نحاس أصفر C220
مقدمة عن النحاس الأصفر C220
النحاس الأصفر C220، أو نحاس الخراطيش (Cartridge Brass)، هو سبيكة نحاس-زنك تحتوي على 70% من النحاس ونحو 30% من الزنك. تحظى هذه السبيكة بتقدير كبير بفضل قابليتها الممتازة للتشكيل ومقاومتها للتآكل وتكلفتها المنخفضة نسبيًا مقارنةً بسبائك النحاس الأصفر الأخرى. يُستخدم النحاس الأصفر C220 بشكل شائع في خدمات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي (CNC) بسبب قابليته الجيدة للتشغيل، مما يجعله مثاليًا لإنتاج الأشكال المعقدة والأجزاء ذات السماحات الضيقة. وهو مُفضّل بشكل خاص للتطبيقات في الصناعات التي تتطلب مطيلية عالية وقوة متوسطة.
وبفضل هذا المزيج الملائم من الخصائص، يُستخدم النحاس الأصفر C220 على نطاق واسع في قطاعات متعددة، بما في ذلك السباكة والكهرباء والتطبيقات الزخرفية. تُستخدم أجزاء النحاس الأصفر C220 المُشغَّلة باستخدام CNC لصناعة مكوّنات مثل وصلات السباكة والموصلات الكهربائية ومعدات/قطع العتاد الصناعية.
الخصائص الكيميائية والفيزيائية والميكانيكية للنحاس الأصفر C220
التركيب الكيميائي (نموذجي)
العنصر | نطاق التركيب (٪ وزناً) | الدور الرئيسي |
|---|---|---|
النحاس (Cu) | 60.0–70.0% | يوفّر القوة ومقاومة التآكل والموصلية الكهربائية |
الزنك (Zn) | 30.0–40.0% | يعزز القوة واللدونة وقابلية التشغيل |
الحديد (Fe) | ≤0.1% | عنصر متبقٍ يؤثر بشكل طفيف على الخصائص |
الرصاص (Pb) | ≤0.1% | يحسن قابلية التشغيل والتشحيم |
الخصائص الفيزيائية
الخاصية | القيمة (نموذجية) | معيار/شرط الاختبار |
|---|---|---|
الكثافة | 8.4 g/cm³ | ASTM B311 |
نقطة الانصهار | 900–950°C | ASTM E29 |
الموصلية الحرارية | 120 W/m·K عند 20°C | ASTM E1952 |
الموصلية الكهربائية | 20–30% IACS عند 20°C | ASTM B193 |
معامل التمدد | 19 µm/m·°C | ASTM E228 |
السعة الحرارية النوعية | 380 J/kg·K | ASTM E1269 |
معامل المرونة | 105 GPa | ASTM E111 |
الخصائص الميكانيكية (حالة مُلَدَّنة/مُخمَّرة)
الخاصية | القيمة (نموذجية) | معيار الاختبار |
|---|---|---|
مقاومة الشد | 310–460 MPa | ASTM E8/E8M |
مقاومة الخضوع (0.2%) | 220–370 MPa | ASTM E8/E8M |
الاستطالة | 30–40% | ASTM E8/E8M |
الصلادة | 60–90 HB | ASTM E10 |
مقاومة التعب | ~200 MPa | ASTM E466 |
مقاومة الصدمات | جيدة | ASTM E23 |
ملاحظة: هذه القيم نموذجية للنحاس الأصفر C220 في الحالة المُلدَّنة، وقد تختلف حسب ظروف المعالجة المحددة.
الخصائص الرئيسية للنحاس الأصفر C220
لدونة ممتازة
يُعرف النحاس الأصفر C220 بارتفاع لدونته، مما يتيح تشكيله بسهولة إلى مجموعة واسعة من الأشكال. وهو مناسب بشكل خاص للتطبيقات التي تتطلب عمليات الثني أو الختم أو السحب.
قوة متوسطة وقابلية تشغيل جيدة
على الرغم من أن النحاس الأصفر C220 يوفر قوة متوسطة، فإن ميزته الأساسية هي سهولة تشغيله، مما يجعله مثاليًا للتشغيل عالي السرعة باستخدام CNC. يمكن قطعه بسرعة مع حد أدنى من تآكل أدوات التشغيل.
مقاومة التآكل
يوفر النحاس الأصفر C220 مقاومة جيدة للتآكل، خاصةً في البيئات التي يشيع فيها التعرض للماء والهواء والمواد الكيميائية الخفيفة. وهذا يجعله خيارًا شائعًا لمكوّنات السباكة والكهرباء.
فعّال من حيث التكلفة
نظرًا لانخفاض تكلفته نسبيًا مقارنةً بسبائك النحاس الأصفر الأخرى، يُعد النحاس الأصفر C220 خيارًا اقتصاديًا للتطبيقات التي تتطلب كميات كبيرة من الأجزاء، مثل وصلات السباكة والموصلات الكهربائية.
جاذبية جمالية
يمتاز النحاس الأصفر C220 بلون ذهبي جذاب، مما يجعله مثاليًا للتطبيقات الزخرفية مثل المجوهرات وقطع الزينة وغيرها من المكوّنات المرئية في المنتجات الاستهلاكية.
تحديات وحلول تشغيل النحاس الأصفر C220 باستخدام CNC
تحديات التشغيل
تكوّن الرايش
قد يُنتج النحاس الأصفر C220 رايشًا طويلًا ومتعرجًا أثناء التشغيل، مما يؤثر على عملية التشغيل والإنتاجية.
الحل: استخدام مكسّرات رايش للتحكم في تكوّن الرايش، وضبط معدلات التغذية، وتطبيق سائل تبريد عالي الضغط لتحسين إزالة الرايش.
