نحاس C120 (نحاس Tough Pitch كهربوليتي)
مقدمة عن النحاس C120 (نحاس ETP المُنتَج بالتحليل الكهربائي – Electrolytic Tough Pitch)
النحاس C120، المعروف أيضًا باسم نحاس ETP (Electrolytic Tough Pitch Copper)، يُعد من أكثر سبائك النحاس استخدامًا في التطبيقات الصناعية. يشتهر بموصلية كهربائية ممتازة تصل إلى 100% IACS، مما يجعله مناسبًا جدًا للمكوّنات الكهربائية والإلكترونية. يتم إنتاج هذا النحاس عبر عملية التحليل الكهربائي التي ترفع نقاءه، فتمنحه موصلية فائقة مع قوة ميكانيكية جيدة نسبيًا. ويُستخدم النحاس C120 كثيرًا ضمن خدمات التشغيل باستخدام CNC لتصنيع مكوّنات عالية الأداء لقطاعات الكهرباء والاتصالات وتوزيع الطاقة.
تجعل الموصلية العالية وسهولة التصنيع من النحاس C120 خيارًا مثاليًا للتطبيقات التي تتطلب دقة واعتمادية. تُستخدم أجزاء النحاس C120 المشغَّلة بتقنية CNC في الكابلات وقضبان التوصيل (Busbars) والموصلات وغيرها من المكوّنات التي تتطلب كفاءة كهربائية عالية ومتانة تشغيلية.
الخصائص الكيميائية والفيزيائية والميكانيكية للنحاس C120 (نحاس ETP)
التركيب الكيميائي (نموذجي)
العنصر | نطاق التركيب (٪ بالوزن) | الدور الرئيسي |
|---|---|---|
النحاس (Cu) | ≥99.90% | يوفر موصلية كهربائية عالية |
الأكسجين (O) | ≤0.02% | عنصر أثري، يعزز الموصلية |
عناصر أخرى | ≤0.10% | عناصر متبقية ذات تأثير محدود على الخصائص |
الخصائص الفيزيائية
الخاصية | القيمة (نموذجية) | معيار/شرط الاختبار |
|---|---|---|
الكثافة | 8.92 جم/سم³ | ASTM B311 |
نقطة الانصهار | 1,083°م | ASTM E29 |
الموصلية الحرارية | 398 واط/م·ك عند 20°م | ASTM E1952 |
الموصلية الكهربائية | 100% IACS عند 20°م | ASTM B193 |
معامل التمدد | 16.8 ميكرومتر/م·°م | ASTM E228 |
السعة الحرارية النوعية | 380 جول/كجم·ك | ASTM E1269 |
معامل المرونة | 120 جيجا باسكال | ASTM E111 |
الخصائص الميكانيكية (حالة التخمير)
الخاصية | القيمة (نموذجية) | معيار الاختبار |
|---|---|---|
مقاومة الشد | 210–290 ميجا باسكال | ASTM E8/E8M |
حد الخضوع (0.2%) | 150–250 ميجا باسكال | ASTM E8/E8M |
الاستطالة | 25–40% | ASTM E8/E8M |
الصلادة | 40–60 HB | ASTM E10 |
مقاومة الكلل | ~150 ميجا باسكال | ASTM E466 |
مقاومة الصدمات | جيدة | ASTM E23 |
ملاحظة: هذه القيم نموذجية للنحاس C120 في حالة التخمير وقد تختلف حسب ظروف المعالجة المحددة.
الخصائص الرئيسية للنحاس C120 (نحاس ETP)
موصلية كهربائية ممتازة
يوفر النحاس C120 موصلية كهربائية بنسبة 100% IACS، وهو أفضل من كثير من سبائك النحاس الأخرى، مما يجعله مثاليًا للمكوّنات الكهربائية.
ليونة وقابلية تشكيل عالية
يتميز النحاس C120 بقابلية تشكيل جيدة، ويمكن تشكيله بسهولة إلى أشكال معقدة دون التأثير على الاعتمادية، وهو مفيد في التطبيقات الدقيقة.
نقاء مرتفع لأداء موثوق
تضمن عملية التحليل الكهربائي نقاءً عاليًا جدًا، ما يعزز الأداء مقارنةً بمواد ذات نقاء أقل.
قوة متوسطة مع متانة عالية
يوفر النحاس C120 مقاومة شد متوسطة، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب مرونة ومتانة أكثر من الحاجة إلى صلادة عالية.
خيار اقتصادي للتطبيقات الكهربائية
يُعد النحاس C120 خيارًا اقتصاديًا مقارنةً بسبائك النحاس الأعلى قوة، لذا يُستخدم كثيرًا في الإنتاج الكمي لأجزاء كهربائية.
تحديات وحلول التشغيل باستخدام CNC للنحاس C120 (نحاس ETP)
تحديات التشغيل
مادة لينة
قد تؤدي ليونة النحاس C120 إلى تشوه المادة، خاصةً في عمليات التشغيل عالية السرعة.
الحل: استخدم أدوات حادة وسرعات قطع معتدلة لتقليل التشوه وضمان جودة تشغيل ثابتة.
التصلّد أثناء التشغيل
قد يتصلّد النحاس C120 عند التعرض للقطع لفترة طويلة، مما يجعل التشغيل اللاحق أكثر صعوبة.
