التلبيد أوعملية التصليد الحراري (بالإنجليزية: Sintering)‏هي كيفية تستخدم تقنية التصليد الحراري للحصول على منتجات من المساحيق وذلك من خلال تسخين المادة إلى درجة حرارة أقل من درجة حرارة الانصهار ، وبذلك تلتصق ذرات المادة -التي على شكل المسحوق- ببعضها البعض. تعتبر هذه الكيفية تقليدية في عملية تصنيع المواد السيراميكية وأيضاً في مجال تقانة المساحيق.

التصليد في فهم الفلزات هومعاملة المعادن وسبائكها لإكسابها صلادة كلية أوسطحية. وتوجد طرق مختلفة لتصليد المعادن تبعاً للنتيجة المطلوبة، فالصلب مثلاً تزداد صلادته إذا اتحد مع بعض العناصر الأخرى بنسب معينة، أوسخن إلى درجة معينة ثم برد تبريداً فجائياً. وتكتسب السبائك الأخرى صلادتها تدريجياً بعد معاملتها بالحرارة إلى حتى تصل إلى أقصى درجة للصلادة. وقد يلزم الحصول على الجسم من صلب طري يتحمل الصدمات، بشرط حتىقد يكون سطحه صلداً ، مثل العدد المتنوعة وبعض أجزاء الآلات، وحينئذ تجري عملية التصليد بطلاء سطح الجسم المصنوع من الصلب الطري بمادة عازلة، فيما عدا الجزء المطلوب تصليده، ثم غمر الجسم في مسحوق من مادة غنية بالكربون (فحم الخشب عادة)، ويسخن إلى درجة عالية فترة معينة يتم فيها اتحاد الحديد والكربون في طبقة رقيقة من الجسم، شديدة الصلادة، ويبقى الجزء الداخلي من الجسم محتفظاً بخواصه الأصلية. ويعتمد عمق الطبقة الصلدة في الجسم المذكور على فترة التسخين مع الفحم، ولذلك يختلف طول فترة التسخين تبعاً لسمك الطبقة الصلدة المطلوبة. وثمة معالجة حرارية أخرى، يتم فيها التصليد باستخدام غاز النتروجين بدلاً من الكربون، ويعالج الجسم بغاز الأمونيا في درجة الحرارة 500 م ، ويتم التصليد أيضاً عند سباكة المعادن بتبريدها فجائياً دون استخدام مادة ما، ويكون في هذه الحالة قاصراً على السطوح الخارجية للمسبوكات، لأنها تتعرض لسرعة تبريد أكثر من باقي أجزاء المعدن عند ملامستها لسطح نطقب السباكة. وتصنع بهذه الطريقة عجلات مركبات السكك الحديدية وغيرها. ويتم تصليد المعادن عموماً بغمسها بعد تسخينها إلى درجة معينة في حمام من الماء أوالزيت، ثم تعالج حرارياً مرة أخرى لتحسين خواصها دون فقدانها صلادتها الناتجة.

توضيح

عند تسخين بترة من سبيكة الفولاذ الكربوني لدرجة الاحمرار ثم غمرها فجأة في الماء فإن الفولاذ يصبح أكثر صلابة وجاسئا ولكن لا ينصح باستخدامه وهوعلى هذه الحالة القصفة على نطاق واسع في التطبيقات المتنوعة إلا بعد جعله أكثر مرونة وصلادة.

فإن عملية التصليب تعطى الصلابة والجساءة في فترة المارتنزيت الذي يمنعها من التطور إلى فترة التروستايت وهي تكوينات من الفريت والسمنتيت والتي تعطي الفولاذ مرونة وصلادة أكثر وتقسيه أكثر ويمكن الوصول إليها بطريقتين:

  1. إما بإعادة تسخين الفولاذ الكربوني إلى 450 درجة فهرنهايت والتي يبدأ عندها التروستايت بالتكون حتى 750 درجه فهرنهايت حتى يتحول إلى فولاذ مرن. تختلف درجة مرونته وصلادته بالتحكم في درجة الحرارة.
  2. إما حتى تكون عملية التبريد في الفترة الأولى بالغمر في الزيت بدلا من الماء حيثقد يكون التبريد بسرعة أقل مما يعطى فرصة للتروستايت بالتكون وهذا ما يسمى بالتصليد .وفيها تؤخذ كمية التروستايت على أنها مؤشر لدرجة الصلادة .تماما مثلما تؤخذ كمية تواجد المارتنزيت على أنها مؤشر لدرجة صلابة وجساءة الفولاذ .وكذلك تؤخذ كمية تواجد البيرليت على أنها مؤشر لدرجة لدونة الفولاذ .

