يُعدّ سبيكة الألومنيوم 6061-T6 الخيار الأمثل لتصنيع هياكل غرف التفريغ لأشباه الموصلات، والصفائح الأساسية، والإطارات الهيكلية. فهي تجمع بين قوة قابلة للمعالجة الحرارية (قوة شد قصوى تتراوح بين 290 و310 ميجا باسكال) وقابلية تشكيل ممتازة وسلوك أبعاد متوقع بعد تخفيف الإجهاد. يوضح هذا الدليل التركيب الكيميائي، والخواص الميكانيكية والفيزيائية، والخواص الأربع الأساسية التي تحدد تصميم الغرفة، والمعدات التي تُستخدم فيها، مما يُمكّنك من التحقق من توافق السبيكة مع مواصفاتك الخاصة.

لماذا أصبحت سبيكة 6061-T6 هي السبيكة الافتراضية المستخدمة في غرف الصهر؟

6061 هو سبيكة تتصلب بالترسيبسبيكة من الألومنيوم والمغنيسيوم والسيليكونتستمد هذه المادة قوتها من رواسب Mg₂Si المتكونة أثناء معالجة T6، وهي معالجة حرارية محلولية متبوعة بتقادم اصطناعي، وليست ناتجة عن التشكيل على البارد. هذا التمييز مهم تجاريًا: فالقوة تُحدد بالمعالجة الحرارية التي تُجريها الشركة المصنعة، لذا فأنت تشتري القوة بدلًا من اكتسابها بالتشكيل.

ثلاث خصائص عملية تجعل 6061 في صدارة قائمة المواصفات:

• سهولة التشغيل. فهي تقطع بسهولة وبمعدلات إزالة عالية، وهو ما يتطلبه جسم الحجرة. إن تشكيل صفيحة بسمك 200 مم إلى جدار بسمك 60 مم هو عملية تشكيل أولي، وليس عملية تشطيب.
• متوفر بألواح سميكة. غالبًا ما يتم تصنيع أجسام الحجرات من كتلة متجانسة واحدة، ويتم تخزين 6061 بسماكات كبيرة - لا يتطلب جسم يزن 1.5 طن عملية صب أو لحام.
• قابلية اللحام. على عكس 2024 أو 7075، فإن 6061 يتم لحامها بدون تشقق، وهو أمر مهم بالنسبة للشفاه والوصلات وحشوات قنوات التبريد.

التركيب الكيميائي 6061-T6

لاحظ نطاق النحاس. إنها إضافة متعمدة للسبائك، ووهو أيضاً الأكثر شيوعاًانظر أدناه سبب رفض أحد عملاء أشباه الموصلات لـ 6061 بسبب سطح مكشوف أثناء عملية التصنيع.

الخواص الميكانيكية والفيزيائية لسبائك الألومنيوم 6061-T6

بالنسبة لتصميم الحجرة، فإن الموصلية الحرارية التي تبلغ حوالي 152 واط/(م·ك) هي الرقم الذي يقود معظم القرارات: عالية بما يكفي لجعل 6061 قابلاً للتطبيق للأجسام المبردة بشكل فعال وألواح الدعم الأساسية، ومنخفضة بما يكفي بحيث لا يزال يتعين نمذجة التدرجات الحرارية عبر جسم كبير.

الخصائص الأربع التي تحدد فعلياً بناء غرفة العمليات

1. استقرار الأبعاد بعد التشغيل الآلي

يتم تخفيف الإجهاد المتبقي في الصفائح المدرفلة مع إزالة المادة، لذا فإن الجسم الذي تم تشكيله مبدئيًا في تمريرة واحدة ثم تشطيبه سيتحرك. تتمثل المعالجة القياسية في T651: المعالجة الحرارية بالمحلول، وتخفيف الإجهاد عن طريق التمديد، ثم التقادم الاصطناعي. يتمتع T651 بنفس الخصائص الميكانيكية تقريبًا لـ T6، ولكنه يتميز بدقة أبعاد أفضل بكثير بعد إزالة كميات كبيرة من المادة.

بالنسبة لأي جسم يكون فيه سمك الجدار النهائي أقل من نصف سمك اللوحة الأولية تقريبًا، حدد T651 وخطط لعملية تخفيف الإجهاد أو عملية نصف نهائية بين التخشين والتشطيب.

