نحاس C110 (TU0)
مقدمة عن النحاس C110 (TU0)
النحاس C110 (TU0) هو سبيكة نحاس عالية النقاء، تُعرف عادةً باسم نحاس ETP (Electrolytic Tough Pitch)، بدرجة نقاء تبلغ 99.9% أو أعلى. تشتهر هذه السبيكة بموصليتها الكهربائية الممتازة، وموصليتها الحرارية الفائقة، ومقاومتها الجيدة للتآكل. وتشير تسمية TU0 إلى أن المادة في حالتها «غير المُجهَدة» (Unstrained)، ما يجعلها مثالية لمجموعة واسعة من التطبيقات التي تتطلب نحاسًا موصلًا عالي الجودة.
يُستخدم النحاس C110 (TU0) على نطاق واسع في تصنيع المكونات الكهربائية مثل الأسلاك وقضبان التوزيع (Busbars) والموصلات وأجزاء أخرى تتطلب موصلية عالية وأداءً موثوقًا. وهو مفضّل بشكل خاص للتطبيقات التي تتطلب نقلًا فعالًا للحرارة وتوصيلًا للتيار الكهربائي، مما يجعله خيارًا ممتازًا لتوزيع الطاقة والاتصالات وصناعات الإلكترونيات. وبفضل خصائصه المرغوبة، غالبًا ما يتم اختيار النحاس C110 (TU0) لمشروعات خدمة التصنيع باستخدام ماكينات CNC ويُستخدم في إنتاج أجزاء النحاس المُشغَّلة بماكينات CNC لمختلف التطبيقات.
الخصائص الكيميائية والفيزيائية والميكانيكية للنحاس C110 (TU0)
التركيب الكيميائي (نموذجي)
العنصر | نطاق التركيب (٪ وزناً) | الدور الرئيسي |
|---|---|---|
النحاس (Cu) | ≥99.9 | يوفر موصلية كهربائية وحرارية عالية |
الأكسجين (O) | 0.02–0.05 | يساهم في تكوين طبقة أكسيد النحاس لتحسين مقاومة التآكل |
عناصر أخرى | ≤0.05 | عناصر متبقية بتأثير محدود على الخصائص |
الخصائص الفيزيائية
الخاصية | القيمة (نموذجية) | معيار/شرط الاختبار |
|---|---|---|
الكثافة | 8.96 g/cm³ | ASTM B311 |
نقطة الانصهار | 1083°C | ASTM E29 |
الموصلية الحرارية | 398 W/m·K عند 20°C | ASTM E1952 |
الموصلية الكهربائية | 100% IACS عند 20°C | ASTM B193 |
معامل التمدد | 16.5 µm/m·°C | ASTM E228 |
السعة الحرارية النوعية | 385 J/kg·K | ASTM E1269 |
معامل المرونة | 110 GPa | ASTM E111 |
الخصائص الميكانيكية (حالة مُلدَّنة/مُخمَّرة Annealed)
الخاصية | القيمة (نموذجية) | معيار الاختبار |
|---|---|---|
مقاومة الشد | 210–300 MPa | ASTM E8/E8M – عينات اختبار كاملة المقطع |
مقاومة الخضوع (0.2%) | 160–230 MPa | ASTM E8/E8M – طريقة الإزاحة (Offset) |
الاستطالة | 35–50% | ASTM E8/E8M – طول القياس = 50 mm |
الصلادة | 40–80 HB | ASTM E10 – صلادة برينيل، كرة 10 mm/حمولة 500 kg |
مقاومة الكلال (التعب) | ~200 MPa | ASTM E466 – كلال انحناء دوراني عند 10⁷ دورة |
مقاومة الصدم | متوسطة | ASTM E23 – مسننة (Notched)، درجة حرارة الغرفة |
ملاحظة: هذه القيم نموذجية للنحاس C110 (TU0) المُلدَّن وقد تختلف بناءً على ظروف المعالجة المحددة.