فوائد العملية

  • درجة نقاوة عالية للمادة الأولية وتناسق كبير للحبيبات.
  • المحافظة على درجة النقاوة الأولية لدى تتالي مراحل التصنيع
  • توازن المراحل المتكررة عبر ضبط حجم الحبيبة لدى البدء بالتصنيع.
  • غياب عيوب التصنيع (كظاهرة فصل الحبيبات وظهور المواد الشائبة) في المنتج النهائي كما يحصل في عملية صب المعادن.
  • عدم الحاجة لتغيير معالم الحبيبات من أجل الحصول على تطاول موجّه.

تلبيد المواد السيراميكية

يمكن الحديث هنا عن تصنيف سهل لأنواع عمليات التلبيد:

  • التلبيد في الحالة الصلبة
  • التلبيد في الحالة السائلة
  • التلبيد اللزج: نوع أخر من التلبيد هوالتلبيد اللزج. في هذه الحالة يجري سائل أوزجاج لزج عند درجة حرارة التلبيد تحت تأثير القوى الشعرية للمسامات ليردم مسامية الجسم. المثال البسيط نوعاً ما للتلبيد اللزج هوجسم زجاجي مسامي (جزيئات زجاجية متراصة مثلاً). مثال أكثر تعقيداً هوتصنيع المواد السيراميكية ذات أساس غضاري (البورسلان مثلاً) من مزيج من مواد خام أولية طبيعية. تقود عمليات التفاعل الكيميائي وتشكل السائل والجريان اللزج للسائل في المسامات إلى جسم كثيف مؤلف، بعد التبريد، من بنية مجهرية ذات حبيبات متبلورة وأطوار زجاجية. تسمى هذه الحالة الأكثر تعقيداً في التلبيد اللزج ابتداءً من مواد ذات أساس غضاري بمصطلح التزجيج.

إجهادات التصلب

يجب حتى نتذكر دائما ان التصليد ليس فقط بتطرية الفولاذ من خلال نفوذ التروستايت ولكن أيضا بالتحرر من الإجهادات التي سببتها عملية التصلب . ولا يجب حتى يبعد عن أنظارنا هذا العامل الأخير . وحدثا زادت درجة حرارة التطرية حدثا حصلنا على صلب أجود .

ألوان التصلد

لقد أمدتنا الطبيعة بخاصية مفيدة تساعدنا على التعهد على درجة حرارة التصلد وذلك كما يلي : إذا أتينا ببترة فولاذ مصلب وقمنا بصنفرة سطحها ثم قمنا بوضعية تسخين لهذا السطح إلى درجات حرارة تتراوح بين 420 إلى 625 درجة فهرنهايت في وجود الهواء فإنه نتيجة الصدأ المتكون يتحول لونها تدريجيا مع ازدياد درجات الحرارة من اللون الأصفر الباهت مرورا بدرجاته المتنوعة والبني والبنفسجي وصولا إلى اللون الأزرق . مما يساعدنا على التعهد على درجة الصلادة التي وصل إليها .

عيوب طريقة الألوان

من أبرز عيوب هذه الطريقة هواعتمادها على عامل الوقت وكذلك الاختلاف في درجة الحرارة بين الفرن وسبيكة الفولاذ مما يشكك في صحة اللون المعبر عن درجة التصلد . بعض صانعي الأدوات الفولاذية المصلدة ذكروا حتى الكفاءة متساوية في حالة الحصول على اللون عن طريق التسخين عند درجة حرارة عالية لفترة زمنية قصيرة أوالتسخين عند درجة حرارة أقل لفترة زمنية أطول .

تصليد العمق

من الواضح حتى طريقة الألوان تصلح للمعدات ذات الاستخدام لأسطحها . أما المعدات التي نحتاج لصلادة عمقها وبالتالي نحتاج للتساوي في صلادة جميع أجزائها والتساوي في درجة التخلص من الإجهادات الناشئة عن عملية التصلب وهذه يمكن تحقيقها فقط بالتسخين الكامل لدرجة حرارة معينة وفي مثل جميع الأحوال يمكن التسخين الكامل حتى 360 درجة وهذا أفضل من التسخين السطحي حتى 460 درجة مما يحسن النتائج أفضل من طريقة الألوان .

