تعتبر عملية تشكيل المعادن من أهم العمليات الأساسية التي تهدف إلى تحويل المعادن إلى أشكال مختلفة حسب الاحتياجات المطلوبة. وتتضمن هذه العملية أيضًا العديد من التقنيات، حيث يتم استخدام العمليات في العديد من الصناعات. يمكنك التعرف أكثر على مجموعة من المعلومات حول تكوين المعادن من خلال البحث عن تكوين المعادن والصخور وتآكلها.
جدول المحتويات
عنصر
- مقدمة للبحث.
- تشكيل المعدن.
- الخصائص العامة لعمليات تشكيل المعادن.
- أنواع عمليات التشكيل على البارد.
- إيجابيات وسلبيات التشكيل البارد.
- خصائص التشكيل البارد.
- طرق تشكيل المعادن .
- تآكل الصخور.
- أنواع الحجارة.
- خاتمة البحث.
تعرف على المزيد حول: تسمى الصخور المنصهرة الموجودة تحت الأرض بالصخور النارية
مقدمة للبحث في تكوين المعادن والصخور
إن عمليات التمعدن وتآكل الصخور هي عمليات فيزيائية تتأثر بمجموعة من العوامل المختلفة التي قد تختلف بين التمعدن وتآكل الصخور.
تشكيل المعدن
يعتبر الفولاذ من أهم ركائز الصناعة والحضارة. لذلك، من الضروري معرفة كيفية صنع الفولاذ، مما يسمح لك بإتمام العمليات الصناعية المختلفة.
وبالتالي يتم إنتاج الفولاذ بأشكال وأنواع مختلفة حسب نوع المصنع الذي ينتجه، وهناك ثلاثة أنواع من المصانع المختلفة، بما في ذلك المطحنة المتكاملة / المسابك الصغيرة / التشغيل النهائي.
أولاً: المختبر المتكامل
يعتمد المصنع المتكامل لإنتاج الصلب على عمليتين أساسيتين: عملية تحضير الفحم / عملية تنقية الحديد، حيث يتم أكسدة الغاز الطبيعي باستخدام العامل الحفاز لهذا التفاعل:
2CH4 + O22CO + 4H2
ومن ثم تكتمل عملية التفاعلات الكيميائية التي تنتج الفولاذ، ومن ثم ننتقل من العملية الأولى إلى الثانية وهي العمليات النهائية.
ثانياً: العمليات النهائية
في هذه المرحلة تشير عمليات الدرفلة/الصب/إعادة التسخين إلى؛ لتحويل الفولاذ من الفولاذ المنصهر إلى عدة منتجات بأشكال قابلة للمعالجة والمعالجة والنقل مثل:
- يضخ.
- اسطوانات (قضبان).
- لوحات.
- الحزم الهيكلية.
- مفارش السرير.
| يمكنك تنزيل ورقة بحثية عن تشكيل المعادن بصيغة PDF من هنا |
الخصائص العامة لعمليات تشكيل المعادن
- يجب أن يكون المعدن المخفض ضئيلاً أو غير موجود.
- وبدون إزالة كميات كبيرة من المعدن، يمكن تشكيله بالشكل المطلوب.
- يتمتع المعدن بالقدرة على التدفق بشكل بلاستيكي في الحالة الصلبة، ويمكنك الحصول على أقصى استفادة من المعدن في هذه الحالة.
- يجب استخدام طاقة عالية وقوى كبيرة.
- الآلات والأدوات المستخدمة في القولبة غالية الثمن إلى حدٍ ما؛ ولذلك يجب أن تكون عملية الإنتاج متناسبة مع العملية الاقتصادية، حتى يصبح حجم الإنتاج كبيراً.