تآكل الأدوات
على الرغم من قابليته الممتازة للتشغيل، قد يسبب النحاس الأصفر C220 تآكلًا للأدوات خلال عمليات التشغيل الممتدة بسبب محتواه من الزنك.
الحل: استخدام أدوات كربيد عالية الأداء، وضبط سرعات القطع، وضمان تشحيم مناسب لإطالة عمر الأداة.
تشطيب السطح
قد يكون تحقيق تشطيب سطحي دقيق تحديًا عند تشغيل النحاس الأصفر C220، خاصةً خلال عمليات التشغيل عالية السرعة.
الحل: استخدام أدوات حادة وضبط معلمات القطع لتحقيق تشطيب ناعم، مع تطبيق تبريد خفيف لتقليل الاحتكاك.
التصلّب بالعمل
قد يتصلّب النحاس الأصفر C220 بالعمل إذا تم تطبيق قوة قطع أو سرعة مفرطة أثناء التشغيل، مما يجعل العمليات اللاحقة أكثر صعوبة.
الحل: استخدام سرعات قطع معتدلة، وضمان أدوات قطع حادة، وتطبيق تقنيات تبريد مناسبة لمنع التصلّب بالعمل.
استراتيجيات تشغيل مُحسّنة
اختيار الأداة
المعلمة | التوصية | المبرر |
|---|---|---|
مادة الأداة | أدوات كربيد مع إدخالات من فولاذ عالي السرعة | توفر أدوات الكربيد مقاومة ممتازة للتآكل وكفاءة عالية في القطع |
الهندسة | زاوية ميل موجبة، وحواف حادة | تضمن إزالة أفضل للرايش وتشطيبًا سطحيًا أفضل |
سرعة القطع | 200–300 م/دقيقة | تساعد على تقليل تآكل الأداة وتمنع تراكم الحرارة المفرط |
معدل التغذية | 0.10–0.15 مم/دورة | يضمن قطعًا سلسًا ويمنع تشوّه المادة |
سائل التبريد | تبريد غمري (Flood) أو نفخ هواء | يقلل الحرارة ويحسن تشطيب السطح |
معلمات قطع النحاس الأصفر C220 (متوافقة مع ISO 513)
العملية | السرعة (م/دقيقة) | التغذية (مم/دورة) | عمق القطع (مم) | ضغط سائل التبريد (بار) |
|---|---|---|---|---|
التخشين | 200–250 | 0.20–0.30 | 2.0–3.5 | 25–35 |
التشطيب | 250–350 | 0.05–0.10 | 0.5–1.0 | 30–50 |
طرق التشغيل الشائعة للنحاس الأصفر C220
عملية التشغيل | الوظيفة والفائدة للنحاس الأصفر C220 |
|---|---|
تشغيل دقيق للأجزاء ذات الأشكال المعقدة والسماحات الدقيقة. | |
مثالي لإنتاج الشقوق والأخاديد والأشكال المعقدة للوَصلات والصمامات. | |
تُستخدم لخراطة الأجزاء الأسطوانية مثل البطانات والموصلات والمكوّنات الميكانيكية. | |
مثالي لإنشاء ثقوب للمثبتات والوَصلات والمكوّنات الدقيقة. | |
مثالي للتشغيل الداخلي لأجزاء مثل المحامل والبطانات. | |
يوفّر تشطيبات ناعمة للمكوّنات المعرضة للاهتراء مثل التروس والأعمدة. | |
مثالي لإنتاج أجزاء معقدة متعددة الميزات لتطبيقات السيارات والطيران. | |
يوفّر مكوّنات عالية الدقة للأنظمة الميكانيكية والكهربائية التي تتطلب سماحات ضيقة. | |
مفيد لإنشاء ميزات معقدة وتفاصيل دقيقة في الأجزاء الصناعية وأجزاء السيارات. |
المعالجة السطحية لأجزاء النحاس الأصفر C220 المُشغَّلة باستخدام CNC
الطلاء الكهربائي: يعزز متانة مكوّنات النحاس الأصفر، وهو مثالي للموصلات الكهربائية.
التلميع: يحقق تشطيبًا ناعمًا وعاكسًا للأجزاء الزخرفية والوظيفية.
التفريش: ينشئ تشطيبًا مطفّيًا، ويعزز مقاومة التآكل للتطبيقات الصناعية.
طلاء PVD: يضيف طبقة متينة لزيادة مقاومة الاهتراء في التطبيقات عالية الإجهاد.
التخميل: يزيد مقاومة التآكل، خاصةً للأجزاء المعرضة للمواد الكيميائية أو الرطوبة.
الطلاء بالمسحوق: يوفر تشطيبًا واقيًا سميكًا للأجزاء الخارجية والزخرفية.
طلاء التيفلون: يضيف طبقة غير لاصقة ومقاومة للمواد الكيميائية، وهو مثالي للتطبيقات الميكانيكية عالية الأداء.
الطلاء بالكروم: يضيف طبقة لامعة مقاومة للتآكل للحصول على أجزاء متينة وجذابة بصريًا.
تطبيقات النحاس الأصفر C220 في الصناعات
صناعة الطيران والفضاء: مثالي لصناعة مكوّنات دقيقة مثل المثبتات والبطانات والموصلات المستخدمة في أنظمة الطيران والفضاء.
الكهرباء والطاقة: يُستخدم لإنتاج الموصلات الكهربائية ومعدات المفاتيح ومكوّنات أخرى معرضة للإجهادات الميكانيكية.
صناعة السيارات: مناسب لمكوّنات مثل التروس والبطانات والموصلات المستخدمة في تطبيقات السيارات عالية الأداء.
استكشف المدونات ذات الصلة