التبريد بالغمر بعد التصليد

نحتاج للتبريد فور الحصول على درجة الحرارة المنشودة حتى لا تزيد ازدياد درجة حرارة الشغلة عن المطلوب .وكذلك للتحكم في حجم جزيئات الشغلة . ولكن هناك عيوب واضحة لطريقة الغمر ألا وهي حتى الشغلة إذا كانت تتكون من عدة أجزاء فإن الأسطح قد لا تكون عند نفس درجة الحرارة فتصبح درجة التصلد غير متساوية مما يسبب مشاكل عند التشغيل .كما حتى عملية الغمر تتسبب في إجهادات إضافية.

استخدام حمامات السوائل

إن استخدام حمام للشغلة يفيد في منع التسخين الزائد لكل أجزاء الشغلة مما يعطي صلادة متساوية لكل الأجزاء كما أنه يحد من حدوث إجهادات إضافية كالتي تحدث في حالة الغمر .ومن المميزات الإضافية لهذه الكيفية تقليل تكلفة العمالة. تطبيق في تصنيع تروس السيارات : إذا من أفضل الأمثلة على كفاءة طريقة حمامات السوائل تتضح في تصنيع تروس السيارات. حيث تكون أسنان التروس رفيعة جدا بالنسبة لحجم الترس فلوتم استخدام طريقة الألوان فإن التروس المفروض حتى تكون أكثر جزء صلادة في الترس فسوف تحصل على التصلد أولا مما يجعلها أضعف من باقي الجسم فتتآكل سريعا ، أما في حالة التصليد للترس كاملا وهويدور حول عمود حديدي ساخن فإن الترس يتعرض للتسخين الكامل وباستخدام طريقة حمامات السوائل فيصبح الترس كاملا بجميع أجزائه على نفس الدرجة من الصلادة .

ضبط درجات الحرارة

في عملية التصليد لا نحتاج لأن نعطى أهمية كبيرة للوصول لدرجة الحرارة المضبوطة . في حالة الصلب الكربوني عادة ماقد يكون مدى التصليب متقارب . ويحدث بصفة متسارعة وحتى حتى الاختلاف بين درجتي الحرارة 15 درجة فهرنهايت و20 درجة فهرنهايت قد يسبب مشاكل كبيرة ويعطى فروق كبيرة في النتائج .

طرق التصليد

عملية التصليد تعتمد على طبيعة الأداة أوالجزء المراد تصليده وهناك طرق كثيرة للتصليد أكثرها شيوعا:

  • جهاز صفيحة التصليد: يتكون عموما من صفيحة مستوية ذات سطح ناعم من الحديد الزهر تسخن من أسفل بطرق مختلفة وتوضع فوقها الشغلة المراد تصليدها ويتم التسخين حتى تصل الشغلة إلى اللون المناسب لدرجة التصلد المطلوبة ويتم غمرها بالسائل.
  • الحمام الرملي: يتم استخدامه للشغلات الصغيرة
  • الحمام الزيتي: يستخدم عند عمل تصليد في حدود لا تزيد كثيرا عن 500 درجه فهرنهايت .
  • حمام الأملاح: تستخدم في حالة عمليات التصليد لدرجات الحرارة أعلى من المستخدمة في حالة الحمام الزيتي من 450 درجة فهرنهايت إلى 1000 درجة فهرنهايت . وتكون فيها الأملاح من نوعين "نيترات البوتاسيوم ونيترات الصوديوم بنسبة 2:3 ".
  • حمامات الرصاص: تستخدم فيها سبائك الرصاص التي تنصهر عند "من 610 درجة فهرنهايت إلى 630 درجة فهرنهايت "وبالتالي فهي تستخدم لعمليات التصليد لدرجات حرارة أعلى من درجة حرارة انصهارها.

