בעולם התעשייתי, אחד החומרים הכי נפוצים, איכותיים ורב-שימושיים הוא ללא ספק פלדת אל-חלד, מה שלא אחת מכנים בישראל גם נירוסטה או פלב"מ (פלדה בלתי מחלידה). בזכות התכונות והיתרונות הרבים של פלדת אל חלד, היא מהווה את אחד החומרים הכי מבוקשים ופופולאריים עבור לקוחות ויצרנים והיא משמשת למגוון אדיר של יישומים, מוצרים ורכיבים. צוות יעקובוביץ' עיבוד שבבי יסביר אודות פלדת אל-חלד, השימושים והיתרונות שלה בעולם העיבוד השבבי.
מהי פלדת אל-חלד / נירוסטה?
פלדת אל-חלד היא סגסוגת ברזל, כאשר בניגוד לפלדת פחמן "רגילה" מכילה לפחות 10% כרום (יסוד כימי מקבוצת המתכות). כפי שניתן להבין משמה, סגסוגת פלדה זו עמידה לחלודה וקורוזיה במידה משמעותית גבוהה יותר לעומת פלדות פחמן אחרות. כדי שפלדה תיחשב פלדת אל-חלד, היא חייבת להכיל לפחות 10% כרום, המקנה לסגסוגת את תכונותיה הייחודיות כמו עמידות לחלודה וקורוזיה ואת היכולת לתקן נזקים מסוימים בנוכחות חמצן.
ההבנה כי חיבור של ברזל עם כרום יתרום ליצירת סגסוגת פלדה העמידה לחלודה וקורוזיה (שיתוך) התפתחה כבר בראשית המאה ה-19 (1821), אך באותה תקופה לא הייתה הטכנולוגיה התעשייתית-מטלורגית לבצע את החיבור בהצלחה. לקראת סוף המאה ה-19, הטכנולוגיה הבשילה והחלו לייצר סגסוגות המשלבות פלדה וכרום, כאשר תוצרי פלדת האל חלד הממשיים הראשונים החלו לצוץ בשוק בתחילת המאה ה-20 באירופה. רשמית, הנירוסטה שאנו מכירים "נולדה" בתעשיית הפלדה הבריטית בשנת 1913, כאשר מאז כמובן שהתהליך עבר התפתחות והתקדמות תעשייתית ומדעית רבה. היום יש כמה וכמה סגסוגות של פלדות אל חלד, עם הרכבים שונים של כרום ולעיתים תוספת ניקל המשפיעים או מוסיפים תכונות מסוימות לסגסוגת.
אגב, השם נירוסטה, המקובל מאוד בישראל לסגסוגות פלדת אל-חלד, מגיע מחיבור וקיצור השם של הסגסוגת בגרמנית, שם שפירושו המילולי פלדה שאינה מחלידה.
פלדת אל חלד תכונות מרכזיות ויתרונות
- עמידות גבוהה להתפתחות חלודה וקורוזיה, במגוון תנאים. סגסוגות איכותיות וייעודיות של פלדת אל-חלד מציגות עמידות מצוינת גם לחומצות, בסיסים חזקים, רטיבות ומגוון תנאים סביבתיים.
- חוזק: יחס מצוין של חוזק למשקל, מעולה לעיבוד שבבי ולמגוון יישומים אחרים. פלדת אל-חלד היא מתכת חזקה ועמידה מאוד.
- רב גוניות וגמישות רבה בייצור ועיבוד: הגמישות של פלדת אל-חלד מאפשרת מגוון טכניקות עיבוד – יציקה, ריתוך, חיתוך וכמובן עיבוד שבבי (כרסום, חריטה, קדיחה, השחזה וכו').
- תחזוקה נמוכה ועמידות גבוהה: מוצרי נירוסטה דורשים תחזוקה מינימלית בלבד לעומת מתכות אחרות רבות והם מציעים למשתמשים עמידות גבוהה מאוד מבחינת חוזק, שחיקה וכאמור חלודה וקורוזיה. בנוסף, קל מאוד לנקות לחטא ומצרי ויישומי פלדת אל חלד.
- תיקון עצמי של נזקים ושריטות: פלדת אל-חלד "יודעת" לתקן את עצמה במקרים של שריטות ונזקים קלים, דרך יצירה מיידית של שכבת מגן ברגע שהחומר נשרט ובא במגע עם חמצן.
- מראה אסתטי ונקי: לצד תכונות פיזיקליות ומכאניות של פלדת אל-חלד, סגסוגת פלדה זו מספקת מראה מאוד אסתטי ונקי, לכן, בין היתר משתמשים בה המון בתעשיית המזון, ברפואה ובייצור מוצרים צרכניים.
העמידות המפורסמת והגבוהה של פלדת אל-חלד לחלודה וקורוזיה מגיעה דרך שכבת פסיבציה הנוצרת בחיבור בין הכרום לברזל וכאשר הכרום חשוף לחמצן. שכבה זו היא שמקנה למתכת את המראה המבריק שלה והיא בלתי חדירה לנוזלים, לחות ואוויר. כך גם פלדת אל חלד מתקנת נזקים קלים כמו שריטות, כי מיד נוצרת שכבת פסיבציה נוספת המגנה מחלודה.
נציין כי למרות כל האמור לעיל, תחת תנאים קיצוניים מאוד (מאוד בלתי סבירים) ו/או תחת נזקים מבניים מהותיים, פלדת אל-חלד עשויה להחליד כאשר יש פגיעה עמוקה בשכבת המגן הנוצרת מהשילוב עם הכרום.
שימושים בפלדת אל-חלד בעולם העיבוד השבבי
לעומת מתכות נפוצות אחרות כמו ניקל, פליז וטיטניום, פלדת אל-חלד מציעה עמידות חזקה וגבוהה יותר ומחזורי חיים ארוכים יותר, בעלות כלכלית טובה יותר. חומרים לא מתכתיים כמו פלסטיק, זכוכית וחומרים קרמיים הם חלשים ופחות עמידים לעומת פלדת אל-חלד ואינם יכולים לעמוד בטמפרטורות גבוהות ובאלמנטים קורוזיביים שנירוסטה יכולה לעמוד בהם בקלות. כך שמבחינת עיבוד שבבי ושימושים תעשייתיים וצרכניים רבים, פלדת אל חלד היא החומר האידיאלי.
בתחום העיבוד השבבי, משתמשים בפלדת אל-חלד לייצור מגוון אדיר של מוצרים ותוצרים, מרכיבים וחלקים קטנים ומדויקים למערכות מיכון, דרך ייצור סדרתי של מוצרים ורכיבים ועד ייצור חלקים מיוחדים ומורכבים לתעשיות כמו רפואה, בטחון, תעופה, תעשיית המזון וכן הלאה. העיבוד של נירוסטה מתבצע גם במכונת CNC וגם במכונות קונבנציונאליות.