2. التوافق مع الفراغ ومعالجة السطح

يُعدّ الألومنيوم بحد ذاته مادة مناسبة للاستخدام في الفراغ، إذ يتميز الألومنيوم الخام بانخفاض انبعاث الغازات منه، كما يُستخدم سبيكة 6061 منذ زمن طويل في بناء غرف الفراغ العالي جدًا. مع ذلك، فإن عملية الأنودة تُؤثر سلبًا على هذه العملية، حيث تحبس طبقة الأكسيد المسامية بخار الماء، مما يزيد بشكل كبير من إطلاقه داخل الغرفة.

الأسطح المواجهة لحجم العملية: ألومنيوم مكشوف، تم تنظيفه كيميائياً وتخميله. لا تقم بأكسدة الأسطح المواجهة لحجم العملية.

الأسطح المواجهة للغلاف الجوي والأسطح غير المفرغة من الهواء: عملية الأنودة جيدة ومفيدة للحماية من التآكل والتعامل.

إذا كان الطلاء إلزاميًا على سطح جانب الفراغ: تعامل معه كقرار لتكييف الحجرة وقم بتخصيص وقت إضافي لتفريغ الهواء.

3. محتوى النحاس على الأسطح المعرضة للمعالجة

يحتوي سبيكة 6061 على نسبة نحاس تتراوح بين 0.15% و0.40%، ويُعدّ النحاس من الملوثات الخاضعة للرقابة في معظم بيئات تصنيع أشباه الموصلات. عندما يكون السطح مُلامسًا لحجم عملية التصنيع، وتُعتبر نسبة تلوث الأيونات المعدنية من المعايير الخاضعة للرقابة، يُفضّل عادةً استخدام سبيكة 5000 منخفضة النحاس - انظر دليلي 5083 و5052 المرفقين أدناه. أما عندما يكون السطح مُلامسًا للغلاف الجوي، أو خارج مسار عملية التصنيع،محتوى النحاس في سبيكة 6061 عادةًلا يُعدّ هذا الأمر مشكلة. إنه سؤال يتعلق بتعرض السطح، ويتم الإجابة عليه جزءًا جزءًا وليس سبيكة سبيكة.

4. اللحام، والقوة التي تحصل عليها فعلياً

يُلحم الألمنيوم 6061 جيدًا باستخدام لحام TIG أو MIG مع حشو من الألمنيوم 4043 أو 5356. تفقد المنطقة المتأثرة بالحرارة معظم صلابتها بالترسيب، وتتصرف تقريبًا مثل مادة T4، أي بفقدان في القوة يبلغ حوالي 40%. ما لم تتم إعادة معالجة التجميع بالحرارة والتقادم (وهو أمر نادرًا ما يكون عمليًا في جسم غرفة احتراق كبيرة)، فإن سماحية التصميم بعد اللحام الموصى بها في دليل تصميم الألمنيوم هي 165 ميجا باسكال (24 كيلوباسكال) بجوار اللحام، وليس 240 ميجا باسكال.

لذا، يُنصح باستخدام سبيكة 6061 كاملة القوة في الأجزاء المُصنّعة آليًا من التجميع، ويجب أن تُصمّم نقاط اللحام وفقًا لقوة تحمل 165 ميجا باسكال. في حال تحمّل وصلة ملحومة الحمل الرئيسي، يُنصح بدراسة إمكانية استبدالها بوصلة مثبتة بمسامير، أو مُحكمة الإغلاق بحلقات دائرية، أو ملحومة بشعاع إلكتروني.

أين يُستخدم سبيكة 6061-T6 في معدات أشباه الموصلات

أجسام حجرات التفريغ وأغطيتها وأغطية الأطراف

الصفائح الأساسية، وصفائح التثبيت، وصفائح الأدوات التي تتطلب استواءً وصلابة.

مكونات هيكلية لغرفة التحميل وغرفة النقل

مشعبات توصيل الغاز، وكتل الصمامات، وهياكل تثبيت MFC

إطارات الغرف، والأقواس، وأعمال الهياكل الفرعية

ألواح الدعم وأجهزة الأقطاب الكهربائية غير المعرضة للعملية

مكونات حجرة التفريغ العالي للغاية، حيث يتم تحديد المادة الخام (غير المؤكسدة).

احصل على عرض سعر

أرسل الرسم أو النموذج ثلاثي الأبعاد، ونوع السبيكة ودرجة صلابتها، وسُمك الصفيحة التي ترغب بها. توفر مجموعة مياندي للمعادن سبائك 6061-T6 وT651 من مخزونها، وتقدم عرض سعر يشمل عملية التشغيل الأولي الخشن كبند منفصل.