كيفية التعامل مع الشغلة

في حالة حمامات الزيت وكذلك الحمامات الملحية توضع البترة الفولاذية الصلبة المراد تصليدها في سلة معدنية من السلك والتي تهبط بالشغلة داخل الزيت .وبهذه الطريقة يمكن عمل التصليد للعديد من البتر في وقت واحد بالإضافة لكونها تعمل على منع البتر الفولاذية من التلامس مع جدران أوقاع تنك الزيت والتي بدورها أسخن من الزيت. كما أنه ينصح بأنه حدثا أمكن يجب السماح بتسخين البتر الفولاذية الصلبة تدريجيا إلى درجات الحرارة المطلوبة مع تسخين الزيت .وليس غمرها في الزيت بعد وصول الزيت لأعلى تسخين .فيمكن غمر البتر الفولاذية في الزيت بعد وصول درجة حرارة الزيت إلى 200 -300 درجة فهرنهايت ثم هجر الإثنين لترتفع درجة حرارتهما معا تدريجيا حتى الوصول للحرارة المنشودة. والسبب في ذلك هوحتى التسخين التدريجي يسمح للحرارة بالاختراق لأعماق الشغلة تدريجيا مما يقلل الفروق في الحرارة بين السطح الخارجي للبترة وعمقها الداخلي فلا يعطى ذلك الفرصة لتكون أي شروخ داخلية. أما التسخين المفاجئ فإنه يعطي القابلية لتكوين إجهادات جديدة والتي يجب التغلب عليها. ويلاحظ هنا حتى طول الفترة الزمنية المطلوبة لإحداث التصلد تتوقف على حجم وطبيعة البترة التي يتم معالجتها فمثلا حوالي ربع الساعة بعد الوصول لأقصى درجة حرارة مطلوبة تكون كافية لإتمام عملية التصليد للبتر الصغيرة كالعدة والتروس أما البتر الكبيرة فتحتاج لوقت أطول . بعد إتمام عملية التسخين فإنه للتبريد تحمل البتر الصغيرة كالتروس وتوضع في الهواء للتبريد وهذا يكفي . أما البتر الكبيرة كقوالب السباكة وغيرها فإنها تبرد في الزيت حتى لا تتشكل إجهادات داخلية.

معرض صور

انظر أيضاً

  • المواد السيراميكية.

مراجع

  1. ^ Uhl, A.R.; et al. (2014). "Liquid-selenium-enhanced grain growth of nanoparticle precursor layers for CuInSe2 solar cell absorbers". Prog. Photovoltaics Res. Appl. 23 (9): 1110–1119. doi:10.1002/pip.2529.
  2. ^ Grasso, S; Sakka, Y; Maizza, G (2009). "Electric current activated/assisted sintering (ECAS): a review of patents 1906–2008". Sci. Technol. Adv. Mater. 10 (5): 053001. doi:10.1088/1468-6996/10/5/053001. PMC 5090538. PMID 27877308.
  3. ^ accessed May 1, 2014 نسخة محفوظة 20 يوليو2018 على مسقط واي باك مشين.
  4. ^ [موسوعة شبكة الفهم الريفية https://archive.is/femo تصليد] نسخة محفوظةعشرة ديسمبر 2018 على مسقط واي باك مشين.
  5. ^ الصلب والمعالجة الحرارية نسخة محفوظة 19 فبراير 2014 على مسقط واي باك مشين.

وصلات خارجية

تاريخ النشر: 2020-06-01 20:34:02
التصنيفات: تقنيات إنتاج, صخور رسوبية, صناعات بلاستيكية, صنع الأدوات المعدنية, عمليات تعدينية, عمليات صناعية, معالجة حرارية للمعادن, قالب أرشيف الإنترنت بوصلات واي باك, مقالات تحتوي نصا بالإنجليزية, بوابة كيمياء فيزيائية/مقالات متعلقة, بوابة الفيزياء/مقالات متعلقة, بوابة الكيمياء/مقالات متعلقة, بوابة علم المواد/مقالات متعلقة, جميع المقالات التي تستخدم شريط بوابات, قالب تصنيف كومنز بوصلة كما في ويكي بيانات

مقالات أخرى من الموسوعة

سحابة الكلمات المفتاحية، مما يبحث عنه الزوار في كشاف:

آخر الأخبار حول العالم

الأمم المتحدة: رواندا تقدم أسلحة لجماعات معارضة بالكونغو

المصدر: العربية - السعودية التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-12-22 18:17:40
مستوى الصحة: 86% الأهمية: 92%