الخصائص الرئيسية للنحاس C110 (TU0)
موصلية كهربائية استثنائية (100% IACS)
يوفر النحاس C110 (TU0) أعلى موصلية كهربائية، مما يجعله مثاليًا لتوزيع الطاقة والمكونات الكهربائية التي تتطلب مقاومة منخفضة وكفاءة عالية.
موصلية حرارية عالية (398 W/m·K)
بفضل موصليته الحرارية الممتازة، ينقل النحاس C110 (TU0) الحرارة بكفاءة، مما يجعله مناسبًا للمبادلات الحرارية والمكونات التي تتطلب تبريدًا فعالًا أو تبديدًا للحرارة.
مقاومة التآكل
يُظهر النحاس C110 (TU0) مقاومة جيدة للتآكل، خاصةً في البيئات الجوية والصناعية. وتوفر طبقة الأكسيد الطبيعية حماية إضافية، مما يضمن عمرًا طويلًا في مختلف التطبيقات.
قابلية التشغيل والليونة
يتمتع النحاس C110 (TU0) بقابلية تشغيل عالية، مع ليونة ممتازة تتيح تشكيله وسحبه وكبسه بسهولة دون تشقق. وهذا يجعله مثاليًا للتشغيل باستخدام CNC وتصنيع الأجزاء الدقيقة.
غير مغناطيسي وأداء مستقر
باعتباره مادة غير مغناطيسية، يُعد النحاس C110 (TU0) مثاليًا للمكونات الكهربائية الحساسة. كما يحتفظ بقوته وموصليته عند درجات حرارة مرتفعة، مما يعزز استقراره في الظروف القاسية.
تحديات وحلول تشغيل النحاس C110 (TU0) بماكينات CNC
تحديات التشغيل
التصلّب بالتشغيل (Work Hardening)
قد يتصلب النحاس C110 (TU0) أثناء التشغيل، مما يزيد صلابته ويجعله أصعب في التشغيل.
الحل: استخدام أدوات حادة بزوايا ميل موجبة وسرعات قطع منخفضة لمنع التصلّب المفرط. كما يساعد تطبيق سائل تبريد مناسب في تقليل تراكم الحرارة.
تشكّل الرايش (Chip Formation)
ينتج النحاس C110 (TU0) رايشًا طويلًا قد يصبح صعب التحكم، مما قد يتداخل مع عملية التشغيل.
الحل: استخدام قواطع رايش والحفاظ على تدفق ثابت لسائل التبريد لتسهيل إزالة الرايش بكفاءة ومنع تلف الأداة.
تآكل الأدوات
على الرغم من أنه لين نسبيًا مقارنةً بمعادن أخرى، فإن النحاس C110 (TU0) قد يسبب تآكلًا للأداة إذا تم التشغيل بسرعات عالية دون أدوات مناسبة.
الحل: استخدام أدوات كربيد أو فولاذ عالي السرعة مع طلاءات مناسبة (مثل TiAlN) لتقليل التآكل وإطالة عمر الأداة.
