אחת התגליות החשובות ביותר ליכולות התעשייתיות וההנדסיות של האנושות היא סגסוגות, כאשר עוד מימי קדם היכולת ליצור חומר חדש דרך שילוב של כמה חומרים גרמה לשינוי מהפכני עבור בני אדם ותרבויות. היום, רבים מהתהליכים והתוצרים התעשייתיים שכולנו מכירים ומשתמשים בהם, לא היו אפשריים ללא שימוש חכם ומדויק בסגסוגות, מהפשוטות והנפוצות ביותר ועד לנדירות ומורכבות יותר לייצור ועיבוד. אך למה מתכוונים כשמדברים על סגסוגת בתעשייה? מיד נעשה סדר ונסביר הכל.

מהי סגסוגת?

ראשית כל יש להסביר מהי בכלל סגסוגת (Alloy). המילה מתארת הליך כימי-מכאני של שילוב לפחות שני יסודות (חומרי יסוד בסיסיים הנמצאים בטבלה המחזורית), כאשר חומר אחד לפחות הוא יסוד מתכתי, ליצירת חומר מתכתי “חדש” ועם תכונות הכוללות אלמנטים והשפעות מהרכיבים השונים שחוברו יחד אך תכונות השונות מאלו של יסודות המקור המרכיבים אותה. ההרכב והריכוז של היסודות משתנים בין הסוגים השונים, כאשר כל שילוב שכזה יוצר סגסוגת עם מאפיינים ותכונות שונים.

על פי רוב, ליצירתה מתיכים בטמפרטורות גבוהות את היסודות המרכיבים אותה, כאשר לאחר הגעה לנקודת ההתכה מערבבים בין החומרים ויוצרים חומר חדש. ישנם סוגים שאפשר ליצור גם בתהליכים שונים, מכאניים או עם התכה בטמפרטורות נמוכות יותר.

כאמור, סגסוגת תהיה תמיד חומר מתכתי כלשהו, הנוצר משילוב של כמה יסודות מתכתיים. לכן מדובר על אמצעי מרכזי וחשוב מאוד בתעשיות שונות ועבור יישומים שונים וכמו כן, ביישומי עיבוד שבבי רבים עושים שימוש בהן – כאשר לא אחת בוחרים סגסוגת מסוימת גם בגלל שניתן לעבדה בצורה איכותית, עמידה ואמינה בטכניקות עיבוד שבבי.

פלדה, אחד החומרים הכי מגוונים ונפוצים בתעשייה, בבנייה ובהנדסה בכל העולם, היא סגסוגת! רק חישבו איפה היה העולם בלי היכולת ליצור סוגי פלדות חדשים דרך פיתוח וייצור סגסוגות פלדה.

שילוב תכונות מנצח – יתרונות הסגסוגת בתעשייה

סגסוגות יצרו מהפכה תעשייתית אמיתית, עוד שנים רבות מאוד לפני המהפכה התעשייתית האמיתית והרשמית – למשל ביכולת ליצור כלים מיוחדים (עידן הברונזה – שילוב של נחושת ובדיל) וציוד לחימה חזק ואמין יותר (עידן הברזל וראשית הפלדה) דרך שילוב של כמה מתכות יחד. עד היום הן מספקות שלל יתרונות הנדסיים, פיזיקליים ומכאניים ליישומים תעשייתיים, דרך יצירת שילובי תכונות מנצחים באמצעות תהליך יצירת הסגסוגת הספציפית שבה משתמשים.

כך, סגסוגת מתכת מקבלת חלק מהתכונות הבסיסיות של היסודות המתכתיים מהם היא מורכבת, בדגש על תכונות פיזיקליות כמו הולכה חשמלית, דחיסות, צפיפות, הולכת חום/קור וכו’. אך מעצם שילוב המרכיבים השונים יחד מתקבל חומר עם תכונות מכאניות-הנדסיות חדשות ושונות, למשל בהקשרים על עמידות לכוחות גזירה ומתיחה, עמידות לקורוזיה והתחמצנות, העלאת נקודת ההתכה של מתכת וכן הלאה עם שלל שינויים ותכונות חדשות ומשופרות עבור יישומים תעשייתיים והנדסיים שונים ומגוונים.

דוגמא לשינוי התכונות המושג דרך יצירת סגסוגת היא למשל שילוב של אלומיניום עם נחושת, שתי המתכות רכות יחסית, אך כאשר משלבים ביניהן לסגסוגת מתקבלת מתכת חזקה וקשה הרבה יותר מאשר כל יסוד מתכתי כזה בנפרד. דוגמא נפוצה נוספת היא שילוב של ברזל עם כמות קטנה יחסית של פחמן, מה שיוצר פלדת פחמן חזקה.

מה עושים עם סגסוגות בתעשייה?

