة، وخصوصا ذات السطوح المستوية. والاستخدام الماهر للمبرد يسمح للعامل الميكانيكي بالعمل ضمن تسامحات صغيرة وكان دليلا رسميا للمهارة. قلما يستخدم البرد في وقتنا الحاضر كوسيلة للإنتاج الصناعي، وبقي استخدامه شائعا في إزالة {{وإو|تر=Burr (edge)|عر=رائش|نص=الرائش}}.

 

[[تخليق|التخليق]] هي عملية تشغيل تستخدم لقطع {{وإو|تر=Key (engineering)|عر=خابور (هندسة)|نص=مجاري الخوابير}} في المحاور. {{وإو|تر=Electron beam machining|عر=تشغيل بالحزمة الإلكترونية|نص=التشغيل بالحزمة الإلكترونية}} هي عملية تشغيل توجه فيها حزمة من الإلكترونات ذات السرعة العالية إلى المشغولة فتسخن وتبخر المعدن. {{وإو||تر=Ultrasonic machining|عر=تشغيل بالموجات فوق الصوتية|نص=التشغيل بالموجات فوق الصوتية}} عملية تستخدم فيها اهتزازات الموجات فوق الصوتية لتشغيل المواد القاسية جدًا أو القصفة.

 

{{مقال تفصيلي|لحام}}

'''اللحام''' عملية [[تصنيع (هندسة إنتاج)|تصنيع]] تستخدم لتوصيل المواد، عادة من [[فلز|الفلزات]] أو [[لدائن حرارية|اللدائن المتلدنة بالحرارة]] بلحمها مع بعضها البعض. وتنجز العملية غالبا بصهر المشغولة وإضافة مواد ملئ لتشكل بركة من المادة المصهورة التي تبرد لتصبح وصلة قوية، وقد يستخدم الضغط أحيانا موافقا للحرارة، أو لوحده.

تستخدم مصادر مختلفة للطاقة من أجل اللحام، منها [[نار (طبيعة)|اللهب]] الغازي، و[[قوس كهربائي|القوس الكهربائي]]، و[[ليزر|الليزر]]، و[[احتكاك|الاحتكاك]]، و[[موجات فوق صوتية|الموجات فوق الصوتية]]. يمكن اللحام في مختلف بيئات العمل، بما فيها الهواء، و{{وإو|تر=Hyperbaric welding|عر=لحام تحت سطح الماء|نص=تحت الماء}}، وفي [[فضاء خارجي|الفضاء الخارجي]]. وبغض النظر عن مكانها، فإن عملية اللحام خطرة جدًا، ويجب أخذ الحيطة والحذر لتجنب الاحتراق، و[[صدمة كهربائية|الصدمة الكهربائية]]، والأدخنة السامة، والتعرض إلى [[أشعة فوق بنفسجية|الأشعة فوق البنفسجية]].

 

{{مقال تفصيلي|تنحيس}}

التنحيس هي عملية توصيل يصهر فيها معدن الملء ويسيل في المجاري الشعرية المشكلة بين القطع الملحومة. يتفاعل معدن الملء بنيويا مع المشغولة ويتصلب في المجاري مشكلا وصلة قوية. وعلى نقيض اللحام، لا تذوب المشغولة. عملية التنحيس تشبه عملية اللحام بالقصدير، ولكنها تنجز عند درجات حرارة لا تزيد عن 450 درجة مئوية. تتميز عملية التنحيس بإنتاج إجهادات حرارية أقل من تلك المتولدة أثناء اللحام، والوصلات الناتجة تكون أكثر مطيلية لأن العناصر السبائكية الناتجة لا يمكن عزلها و ترسيبها.

تتضمن تقنيات التنحيس، التنحيس باللهب، والتنحيس بالمقاومة، والتنحيس في الفرن، والتنحيس الانتشاري، والتنحيس الحثي.

 

{{مقال تفصيلي|لحام بالقصدير}}

[[ملف:Soldering-PCB-b.jpg|تصغير|لحام بالقصدير للوح مطبوع لدارة كهربائية]]

'''اللحام بالقصدير''' هي عملية توصيل تنجز عند درجة حرارة تحت 450 درجة مئوية. وهي عملية تشبه [[تنحيس|التنحيس]] بأن معدن الملء ينصهر ويسيل في المجاري الشعرية التي تشكلها الوصلة، ولكن عند درجة حرارة أخفض. وبسبب درجة الحرارة المنخفضة والسبائك المختلفة المستخدمة كمعدن للملء، فإن التفاعل البنيوي بين معدن الملء والمشغولة يكون صغيرًا مؤديًا إلى وصلة أضعف.

 

 

مع أن العمليات التالية ليست عمليات أساسية في صنع الأدوات المعدنية، إلا أنها تنجز غالبا قبل أو بعد عمليات التنصيع.

'''{{مقال تفصيلي|المعالجة الحرارية}}'''

يمكن معالجة الفلزات معالجة حرارية لتعديل خواص المقاومة، والمتانة، والمطيلية، والقساوة أو مقاومة التآكل. تشمل عمليات المعالجات الحرارية الشائعة {{وإو|تر=Annealing|عر=تلدين|نص=التلدين}}، و [[التصليب بالترسيب|التصلد بالترسيب]]، [[سقاية (معالجات حرارية)|السقاية]]، و{{وإو|تر=Tempering|عر=تطبيع (معالجات حرارية)|نص=التطبيع}}. تطري عملية التلدين الفلز حيث تسمح بزياد نمو الحبيبات. يمكن استخدام السقاية لتصليد سبائك الفولاذ أو السبائك القابلة للتصلد بالترسيب، حيث تحجز الذرات المنحلة في المحلول. تؤدي عملية التطبيع إلى ترسيب العناصر السبائكية المنحلة، أو في حالة الفولاذ المسقى، تحسن مقاومة الصدم وخواص المطيلية.

تدمج المعالجات الحرارية والميكانيكية بما يعرف المعالجات الميكانيكية الحرارية التي تعطي خواصا أفضل ومعالجة أكثر فاعلية للمواد. تجرى هذه المعالجات على الفولاذ السبائكي، [[سبيكة فائقة|السبائك الفائقة]] وسبائك التيتانيوم.

 

{{مقال تفصيلي|تصفيح بطلاء معدني}}

 

 

{{مراجع}}

* {{Usenet|rec.crafts.metalworking}}

* [http://www.nmri.go.jp/eng/khirata/metalwork/index_e.html معرفة أولية عن صنع الأدوات المعدنية]