استراتيجيات تشغيل مُحسّنة
اختيار الأدوات
المعلمة | التوصية | السبب |
|---|---|---|
مادة الأداة | أدوات كربيد مطلية بـ TiAlN | يقلل التآكل ويطيل عمر الأداة في المواد الصعبة |
الهندسة | ميل موجب، حواف حادة | يحسن تدفق الرايش ويمنع تراكم المادة |
سرعة القطع | 250–350 m/min | يمنع التسخين المفرط ويعزز إطالة عمر الأداة |
معدل التغذية | 0.10–0.20 mm/rev | يضمن قطعًا سلسًا ويمنع تشوه المادة |
سائل التبريد | تبريد غزير (Flood) أو نفخ هواء | يقلل تراكم الحرارة ويساعد في إزالة الرايش |
معلمات القطع للنحاس C110 (متوافقة مع ISO 513)
العملية | السرعة (m/min) | التغذية (mm/rev) | عمق القطع (mm) | ضغط سائل التبريد (bar) |
|---|---|---|---|---|
تشغيل خشن (Roughing) | 200–300 | 0.15–0.25 | 2.0–4.0 | 25–40 (تبريد غزير Flood) |
تشغيل نهائي (Finishing) | 300–350 | 0.05–0.10 | 0.5–1.0 | 30–50 (تبريد غزير Flood) |
خدمات التشغيل النموذجية للنحاس C110 (TU0)
يُعد النحاس C110 (TU0) مثاليًا لمختلف عمليات التشغيل باستخدام CNC التي تتطلب دقة عالية وموصلية ممتازة. فيما يلي خدمات التشغيل النموذجية:
عملية التشغيل | الملاءمة للنحاس C110 (TU0) |
|---|---|
مثالي لإنتاج الموصلات الكهربائية وقضبان التوزيع والأجزاء المعقدة ذات متطلبات الموصلية العالية | |
مناسب لتشغيل الأسطح المستوية والجيوب والأشكال المعقدة التي تتطلب تفاصيل دقيقة | |
ممتاز لإنتاج الأجزاء الأسطوانية مثل القضبان والأنابيب والموصلات | |
مثالي لإنشاء ثقوب دقيقة مع الحد من تكوّن الزوائد (Burr) | |
مثالي لتوسيع الثقوب مع تفاوتات ضيقة وتشطيب سطح ناعم | |
يحقق تشطيبات سطحية فائقة على الأجزاء ذات الدقة العالية للأبعاد | |
يمكّن تشغيل الأجزاء المعقدة متعددة الميزات في تثبيتة واحدة، مما يضمن دقة أعلى | |
يوفر تفاوتات شديدة الضيق للمكونات الحرجة المستخدمة في الأنظمة عالية الأداء | |
مثالي للأجزاء المعقدة ذات التفاصيل الدقيقة التي يصعب تشغيلها بالطرق التقليدية |
المعالجة السطحية لأجزاء النحاس C110 المُشغَّلة بـ CNC
الطلاء الكهربائي: يعزز مقاومة التآكل والحماية من التآكل عبر تطبيق طبقة رقيقة من معادن مثل النيكل أو الفضة أو الذهب.
التلميع: يحقق تشطيبًا أملسًا وعاكسًا يعزز المظهر والوظيفة في المكونات الكهربائية.
التفريش: ينتج تشطيبًا مطفيًا يقلل وهج السطح مع الحفاظ على جودة عالية للمكونات الظاهرة.
طلاء PVD: يوفر مقاومة فائقة للتآكل والاهتراء وتشطيبًا لونيًا جذابًا للأجزاء الجمالية.
التخميل: يعزز مقاومة التآكل عبر إزالة الشوائب من السطح.
الطلاء بالمسحوق: يوفر حماية متينة ضد الاهتراء والعوامل البيئية للأجزاء المعرضة لظروف قاسية.
طلاء التيفلون: مثالي للأجزاء التي تتطلب مقاومة كيميائية وأس surfaces منخفضة الاحتكاك.
الطلاء بالكروم: يضيف متانة ويحسن مقاومة الاهتراء ويوفر تشطيبًا لامعًا ومقاومًا للتآكل.
التطبيقات الصناعية للنحاس C110 (TU0)
الكهرباء وتوزيع الطاقة: يُستخدم النحاس C110 (TU0) في الموصلات ونقاط التلامس الكهربائية وقضبان التوزيع عالية الأداء حيث تُعد القوة والموصلية الكهربائية عاملين حاسمين.
الفضاء والدفاع: مثالي للمكونات عالية الإجهاد مثل الموصلات ومعدات الهبوط والمحركات/المشغلات (Actuators) في تطبيقات الطيران والفضاء.
السيارات: يُستخدم للموصلات الكهربائية عالية الأداء وأطراف التوصيل ومكونات أخرى في المركبات الكهربائية والهجينة.
المنتجات الاستهلاكية: مكونات دقيقة مثل مشتتات الحرارة والموصلات والنوابض للإلكترونيات الاستهلاكية التي تتطلب موصلية عالية وموثوقية.
استكشف المدونات ذات الصلة