تعرف على المزيد عن: تتشكل الصخور المتحولة نتيجة للحرارة الشديدة والضغط العالي
أنواع عمليات التشكيل
يمكننا استخدام عدة تقنيات؛ لضمان جودة ودقة الأشكال المعدنية المنتجة فإن العمليات الرئيسية المستخدمة في التشكيل هي:
- تشكيل بارد.
- تشكيل ساخن.
- تشكيل ساخن.
طرق تشكيل المعادن
- الصب: بهذه الطريقة يمكن صب المعادن في قوالب خاصة لإعطائها الشكل المطلوب.
- الصياغة: يمكن وضعها بين قرصين أحدهما متحرك والآخر ثابت. يمكن أيضًا ضغط المعدن في الشكل المخصص. للحصول على الشكل المطلوب.
- الرسم: في هذه الطريقة يمكن سحب المعدن من خلال ثقب ذي أبعاد معينة؛ هذا لصنع السلاسل والأسلاك.
- البثق: في هذه الطريقة يتم تمرير المعدن الساخن من خلال قالب ذو شكل معين باستخدام جهاز ضغط كلوريد الهيدروجين ويستخدم عادة لصنع القضبان والأنابيب.
- اللف: في هذه الطريقة يمكن تمرير المعدن عبر عدد معين من البكرات مما يؤدي إلى تقليل سمكه وزيادة طوله.
- الختم: يمكن استخدامه لعمل أشكال مجوفة، وهو ما يمكن أن نسميه التثقيب، وكل ذلك يعتمد على الضغط.
- الانحناء: يمكن استخدام هذه الطريقة لصنع الأجسام المنحنية، ويمكن استخدامها من خلال تعريض الصفائح المعدنية لقوة ضغط، وذلك لأن لها زوايا، وهذا جدير بالذكر.
عمليات التشكيل على البارد
ويمكنك استخدام ملف البحث عن تكوين وتآكل المعادن والصخور PDF للتعرف على العديد من مميزات هذه العملية وهي:
- يمكن إجراء عملية التشكيل على البارد في درجة حرارة الغرفة العادية.
- إعادة التصنيع قد لا تنجح
- لتحسين الليونة، يمكن استخدام درجات حرارة عالية.
على الرغم من أن عمليات التشكيل على البارد تعتبر من أهم العمليات المستخدمة في تشكيل المعادن إلا أنها كأي عملية أخرى لها مميزاتها وعيوبها.
مميزات التشكيل على البارد
- يتطلب القليل جدًا من التدفئة أو لا يتطلب أي تدفئة.
- تشطيب جيد لسطح المنتج.
- ومن الممكن أيضًا الحصول على دقة أبعاد جيدة تلغي الحاجة إلى عدد كبير من العمليات الإضافية.
- من الممكن أيضًا تحسين قوة الشد/التعب/التآكل. تجدر الإشارة إلى أن تصلب الإجهاد يحسن قوة الخضوع.
عيوب التشكيل البارد
- إنها تتطلب قوة عالية نسبيًا، وتكون قوة خضوع المادة المقولبة أعلى والمرونة أقل. ولذلك، فإن عمليات التشكيل على البارد تتطلب معدات أثقل وقدرة أعلى لاستخدامها في الإنتاج الضخم.
- الضغوط المتبقية ممكنة في المعدن.
- يجب أن تكون الأسطح المعدنية نظيفة وخالية من الأكاسيد، حيث أن وجود الأكاسيد أو الصدأ يمكن أن يسبب تلف القوالب والبكرات.
خصائص التشكيل البارد
تتميز مواد التشكيل على البارد بمجموعة من الخصائص المختلفة التي تساعدك على تحقيق عملية إنتاجية عالية. الخصائص هي:
- من الأفضل أن يتمتع المعدن بقوة إنتاجية منخفضة وليونة عالية ولقص أفضل للمواد الهشة.
- يمكن تقليل Springback باستخدام مواد ذات معامل مرونة عالي وقوة إنتاج منخفضة.
