نحاس C521 (برونز الفوسفور المحتوي على الرصاص)
مقدمة عن النحاس C521 (البرونز الفوسفوري المُضاف إليه الرصاص)
النحاس C521، أو البرونز الفوسفوري المُضاف إليه الرصاص، هو سبيكة نحاسية عالية الأداء تجمع بين النحاس والقصدير والفوسفور والرصاص. تؤدي إضافة الرصاص إلى تحسين قابلية التشغيل على الماكينات، بينما يعزز الفوسفور القوة ومقاومة التآكل والاهتراء. تُستخدم هذه السبيكة بشكل شائع في خدمات التشغيل باستخدام CNC للتطبيقات التي تتطلب قوة عالية وقابلية تشغيل ممتازة، خصوصًا في الأجزاء عالية الدقة.
يُعد النحاس C521 مناسبًا للاستخدام في الصناعات الكهربائية وصناعة السيارات والتصنيع. تُستخدم أجزاء النحاس C521 المشغَّلة بتقنية CNC عادةً في الموصلات الكهربائية والمحامل والنوابض (الزنبركات) التي تتطلب مقاومة اهتراء وقوة ميكانيكية عالية.
الخصائص الكيميائية والفيزيائية والميكانيكية للنحاس C521 (البرونز الفوسفوري المُضاف إليه الرصاص)
التركيب الكيميائي (نموذجي)
العنصر | نطاق التركيب (٪ بالوزن) | الدور الرئيسي |
|---|---|---|
النحاس (Cu) | 88.0% | يوفر الموصلية الكهربائية ومقاومة التآكل |
القصدير (Sn) | 4.0–6.0% | يحسن القوة ومقاومة الاهتراء |
الفوسفور (P) | 0.01–0.35% | يعزز القوة ومقاومة الاهتراء ويقلل الأكسدة |
الرصاص (Pb) | 0.5–2.0% | يحسن قابلية التشغيل دون التأثير على القوة |
عناصر أخرى | ≤0.5% | عناصر متبقية ذات تأثير محدود على الخصائص |
الخصائص الفيزيائية
الخاصية | القيمة (نموذجية) | معيار/شرط الاختبار |
|---|---|---|
الكثافة | 8.70 جم/سم³ | ASTM B311 |
نقطة الانصهار | 930°م | ASTM E29 |
الموصلية الحرارية | 70 واط/م·ك عند 20°م | ASTM E1952 |
الموصلية الكهربائية | 15–20% IACS عند 20°م | ASTM B193 |
معامل التمدد | 19.2 ميكرومتر/م·°م | ASTM E228 |
السعة الحرارية النوعية | 380 جول/كجم·ك | ASTM E1269 |
معامل المرونة | 105 جيجا باسكال | ASTM E111 |
الخصائص الميكانيكية (حالة التخمير)
الخاصية | القيمة (نموذجية) | معيار الاختبار |
|---|---|---|
مقاومة الشد | 500–650 ميجا باسكال | ASTM E8/E8M |
حد الخضوع (0.2%) | 350–500 ميجا باسكال | ASTM E8/E8M |
الاستطالة | 12–20% | ASTM E8/E8M |
الصلادة | 100–140 HB | ASTM E10 |
مقاومة الكلل | ~180 ميجا باسكال | ASTM E466 |
مقاومة الصدمات | متوسطة | ASTM E23 |
ملاحظة: هذه القيم نموذجية للنحاس C521 في حالة التخمير وقد تختلف حسب ظروف المعالجة المحددة.
الخصائص الرئيسية للنحاس C521 (البرونز الفوسفوري المُضاف إليه الرصاص)
قابلية تشغيل ممتازة
تمت إضافة الرصاص إلى النحاس C521 لتعزيز قابلية التشغيل، مما يسمح بمعالجة أسهل وإطالة عمر الأداة أثناء التشغيل باستخدام CNC.
قوة ومتانة عاليتان
بمقاومة شد تصل إلى 650 ميجا باسكال، يوفر النحاس C521 قوة ميكانيكية عالية، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات الشاقة مثل الموصلات والمحامل.
موصلية كهربائية متوسطة
بموصلية تتراوح بين 15–20% IACS، يُعد النحاس C521 مناسبًا للمكوّنات الكهربائية التي تتطلب موصلية جيدة مع قوة ميكانيكية.
مقاومة فائقة للاهتراء والكلل
يزيد محتوى الفوسفور من مقاومة الاهتراء، مما يجعل النحاس C521 خيارًا ممتازًا للأجزاء المعرضة لحركة متكررة أو إجهاد ميكانيكي.
مقاومة التآكل
يوفر النحاس C521 مقاومة جيدة للتآكل في بيئات مختلفة، بما في ذلك التعرض للرطوبة والأحماض الخفيفة، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات البحرية والصناعية.
تحديات وحلول التشغيل باستخدام CNC للنحاس C521 (البرونز الفوسفوري المُضاف إليه الرصاص)
تحديات التشغيل
محتوى الرصاص وتكوّن الرايش
تعمل إضافة الرصاص على تحسين قابلية التشغيل، لكنها قد تتسبب في تكوّن رايش طويل وخيطي أثناء التشغيل.
الحل: استخدم قواطع رايش وزِد تدفق سائل التبريد لضمان إزالة الرايش بسلاسة ومنع التشابك.
