التصليد بالكريات (Shot Peening) معالجة سطحية تُرطم فيها جزيئات كروية صغيرة بسطح معدني بطريقة مضبوطة. ويشبه في مظهره السفع، لكن غرضه الأساسي ليس تنظيف السطح بل تحسين سلوك المادة تجاه الكلال. نجيب في هذا المقال عن الأسئلة: ما هو التصليد بالكريات، وكيف يعمل، وأين يُستخدم، وكيف تُراقب العملية.
كيف يعمل التصليد بالكريات؟
كل صدمة تُحدث تشوهًا لدنًا صغيرًا على السطح. وبعد آلاف الصدمات تتكوّن تحت السطح طبقة من إجهادات الضغط المتبقية. ولأن شقوق الكلال تبدأ عادة من السطح تحت إجهاد الشد، تساعد هذه الطبقة على تأخير نشوء الشقوق وانتشارها. للمعلومات العامة راجع مقالة ويكيبيديا عن shot peening (بالإنجليزية).
الفرق بين التصليد بالكريات والسفع
| المعيار | السفع | التصليد بالكريات |
|---|---|---|
| الغرض الأساسي | التنظيف وتحضير السطح | إجهاد ضغط ومقاومة الكلال |
| الجزيء | زاوي أو كروي | كروي ومتجانس |
| المراقبة | النظافة والخشونة | الشدة والتغطية وجودة الوسيط |
| النتيجة | سطح نظيف وخشن | طبقة ضغط تحت السطح |
أين يُستخدم؟
- النوابض والتروس
- أعمدة السيارات وعناصر نقل الحركة
- بعض القطع المعدنية في الطيران
- مكونات الآلات العاملة تحت أحمال دورية
- مناطق تركّز الإجهاد مثل اللحامات
المشترك بين هذه القطع أنها تعمل تحت أحمال متكررة، ويهدف التصليد إلى تأخير الشقوق التي قد تبدأ على السطح بسببها.
ما الوسائط المستخدمة؟
يعتمد الاختيار على سبيكة القطعة والمواصفات. يُستخدم السلك المقطوع المُكيَّف في التصليد بفضل شكله المستدير. كما تُعد كريات الفولاذ والكريات الزجاجية خيارات حسب التطبيق. وللمواد التي يُمنع فيها التلوث بالحديد قد تُفضَّل وسائط غير معدنية أو من الفولاذ المقاوم للصدأ.
| الوسيط | الاستخدام النموذجي |
|---|---|
| السلك المقطوع المُكيَّف | تصليد متجانس طويل العمر للنوابض والتروس والأعمدة |
| كريات الفولاذ | التصليد العام والتنظيف |
| الكريات الزجاجية | تصليد خفيف للقطع التي يُمنع فيها الحديد |
لمعلومات تفصيلية عن أنواع السلك المقطوع راجع مقال ما هو السلك المقطوع.
كيف تُراقب العملية؟
شريحة ألمن: تُعالج شريحة قياسية في الظروف نفسها ويُقاس انحناؤها لتقييم شدة التصليد.
التغطية: تبيّن نسبة السطح المغطاة بآثار الصدم. فالتغطية الناقصة تقلل الفائدة، والمعالجة الزائدة قد تضر السطح.
جودة الوسيط: الكريات المكسورة أو المشوهة قد تضر السطح، لذا يجب غربلتها وتعويضها.
ما المعايير المحددة في المواصفات؟
تتضمن مواصفات التصليد بالكريات عادة:
- نوع الوسيط وحجمه: سلك مقطوع أو كريات أو كريات زجاجية، ونطاق القطر والصلادة
- الشدة: نوع شريحة ألمن والقيمة المستهدفة
- التغطية: نسبة السطح المراد معالجتها
- الحجب: كيفية حماية الأسطح التي لا يجب تصليدها
- الفحص: تكرار القياس وطريقة التسجيل
يحدد مصمم القطعة هذه القيم، ودورنا كمورّد للوسائط هو توفير الوسيط المطلوب بالحجم والصلادة الصحيحين.
أخطاء شائعة في التصليد بالكريات
- العمل بوسيط مكسور: القطع الحادة المكسورة قد تُحدث حزوزًا على السطح.
- عدم فحص التغطية: المناطق غير المعالجة قد تصبح نقاط بداية للشقوق.
- عدم التحقق من الشدة: تغيير الإعدادات دون قياس ألمن يجعل النتيجة غير متوقعة.
- اختيار وسيط خاطئ: الوسيط غير الملائم للسبيكة قد يسبب تلوثًا بالحديد أو تأثيرًا غير مرغوب.
الأسئلة الشائعة
هل التصليد بالكريات والسفع بالكريات الشيء نفسه؟
لا. يهدف السفع بالكريات إلى تنظيف السطح، أما التصليد فيهدف إلى رفع مقاومة الكلال بإحداث إجهادات ضغط تحت السطح عبر صدمات مضبوطة.
على أي قطع يُطبق التصليد؟
النوابض والتروس والأعمدة وقطع الآلات العاملة تحت أحمال متكررة هي التطبيقات الرئيسية. وفي القطع الحرجة يجب أن تتوافق العملية مع الرسم والمواصفات.
ما فائدة شريحة ألمن؟
هي قطعة اختبار قياسية لقياس شدة التصليد، ويبيّن انحناؤها ما إذا نُفذت العملية بالشدة المطلوبة.
ملاحظة
في القطع الحرجة يجب أن تنفذ العملية وتتحقق منها منشآت مؤهلة وفق الرسم والمواصفات المعنية. للاستفسار عن خيارات الوسائط راسلنا عبر نموذج طلب عرض السعر.