الحل: استخدم سرعات قطع معتدلة، وطبّق تبريدًا كافيًا، وحافظ على حواف قطع حادة لتجنب التصلّد أثناء التشغيل.
تآكل الأدوات
على الرغم من ليونته، فإن الموصلية الحرارية العالية للنحاس C120 قد تسبب تآكلًا ملحوظًا للأداة في عمليات القطع عالية السرعة.
الحل: استخدم أدوات كربيد ووفّر تدفق تبريد كافيًا لمنع تراكم الحرارة وإطالة عمر الأداة.
تكوّن الرايش
قد يتكون رايش طويل وخيطي أثناء التشغيل، ما يعيق العملية ويسبب تراكم المادة.
الحل: استخدم قواطع رايش وحسّن تدفق سائل التبريد لتسهيل إزالة الرايش بسلاسة.
استراتيجيات تشغيل مُحسّنة
اختيار الأدوات
المعلمة | التوصية | المبرر |
|---|---|---|
مادة الأداة | أدوات كربيد | تقاوم التآكل وتطيل عمر الأداة |
الهندسة | زاوية ميل موجبة، حواف حادة | تحسن تدفق الرايش وتقلل تراكم المادة |
سرعة القطع | 150–250 م/دقيقة | تحد من التسخين المفرط وتطيل عمر الأداة |
معدل التغذية | 0.15–0.25 مم/دورة | يضمن قطعًا سلسًا ويمنع تشوه المادة |
سائل التبريد | تبريد غزير أو نفث هواء | يقلل تراكم الحرارة ويساعد على إزالة الرايش |
معلمات القطع للنحاس C120 (التوافق مع ISO 513)
العملية | السرعة (م/دقيقة) | التغذية (مم/دورة) | عمق القطع (مم) | ضغط سائل التبريد (بار) |
|---|---|---|---|---|
تشغيل خشن | 150–200 | 0.15–0.20 | 2.0–3.5 | 30–40 |
تشطيب | 200–250 | 0.05–0.10 | 0.5–1.0 | 35–50 |
طرق التشغيل النموذجية للنحاس C120 (نحاس ETP)
عملية التشغيل | الوظيفة والفائدة للنحاس C120 (نحاس ETP) |
|---|---|
يحقق تفاوتات ضيقة للموصلات والأجزاء الكهربائية ذات المتطلبات العالية للموصلية. | |
مثالي لإنتاج الشقوق والأخاديد للمكوّنات الكهربائية وقضبان التوصيل. | |
مناسب لخراطة الأجزاء الأسطوانية مثل الموصلات والأطراف. | |
ينفذ ثقوبًا بدقة عالية للأجزاء الكهربائية وموصلات التيار العالي. | |
مثالي لتشغيل التجاويف الداخلية بتفاوتات ضيقة وتشطيبات ناعمة. | |
يوفر تشطيبات سطحية دقيقة للمكوّنات الميكانيكية والكهربائية. | |
مثالي لإنتاج مكوّنات كهربائية معقدة بميزات متعددة وتفاوتات ضيقة. | |
يوفر تفاوتات فائقة الضيق للتطبيقات الصعبة في المكوّنات الكهربائية. | |
يُستخدم لإنشاء ميزات دقيقة ومعقدة في المكوّنات الكهربائية صغيرة الحجم. |
المعالجات السطحية لأجزاء النحاس C120 المشغَّلة باستخدام CNC
الطلاء الكهربائي: إضافة طلاء نيكل أو ذهب لتعزيز مقاومة التآكل والمتانة في المكوّنات الكهربائية.
التلميع: تحقيق تشطيب ناعم ولامع بقيمة Ra 0.2–0.4 ميكرومتر لتحسين الموصلية الكهربائية والمظهر.
التخشين بالفرشاة: يوفر تشطيبًا ساتانيًا موحدًا للأجزاء الكهربائية الزخرفية والوظيفية.
طلاء PVD: إضافة طبقة متينة بسماكة 2–5 ميكرومتر لتحسين مقاومة الاهتراء وحماية الأجزاء في البيئات القاسية.
التخميل: يعزز مقاومة التآكل، ما يجعل النحاس C120 مناسبًا للتطبيقات الخارجية والبحرية.
الطلاء بالمسحوق: يوفر طبقة حماية بسماكة 50–100 ميكرومتر لزيادة المتانة ومقاومة الأشعة فوق البنفسجية.
طلاء التيفلون: إضافة طبقة منخفضة الاحتكاك ومقاومة للمواد الكيميائية للأجزاء المعرضة للحركة أو الانزلاق.
الطلاء بالكروم: إضافة تشطيب لامع ومتين (بسماكة 10–20 ميكرومتر) لحماية من التآكل وتحسين الأداء تحت الأحمال العالية.
التطبيقات الصناعية للنحاس C120 (نحاس ETP)
صناعة الطيران والفضاء: يُستخدم في الموصلات عالية الأداء ومكوّنات الإلكترونيات الجوية التي تتطلب موصلية كهربائية ممتازة.
الكهرباء وتوليد الطاقة: مثالي لأنظمة توليد وتوزيع الطاقة، بما في ذلك قضبان التوصيل والكابلات والموصلات.
صناعة الاتصالات: مناسب لإنتاج الموصلات الكهربائية ومعدات المفاتيح (Switchgear) المستخدمة في معدات الاتصالات.
استكشف المدونات ذات الصلة
