בעולם העיבוד השבבי, מתכות הן חומר הגלם העיקרי והן משמשות לייצור מגוון אדיר של רכיבים, חלקים ואבות טיפוס ברמת דיוק מעולה ועם שלל יתרונות מכאניים, הנדסיים וכלכליים. לאורך השנים ועם התפתחויות טכנולוגיות הן במיכון עיבוד שבבי והן במדע המטלורגיה, היקף המתכות שניתן לעבד גדל וגם מגוון יכולות העיבוד, הדיוק והמורכבות עלו. במאמר זה נסביר לגבי סוגי מתכות הנפוצות ורלוונטיות לשימוש למשימות עיבוד שבבי וייצור ונשפוך מעט אור על השימושים התעשייתיים של סוגי המתכות השונים.
בעיבוד שבבי ויישומים תעשייתיים, יש מתכות המתאימות למשימות מסוימות ולתנאים ספציפיים. כך יש חומרי גלם מתכתיים המתפקדים מצוין בטמפרטורות גבוהות, נמוכות ומספקות התאמה אידיאלית גם לדרישות הכי מחמירות – כמו למשל טיטניום, בעוד שיש סוגי מתכות המתאימים יותר ליישומי עיבוד שבבי כלליים וזולים יותר, למשל אלומיניום. מאוד חשוב לבחור נכון את סוג המתכת שבה משתמשים לייצור רכיב, חלק או אב-טיפוס של מוצר, כדי לקבל ביצועים אופטימאליים ותוצאות מדויקות ומתאימות לצרכים מבחינת עמידות, כוח, עלות-תועלת וכיוצא באלו.
מתכות המכילות ברזל – סגסוגות פלדה
המתכת הנפוצה ביותר בתעשייה בכללותה – אך דווקא לא בעיבוד שבבי – היא פלדה, כאשר בפועל מדובר על מגוון רחב של סגסוגות מתכת שהמשותף לכולן הוא תכולת ברזל גבוהה. מתכות המכילות ברזל, למשל פלדה, נירוסטה, ברזל יצוק וכו', מספקות חוזק רב מאוד, יכולת עיבוד טובה ועלויות יחסית נמוכות לעומת מתכות וסגסוגות מורכבות יותר.
יש ממש המון סוגי פלדות וסגסוגות עם תכונת שונות ומרכיבים מתכתיים שונים מבחינת הרכב ו/או אחוזים, לכל סוג יש מאפיינים מסוימים והוא מתאים לתנאים וליישומים מסוימים, כאשר חשוב מאוד לבחור לייצר את הרכיב הרלוונטי לכם מסוג הפלדה המתאים והנכון ביותר, עם שילוב מושכל של התאמה מכאנית, פיזיקלית, הנדסית וגם מבחינת היעילות הכלכלית של עיבוד שבבי עם סגסוגת פלדה מסוימת.
אלומיניום בעיבוד שבבי
אלומיניום היא מתכת נפוצה מאוד בכדור הארץ, היא יחסית זולה להפקה וקלה לעיבוד, לכן היא מהמתכות הנפוצות ביותר בתחום העיבוד השבבי והייצור התעשייתי בכלל. מתכת אלומיניום מתפקדת טוב מאוד בתנאים כגון חיתוך, קידוח, ניקוב, כרסום, חריטה והשחזה והיא משלבת בצורה אפקטיבית מאוד תכונות כמו משקל נמוך, עמידות מעולה לחלודה ושחיקה, חוזק מכאני גבוה והתאמה לעיבוד בטכניקות עיבוד שבבי.
כדי ליצור רכיב מאלומיניום בטכניקות עיבוד שבבי יש צורך להשתמש בכלים וציוד ייעודי ומתאים, כדי לספק תוצאות מדויקות ועמידות מספיק, עם גימור איכותי ונקי, ללא עיוותים מכאניים או אסתטיים של התוצר הסופי. מתכת האלומיניום משמשת למגוון אדיר של יישומים תעשייתיים, כמה דוגמאות הן:
- חלקים למיכון.
- חלקים פרטניים לכלי רכב, מאופניים ועד רכבים ומטוסים.
- פילטרים תעשייתיים.
- חלקי צנרת.
- יישומים לענף הבנייה – למשל לעבודות גבס ותשתיות שונות.
- למוצרי אלקטרוניקה ומחשוב.
נחושת
נחושת היא מתכת הקיימת טבעית בכדור הארץ, יחסית נפוצה וזמינה, מאופיינת בעיקר בהולכת חשמל מצוינת, רמת קושי המאפשרת עיבוד קל ונוח ומחיר די נוח ונגיש לעיבוד שבבי וייצור רכיבים ומוצרים שונים. נחושת לא רק מוליכה חשמל מצוין אלא גם חום והיא גם עמידה בפני חלודה. השימוש בנחושת הוא או בצורתה הטהורה או במסגרת סגסוגות שונות כדי לקבל תכונות נוספות או להעצים תכונות שכבר קיימות בנחושת.
