נחושת היא מתכת רקיעה, קלה לעיבוד, בעלת מוליכות חשמלית ותרמית. כדי לשפר את תכונות הביצועים, רכיבי סגסוג שונים מוכנסים להרכבו. מאמר זה יתמקד בסגסוגת של נחושת וניקל, המגבירה את עמידותה בפני קורוזיה, מגבירה את החוזק וההתנגדות החשמלית.
מה עושה הוספת ניקל לנחושת?
ניקל מוכנס לסגסוגת כמרכיב הסגסוג העיקרי. זה מגביר באופן משמעותי את קשיות הנחושת. מתכות ניחנו בתכונה נדירה, הן מתמוססות לחלוטין זו בזו. כאשר מתמזגים, בהתאם לפרופורציה, סגסוגות הומוגניות של שתי מתכות משנות את תכונותיהן באופן הבא:
- מגביר עמידות לחומצות ואלקליות.
- מגדיל את עמידות החום.
- עמידות בפני קורוזיה בפיתוח.
- מגביר גמישות וחוזק.
- מקדם הטמפרטורה של ההתנגדות יורד.
Classification
שימוש בתכונות מכניות, כימיות ופיזיקליות, כמו גם בהיקף, סגסוגות נחושת-ניקל באופן מותנהניתן לחלק לשתי קבוצות עיקריות:
מבני - מאופיין בעמידות גבוהה בפני קורוזיה וחוזק גבוה. אלה כוללים קופרוניקל, המכיל עד 30% ניקל וכמויות קטנות של מתכות אחרות, כסף ניקל, בעל חוזק מעולה, וסגסוגת קונלית מיוחדת עם תוספי אלומיניום, המעובדת היטב בלחץ
חשמלי - בעלי התנגדות חשמלית גבוהה. אלה כוללים את הקופל מסגסוגת התרמו-אלקטרודה, המכילה תכולה גבוהה של ניקל, מנגנין וקסטנטן. משמש בהנדסת חשמל לפיצוי חוטים, צמדים תרמיים וריאוסטטים
סגסוגות משמשות לייצור חלקים, המשמשים בהתקנים, מחליפי חום, ולכן הם כפופים לדרישות מחמירות להרכב כימי ומאפיינים פיזיקליים.
מלכיור
סגסוגת של נחושת וניקל, ששמה הוא קופרוניקל, יכולה להכיל עד 22% מהרכיב המסגסוג העיקרי של ניקל, כ-80% מנחושת ולא יותר מ-0.6% זיהומים. זה ידוע בחוזק הגבוה שלו, משיכותו ועמידות בפני קורוזיה. הסגסוגת מתאימה את עצמה היטב לעיבוד שבבי, היא מוטבעת, נחתכת, מוטבעת, מולחמת, מלוטשת, מופעל לחץ בכל צורה (קרה וחמה). מלכיאור מיוצר בצורת סרטים, רצועות וצינורות. המתכת בצבע כסף. הוא משמש בייצור צינורות מעבה, חלקי מזגנים, ומשמש לייצור מכשירים.
בנוסף, מסגסוגות מייצרות מוצרים רפואיים, תכשיטים זולים, מטבעות וכלים. לשיפור המראה של מוצרים המצופים בשכבה דקה של כסף.
Neusilbers
סגסוגות של ניקל, נחושת ואבץ מכילות עד 35 אחוז ניקל ו-45 אחוז אבץ, והשאר נחושת. Neusilbers (מתורגם מגרמנית כ"כסף חדש") הם בעלי צבע כסף יפהפה, הם אינם מתחמצנים באוויר, הם עמידים לתמיסות של חומצות אורגניות ומלחים. בשל עמידותם הגבוהה בפני קורוזיה, סגסוגות לא פרומגנטיות משמשות לייצור מכשירים, המשמשות לייצור מכשירים רפואיים, מנגנוני שעונים.
בייצור מוצרים לתעשיית התכשיטים מוסיפים לסגסוגות חומרי ניקוי חמצון שיכולים להפחית את כמות תחמוצת הנחושת, להגביר את הגמישות והחוזק. עם עלייה בסגסוגת הניקל, קשיותו וחוזקה גדלים. עם כניסת האלומיניום, הסגסוגות הופכות להתקשות בפיזור, וגם העמידות בפני קורוזיה עולה. הנוכחות של עופרת בכסף ניקל מעניקה למתכת גמישות ומשפרת את ביצועי החיתוך.
סגסוגות עמידות גבוהה
לייצור תנורי חימום חשמליים, מוליכים נדרשים חומר בעל מקדם התנגדות ספציפי גבוה ונמוך בטמפרטורה. התנגדויות מדויקות למכשירים, ככלל, עשויות מנגנים - סגסוגת של נחושת, ניקל ומנגן. הוא מורכב מ-86% נחושת, מנגן 13% וניקל כ-3%. לייצוב במנגנינים מכניס כמות קטנה של ברזל, כסף ואלומיניום. לסגסוגות נקודת התכה גבוהה, שהיא 960 מעלות, הצפיפות הממוצעת היא מעט יותר מ-8 גרם / ס מ 3. וצבע כתום.
מנגנינים תלויים מעט בטמפרטורת ההתנגדות החשמלית, שחשובה מאוד לשימושם במכשירי מדידה חשמליים בעלי רמת דיוק גבוהה. יתרון נוסף של הסגסוגות הוא EMF תרמי קטן מאוד בשילוב עם נחושת. מנגנין מיושן באופן מלאכותי כדי לייצב את התכונות האלקטרו-מכאניות. החוט מחומם בוואקום ל-400 מעלות למשך כשעתיים ולאחר מכן נשמר בטמפרטורת החדר לאורך זמן לקבלת תכונות יציבות. הסגסוגת משמשת לייצור התנגדויות נוספות, סלילים, shunts, מכשירי מדידה בעלי דיוק גבוה.
Constantan
איזו סגסוגת של נחושת וניקל, יחד עם מנגנין, שייכת לסגסוגות בעלות התנגדות חשמלית גבוהה? זה קבוע, הוא מכיל עד 65% נחושת, עד 41% ניקל וכ-2% מנגן. לסגסוגת זו גוון כסף ספציפי, צפיפות ממוצעת ונקודת התכה של 1270 מעלות. התעשייה מייצרת חוט מקוסטנטן שקוטרו 0.02-5 מילימטרים. תרמו-EMF משמעותי בשילוב עם נחושת מגביל את השימוש בסגסוגת במכשירי מדידה חשמליים מדויקים. אבל הוא מוצא שימוש בצמדים תרמיים למדידת טמפרטורות של עד 300 מעלות.
חוט קונסטנטן מסגסוגת של נחושת וניקל עוברת טיפול חום מיוחד על ידי חימום ל-900 מעלות ולאחר מכן קירור. כתוצאה מכך, נוצר סרט תחמוצת אפור כהה על פני השטח שלו, היוצר שכבת בידוד ואינו דורש ציפוי מגן נוסף. הסגסוגת מתאימה את עצמה היטב לעיבוד שבבי, ולכן יש לה תכונות טכנולוגיות גבוהות. הוא מוצא יישום במכשירי מדידה, גופי חימום חשמליים וריאוסטטים עם טמפרטורות של עד 400 מעלות.
מסקנה
סגסוגות נחושת-ניקל משמשות בתעשיות שונות. הם פלסטיים ויש להם תכונות אנטי קורוזיה. מתוכם, חלקים עשויים שיש להם מטרה אחראית, המשמשים מחליפי חום והתקנים. לכן, דרישות מחמירות מוטלות על סגסוגות מבחינת צפיפות והרכב כימי.