- يجب إزالة الصدأ من على السطح باستخدام الحمام الحمضي (التخليل) (يغمس في الحمض ثم يغسل).
- يمكنك الحصول على أبعاد جيدة للمعدن من خلال توفير سُمك موحد ولمسة نهائية من الساتان؛ ولذلك فإن الصفائح المعدنية قد تحتاج إلى عملية تشكيل بسيطة في حالة عملية التشكيل على البارد، وذلك قبل الدخول في عملية التشكيل الرئيسية.
- إذا كانت عملية التشكيل تنطوي على معدل تشوه كبير، فيمكن زيادة ليونة المعدن قبل عملية التشكيل، عن طريق المعالجة الحرارية التي تسمى التلدين، بحيث تكون عمليات التلدين وسيطة أثناء خطوات التشكيل لزيادة الليونة.
تعتمد الأبحاث المتعلقة بتكوين المعادن والصخور وتآكلها عادة على مجموعة من المعايير الأساسية التي تعبر عن تكوين المعادن، لأنه يمكن التعامل مع جزء واحد دون الآخر، حيث أن العمليات تحدث بشكل منفصل سواء كانت باردة أو ساخنة أو ساخنة عمليات التشكيل.
تعرف على المزيد عن: نوع الصخور الناتجة عن الانفجارات البركانية
تآكل الصخور
يتكون البحث في تكوين المعادن وتآكلها من جزأين، يتناول الأول عمليات التكوين ويتناول الثاني تآكل الصخور.
تعتبر عملية التعرية الصخرية من أهم العمليات البيئية التي يتم من خلالها إعادة تدوير الصخور عبر ملايين السنين، ويمكن تقسيم الصخور إلى ثلاثة أنواع: رسوبية/نارية/متحولة.
وفيما يتعلق بعمليتي التعرية والتجوية فهما عمليتان تعملان على تفتيت الصخور إلى أجزاء أصغر، بحيث تنتقل هذه الجزيئات الصخرية عن طريق الأنهار والبحار ثم تترسب في أماكن أخرى، مما يؤدي إلى تراكم الطبقات الرسوبية مع مرور الوقت، وهو ما يبدأ عملية التآكل. تصنيع الصخور الرسوبية .
أنواع الحجارة
تم تقسيم الصخور إلى ثلاثة أنواع مختلفة في الوصف والأمثلة:
أولاً: الصخور الرسوبية
هي صخور تكونت على مر السنين، ومن الأمثلة عليها الحجر الجيري / الحجر الرملي / الطباشير / الصخر الزيتي.
ثانياً : الصخور النارية
تتكون الصخور النارية من صخور بركانية تتشكل نتيجة ارتفاع درجة الحرارة داخل الأرض، ومن أمثلة هذه الصخور البازلت/الجرانيت.
ثالثاً: الصخور المتحولة
تم اكتشاف هذه الحجارة نتيجة لدرجات متفاوتة من الضغط ودرجة الحرارة على مدى فترات طويلة من الزمن، ومن أمثلة ذلك الرخام/المملوء/الكوارتز.
خاتمة البحث
يعد تراكم المواد المعدنية في الصخور والتربة من أهم العمليات التي تمر بها البيئة. ومن خلال هذه العمليات يمكن التعرف على النوع الجيولوجي للتربة والصخور / التركيب الكيميائي للتربة والصخور / النشاط البيولوجي / عوامل النشاط الجوي.
أما بالنسبة لتكوين المعادن فإنه يمكن أن يتأثر بمجموعة واسعة من المعايير المختلفة التي تم ذكرها في البحث، يمكنك مراجعتها.
على الرغم من أن عمليتي تكوين المعادن وتآكل الصخور عادة ما تسيران معًا، إلا أن عملية تكوين المعادن من أهم العمليات التي يقوم بها الإنسان، بينما يعد تآكل الصخور من أهم العمليات الطبيعية التي لا يشارك فيها الإنسان.