התשובה הקצה לשאלה שבכותרת היא “הכל”! סגסוגות מתכת משמשות להיקף אדיר ומקיף מאוד של יישומים ושימושים, כאשר בפועל ברוב המקרים בהם נעשה שימוש תעשייתי כלשהו במתכת, מדובר למעשה על סגסוגת מתכת ולא על מתכת בצורתה הבסיסית הכוללת יסוד אחד בלבד. השימושים בסגסוגת מתכת בתעשייה מתבצעים מהסיבות הנפוצות והפוטנציאליות הבאות:

  • שימוש בסגסוגת יכול להוזיל את עלויות המתכת בתהליך תעשייתי מסוים, דרך שילוב עם מתכות זולות ונפוצות יותר וכמובן מבלי לפגוע בתכונות הבסיס הנדרשות ליישום הספציפי.
  • שימוש בסגסוגת כדי לענות על צורך הנדסי/מכאני/פיזיקלי/כימי ולקבל תכונות רצויות לביצוע פעולה תעשייתית כלשהי.
  • שימוש בסגסוגת מסוימת כדי שיהיה אפשר לעבד אותה לפי המפרט הדרוש לפרויקט – בעיבוד שבבי, בריתוך, בתנאי שטח/אקלים מסוימים, עמידות לתהליכים או חומרים מסוימים וכיוצא באלו.

החשיבות של ייצור סגסוגת נכונה

בתעשייה, בעיבוד שבבי ובתהליכי ייצור והנדסה באופן כללי, יש חשיבות מכרעת לדיוק ולעמידה בדרישות המפרט של תוצרים. לכן יש חשיבות מכרעת לייצור מדויק ונכון של סגסוגות, בדיוק לפי המפרט וההרכב הכימי שאמור להיות כדי לקבל את החומר המתכתי שהגורמים בשרשרת הייצור מצפים לקבל ולעבוד איתו. ייצור לא מדויק שלה, למשל מבחינת אחוזי החומרים המשולבים ליצירתה או פגם בתהליך הייצור של חומר הגלם בצורת סגסוגת, יכול להוביל לפגיעה באחת או יותר מהתכונות שבדיוק בגללן נעשתה הבחירה להשתמש באותה סגסוגת ספציפית, מה שיכול להוביל לכשל הנדסי-מכאני של התוצר המיוצר ממנה.

דוגמאות לסגסוגות נפוצות בתעשייה

בתעשייה נעשה כאמור שימוש נרחב מאוד בסגסוגות מתכת, למגוון אינסופי של יישומים ושימושים, ממוצרי רפואה קטנים ומתקדמים ועד יישומים חדשניים לייצור מערכות תעופה, חלל ובטחון הנמצאות בקדמת הטכנולוגיה. בתעשייה מקובל לחלק סגסוגות לסיווג מוגדר לי מתכת הבסיס העיקרית המרכיבה אותן, בדגש על הדוגמאות הנפוצות הבאות:

  • סגסוגות פלדה – היסוד העיקרי הוא ברזל, אשר בשילוב עם מתכות אחרות מתקבל חומר שונה לגמרי ועם תכונות חדשות ומשופרות. כולל למשל פלדות פחמן, פלדות אל-חלד (נירוסטה), סגסוגות פלדת כלים וכו’.
  • סגסוגות טיטניום – קלות וחזקות, משמשות למשל ביישומי תעופה, חלל, בטחון ורפואה.
  • סגסוגות אלומיניום – לקבל את התכונות האיכותיות של האלומיניום (חוזק, משקל נמוך, עמידות לשחיקה) ולבלט את התכונות הפחות טובות ליישומי תעשייה.
  • סגסוגות נחושת – למשל לצורך תוספת חוזק או העלאת רמת הקושי של המתכת, שיפור הולכה חשמלית או תרמית וכן הלאה.
  • סגסוגות מגנזיום – למשל שימוש נרחב בתעשיית הרכב. יחס איכותי בין חוזק גבוה לבין משקל נמוך.

מתי נכון להשתמש בסגסוגות מתכת מסוימות?

שימוש מושכל, חכם ומתוכנן בסגסוגות הוא מהותי וקריטי למגוון תהליכים תעשייתיים והנדסיים, כולל כמובן בתהליכי ייצור בטכניקות וטכנולוגיות עיבוד שבבי. הבחירה מתי להשתמש בסגסוגת כזו או אחרת נעשית לפי התכונות המבוקשות בתוצר הסופי שאליו מיועדת המתכת. שיקול נוסף ומשלים הוא בחירת סגסוגת שניתן לעבד בצורה איכותית, בטיחותית ואמינה בשיטת העיבוד/הייצור הרלוונטית לתוצר או למערכת שבונים/מייצרים.

חברת יעקובוביץ חיים מספקת שירותי עיבוד שבבי מגוונים ומתקדמים, בהתאמה אישית מושלמת, אמינות ודיוק ללא פשרות וכמובן עבודה עם הסגסוגות האיכותיות ביותר בתעשייה, כדי לספק לכם ביצועים מושלמים והתאמה מלאה לצרכים התעשייתיים וההנדסיים שלכם.

לקבלת הצעת מחיר
[contact-form-7 404 "לא נמצא"]