مجموعة السبع: اضطهاد نساء أفغانستان جريمة ضد الإنسانية

المصدر: العربية - السعودية التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-12-22 18:17:43
مستوى الصحة: 95% الأهمية: 90%

بوتين: العملية العسكرية الخاصة إجراء قسري وضروري

المصدر: RT Arabic - روسيا التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-12-22 18:17:23
مستوى الصحة: 83% الأهمية: 93%

بعد تراجع كورونا.. الفيروسات الموسمية تنتشر بحدة في تونس

المصدر: RT Arabic - روسيا التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-12-22 18:17:19
مستوى الصحة: 79% الأهمية: 94%

الكويت تؤكد استمرار محادثات ترسيم الحدود مع العراق

المصدر: العربية - السعودية التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-12-22 18:18:44
مستوى الصحة: 77% الأهمية: 94%

صحافي رفضت السويد تسليمه لأنقرة يكشف التفاصيل لـ"العربية.نت"

المصدر: العربية - السعودية التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-12-22 18:17:47
مستوى الصحة: 90% الأهمية: 92%

إيران.. السجن لفتاة عمرها 16 سنة بتهمة المشاركة في الاحتجاجات

المصدر: العربية - السعودية التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-12-22 18:18:17
مستوى الصحة: 80% الأهمية: 86%

واشنطن: فاغنر الروسية تسلمت شحنة أسلحة من كوريا الشمالية

المصدر: العربية - السعودية التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-12-22 18:17:41
مستوى الصحة: 90% الأهمية: 98%

تونس.. بطاقة إيداع بالسجن ضد نائب سابق

المصدر: RT Arabic - روسيا التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-12-22 18:17:16
مستوى الصحة: 88% الأهمية: 86%

آل الشيخ يكشف حقيقة تمويل صفقة انتقال رونالدو إلى النصر السعودي

المصدر: RT Arabic - روسيا التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-12-22 18:17:25
مستوى الصحة: 75% الأهمية: 93%

تونس.. أحكام بالسجن ضد إرهابيين من بينهم إمام جامع بدوار هيشر

المصدر: RT Arabic - روسيا التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-12-22 18:17:17
مستوى الصحة: 91% الأهمية: 98%

بوتين: ستسعى روسيا جاهدة لإنهاء الأزمة في أوكرانيا

المصدر: RT Arabic - روسيا التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-12-22 18:17:21
مستوى الصحة: 89% الأهمية: 92%

نواب مصريون يعلقون لـRT على مزاعم بيع قناة السويس

المصدر: RT Arabic - روسيا التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-12-22 18:17:15
مستوى الصحة: 76% الأهمية: 100%

الذهب يتراجع بعد صعود الدولار

المصدر: العربية - السعودية التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-12-22 18:18:36
مستوى الصحة: 75% الأهمية: 89%

"رابر" إيراني حاول الانتحار احتجاجا على حكم إعدامه.. ومحاولته فشلت

المصدر: العربية - السعودية التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-12-22 18:18:19
مستوى الصحة: 95% الأهمية: 89%

بوتين: لا نسعى إلى تأجيج الحرب ولم نرفض التفاوض

المصدر: العربية - السعودية التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-12-22 18:17:42
مستوى الصحة: 76% الأهمية: 96%

خبير يكشف لـRT توقعاته بشأن اجتماع البنك المركزي الحاسم

المصدر: RT Arabic - روسيا التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-12-22 18:17:18
مستوى الصحة: 75% الأهمية: 99%

أميركا تفرض عقوبات على 10 كيانات بحرية روسية

المصدر: العربية - السعودية التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-12-22 18:17:45
مستوى الصحة: 93% الأهمية: 100%

مجموعة السبع تحذر بيلاروسيا من الدخول بالحرب: سنفرض عقوبات

المصدر: العربية - السعودية التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-12-22 18:17:46
مستوى الصحة: 83% الأهمية: 98%

شاهد.. حركة طالبان تطرد النساء من مكتبة في كابل

المصدر: العربية - السعودية التصنيف: سياسة
تاريخ الخبر: 2022-12-22 18:17:42
مستوى الصحة: 95% الأهمية: 86%

تحميل تطبيق المنصة العربية