שימושים תעשייתיים לנחושת בתעשייה כוללים למשל:
- רכיבים תרמיים להולכת או פיזור חום –במחשוב, אלקטרוניקה ומערכות תעשייתיות מחליפי חום למשל.
- רדיאטורים.
- גנרטורים.
- רכיבים אלקטרוניים וחשמליים למיניהם.
- חלקים במנועים מסוגים שונים.
- ייצור כלי עבודה או כלי בישול.
- ייצור חיבורים וחלקי צנרת ליישומים שונים וחומרים שונים.
פליז
מתכת פליז היא סגסוגת תעשייתית נפוצה מאוד, זולה ועם תכונות ההופכות אותה לבחירה טובה למגוון רחב של יישומים, כמו כן קל ונוח לעבד אותה במיכון עיבוד שבבי. בהקשר לסוגי מתכות בעיבוד שבבי, סגסוגות פליז כוללות שילוב של אבץ ונחושת, מה שיוצר מתכת בעלת גוון מוזהב. בתעשיות שונות יש שימוש נרחב במוצרי פליז, רבים מהם מיוצרים באמצעות עיבוד שבבי – למשל:
- ידיות – גם כפרזול אסתטי וגם לצרכים מכאניים.
- ייצור חיבורי צנרת ומערכות שונות – ברזים, שסתומים, טבעות חיבור, בושינגים וכן הלאה.
- חלקים למנורות ופתרונות תאורה.
- מיסבים תעשייתיים שונים.
- חלקים לתעשיית הימאות והספנות.
- רכיבים למכשור חשמלי ואלקטרוני.
פלדת אל-חלד – נירוסטה
אמנם כבר דיברנו בראשית הפירוט לגבי סוגי מתכות בעיבוד שבבי על סגסוגות פלדה שונות, אך בהחלט יש מקום של כבוד לנירוסטה, או בשמה העברי פלדת אל-חלד. נירוסטה היא מתכת אידיאלית ליישומים תעשייתיים רבים בגלל שהיא לוקחת את היתרונות של פלדה ומוסיפה עליהם עמידות גבוהה מאוד לחלודה וקורוזיה בהשוואה לפלדות אחרות.
נירוסטה מיוצרת כסגסוגת, עם תכולת ברזל גבוהה ותוספת של כרום ולעיתים כמויות מזעריות של מתכות מורכבות אחרות. הכרום המוסף לברזל יכול לקשור חלקיקי חמצן חופשיים, מה שיוצר תחמוצת כרום מוצקה על פני השטח של הפלדה. בנוסף מבצעים תהליך אידוש (פסיבציה) שבו מסירים חלקיקי ברזל מפני השטח החיצוניים של המתכת. זה נותן לנירוסטה את העמידות שלה מפני חלודה, אך גם אומר שיש לה יכולת מוגבלת "לרפא" את עצמה במקרים של שריטות או חבלות.
פלדת אל-חלד / נירוסטה משמשת לייצור בעיבוד שבבי של מגוון רכיבים ומוצרים, למשל:
- רכיבים וציוד תעשייתי, מאלמנטים קטנים במיוחד ועד פריטים גדולים ומורכבים.
- מכשור רפואי.
- מוצרים לתעשיית המזון והמשקאות.
- רכיבים לתעשיות הרכב, התעופה והחלל.
- ציוד צבאי ובטחוני המחייב חוזק מירבי ועמידות מעולה.
סוגי מתכות נוספות בעיבוד שבבי
לצד סוגי מתכות נפוצים שסקרנו לעומק, יש עוד כמה סוגי מתכת שבהם עושים שימוש בייצור עיבוד שבבי, מתכות מיוחדות וספציפיות יותר, למשל:
- טיטניום – בעיקר ליישומי תעופה, חלל, בטחון ורפואה – מתכת חזקה, קלה מאוד ועמידה במיוחד. יקרה.
- אבץ – מתכת זולה מאוד, מתאימה לעיבוד שבבי ועם עמידות וחוזק טובים יחסית. מתאימה בעיקר ליישומים פשוטים כמו ברגים ורכיבים לתעשיית הרכב.
- ארד / ברונזה – דומה לפליז מבחינת תכונות וסוגי שימושים, מכילה בדיל יחד עם נחושת ולעיתים עוד מתכות בכמויות מזעריות.
למידע נוסף ופרטים נוספים אודות שירותי עיבוד שבבי משוכללים, איכותיים ואמינים ללא פשרות, פנו ליעקובוביץ' כרסום וחריטה היום.