تآكل الأدوات
قد تؤدي القوة العالية للنحاس C521 إلى تآكل كبير للأدوات أثناء التشغيل عالي السرعة.
الحل: استخدم أدوات كربيد مطلية بـ TiN أو TiAlN، وراقب سرعات القطع لتقليل التآكل وإطالة عمر الأداة.
التصلّد أثناء التشغيل
قد يتصلّد النحاس C521 أثناء التشغيل، مما يجعل العمليات اللاحقة أكثر صعوبة.
الحل: استخدم سرعات قطع معتدلة، وأدوات حادة، وطبّق تبريدًا فعالًا لتجنب التصلّد أثناء التشغيل.
استراتيجيات تشغيل مُحسّنة
اختيار الأدوات
المعلمة | التوصية | المبرر |
|---|---|---|
مادة الأداة | أدوات كربيد مع طلاء TiN | يقلل التآكل ويعزز عمر الأداة |
الهندسة | زاوية ميل موجبة، حواف حادة | يحسن تدفق الرايش ويقلل تراكم المادة |
سرعة القطع | 100–180 م/دقيقة | يمنع التسخين المفرط ويطيل عمر الأداة |
معدل التغذية | 0.10–0.15 مم/دورة | يضمن قطعًا سلسًا ويقلل التصلّد أثناء التشغيل |
سائل التبريد | تبريد غزير أو نفث هواء | يقلل تراكم الحرارة ويساعد على إزالة الرايش |
معلمات القطع للنحاس C521 (التوافق مع ISO 513)
العملية | السرعة (م/دقيقة) | التغذية (مم/دورة) | عمق القطع (مم) | ضغط سائل التبريد (بار) |
|---|---|---|---|---|
تشغيل خشن | 100–150 | 0.12–0.18 | 2.0–3.0 | 25–40 |
تشطيب | 150–200 | 0.05–0.10 | 0.5–1.0 | 30–50 |
الميزات الرئيسية والتطبيقات للنحاس C521 (البرونز الفوسفوري المُضاف إليه الرصاص)
عملية التشغيل | الوظيفة والفائدة للنحاس C521 (البرونز الفوسفوري المُضاف إليه الرصاص) |
|---|---|
يحقق تفاوتات ضيقة للمكوّنات الميكانيكية عالية القوة. | |
مثالي لإنتاج أجزاء معقدة مثل التروس والمحامل والنوابض. | |
مناسب لخراطة الأجزاء الأسطوانية مثل الموصلات والمكوّنات الكهربائية. | |
ينفذ ثقوبًا بدقة عالية للدبابيس والموصلات في الأجزاء الكهربائية والميكانيكية. | |
مثالي لتشغيل التجاويف الداخلية بتفاوتات ضيقة وتشطيبات ناعمة. | |
يوفر تشطيبات سطحية دقيقة للمكوّنات الميكانيكية والكهربائية. | |
مثالي لإنتاج أجزاء معقدة بهندسيات دقيقة وميزات تفصيلية. | |
يوفر تفاوتات ضيقة للأجزاء المعرضة لإجهاد ميكانيكي مرتفع. | |
يُستخدم لإنشاء ميزات معقدة ومكوّنات دقيقة في الموصلات الكهربائية. |
المعالجات السطحية لأجزاء النحاس C521 المشغَّلة باستخدام CNC
الطلاء الكهربائي: يضيف طلاء نيكل بسماكة 5–10 ميكرومتر لتعزيز مقاومة التآكل والمتانة في الملامسات الكهربائية.
التلميع: يحقق تشطيبات ناعمة ولامعة بقيمة Ra 0.2–0.4 ميكرومتر لتحسين الموصلية الكهربائية والمظهر الجمالي.
التخشين بالفرشاة: يوفر تشطيبًا ساتانيًا موحدًا للمكوّنات الميكانيكية والكهربائية.
طلاء PVD: يضيف طبقة متينة بسماكة 2–5 ميكرومتر لتحسين مقاومة الاهتراء وإطالة عمر الجزء.
التخميل: يعزز مقاومة التآكل، خصوصًا للأجزاء المستخدمة في البيئات القاسية.
الطلاء بالمسحوق: يوفر طبقة حماية بسماكة 50–100 ميكرومتر لتحسين مقاومة الأشعة فوق البنفسجية ومتانة الجزء.
طلاء التيفلون: يضيف طبقة منخفضة الاحتكاك ومقاومة للمواد الكيميائية مثالية للأجزاء المتحركة.
الطلاء بالكروم: يضيف تشطيبًا لامعًا ومتينًا (بسماكة 10–20 ميكرومتر) للحماية من التآكل وتحسين الأداء تحت الأحمال العالية.
التطبيقات الصناعية للنحاس C521 (البرونز الفوسفوري المُضاف إليه الرصاص)
صناعة الطيران والفضاء: يُستخدم النحاس C521 لإنتاج الملامسات الكهربائية والموصلات ومعدات المفاتيح (Switchgear) في تطبيقات الطيران والفضاء.
الكهرباء وتوليد الطاقة: مثالي لمكوّنات توزيع الطاقة مثل الموصلات وقضبان التوصيل (Busbars) والأطراف التي تتطلب قوة عالية وموصلية جيدة.
صناعة السيارات: يُستخدم في أنظمة السيارات للموصلات عالية الأداء والأطراف ومكوّنات التيار العالي.
استكشف المدونات ذات الصلة
