נחושת, אותה מתכת אדומה-כתומה המלווה את האנושות כבר אלפי שנים, היא מחומרי הגלם המתכתיים המרכזיים בתעשייה המודרנית. ידועה ומוכרת בזכות מאפיינים כמו הולכת חשמל וחום מעולה, העובדה שקל יחסית לעבד אותה, העמידות שלה לקורוזיה וכן הלאה, היא משמשת למגוון יישומים ורכיבים בתעשיות שונות. נסביר אודות עיבוד נחושת וייצור מוצרים, חלקים ורכיבים או סגסוגות נחושת.
סוגי נחושת והשימושים שלהם
היא קיימת בטבע בצורתה הטהורה והיא גם חומר מתכתי שהוא אחד היסודות האטומיים הקיימים בכדור הארץ, בתעשייה משתמשים בסוגי נחושת שונים, מנחושת טהורה ועד סגסוגות עם אחוזים כאלו ואחרים של המתכת האדמדמה והנוחה לעיבוד הזו.
נחושת טהורה
המתכת בצורתה הטהורה, מאופיינת בעיקר ברכות יחסית ולכן קל מאוד לעבד אותה וכמו כן במוליכות חשמלית גבוהה מאוד וגם הולכת חום גבוהה. בשל תכונות אלו נחושת טהורה משמשת בעיקר לייצור חוטי וכבלי חשמל ורכיבים חשמליים אחרים ברכיבים אלקטרוניים וחשמליים. כמו כן, בשל הולכת הטמפרטורה המצוינת של המתכת משתמשים בה ביציקה או בעיבוד שבבי – לייצור רכיבי קירור למעבדי מחשבים ולרכיבים אלקטרוניים אחרים.
בנחושת טהורה "רגילה" יש אחוז מסוים של חמצן, לכן היא יכולה לעיתים להיות מעט מורכבת יותר ליישומים של ריתוך. יש גם סוג נחושת העובר תהליך של הוצאת החמצן וזהו סוג המתאים יותר לריתוכי נחושת טהורה – למשל במעגלים מודפסים ויישומים אחרים המצריכים ריתוך.
ברונזה
סגסוגת נחושת נפוצה מאוד, אשר מכילה במהותה נחושת ובדיל, כך שהיא יחסית רכה וקלה לעיבוד (ברונזה נקראת בעברית ארד, אותו החומר ממנו מייצרים את מדליות הארד). השימוש בברונזה בתעשייה היום משמעותית פחות נפוץ מבעבר ולרוב ההעדפה היא להשתמש בפליז, אך אפשר עדיין לראות ייצור של גלגלי שיניים, מיסבים ורכיבים נוספים מסגסוגת זו.
פליז
סגסוגת מאוד נפוצה בתעשייה המודרנית, מורכבת מנחושת בשילוב עם אחוז גבוה יותר של אבץ, כאשר לעיתים מוסיפים לסגסוגת גם מעט עופרת לעיבוד קל יותר. פליז, בשל ריכוז גבוה יותר של אבץ לעומת הנחושת. זוהי סגסוגת עם מוליכות חשמלית ותרמית נמוכה משמעותית מנחושת טהורה, אך היא קשה ועמידה יותר. מפליז מייצרים המון דברים, לרוב בעיבוד שבבי או יציקה, למשל חלקים לאינסטלציה ולמיכון, כלי נשיפה, התרמילים של קליעי ירי רבים, פרזול וחפצי נוי.
תכונות של נחושת
- מוליכות חשמלית מצוינת: הנחושת שנייה רק לכסף במוליכות חשמלית, כאשר היא כמובן הרבה יותר זולה.
- מוליכות תרמית מעולה: יש לה יכולת "מופלאה" להעביר חום (או קור) ביעילות, מה שהופך אותה לאידיאלית למחליפי חום, לוחות עם סנפירי קירור למעבדים ורכיבים, רדיאטורים ואפילו לכלי בישול יוקרתיים ויקרים.
- רכות ויכולת עיבוד: היא מתכת רכה יחסית והיא נחשבת קלה לעיבוד, החל מהפיכת המתכת ללוחות דקים ומרוקעים ועד עיבוד שבבי ליצירת צורות ועיצובים הנדסיים מורכבים. גם קל מאוד להפוך את הנחושת לחוטים, עוד סיבה מדוע היא כה פופולארית לכבלי חשמל.
- עמידות לקורוזיה: עמידה לקורוזיה תחת תנאים רבים ובמגוון סביבות, מה שלמשל תורם לשרידות הרכיבים ביישומי אינסטלציה ויישומים ימיים.
- תכונות אנטי-מיקרוביאליות: זה אמנם פחות רלוונטי לעיבוד מתכת, אך לנחושת תכונות טבעיות הנוגדות התפתחות חיידקים, כך שהיא מתאימה גם ליישומים רפואיים למיניהם.
עיבוד שבבי של נחושת
עיבוד נחושת מציב כמה אתגרים, בעיקר בגלל הרכות של המתכת והקלות שבה היא הופכת לחוטים. אך עם הכלים המתאימים, המיומנות הנדרשת ופתרונות המיכון והעיבוד הרלוונטיים, אפשר להפיק תוצרים איכותיים ומעולים. כך למשל יש להשתמש בראשי עיבוד חזקים וחדים הפועלים בסיבובים מהירים, ליישם נוזלי קירור מתאימים ולשלוט בצורה אופטימאלית על מהירות ההזנה של חומר הגלם לעומת ראש העיבוד ובהסרת השבבים ומניעת פירוק לחוטים.
