עבור רוב האנשים, כאשר הם חושבים על מתכות, אחד הדברים הראשונים שעולים לראש הוא שמדובר על חומרים מאוד קשים, בהכללה. אך עבור כל מי שעובד עם מתכות, ברור שיש המון סוגים של מתכות שונות, חלקן קשות מאוד וחלקן משמעותית רך יותר, כאשר יש לכך מן הסתם השפעה עצומה על יכולות העיבוד, החוזק ופרמטרים נוספים אשר יכולים להיות קריטיים בתעשייה. היום נדבר על מתכת הקשה ומה שימושה בתעשייה.
מה זה בכלל מתכת קשה?
באופן כללי, מתכות מהוות קבוצה נפרדת של יסודות כימיים, כאשר המאפיינים המרכזיים של מתכות הם מצב צבירה מוצק בטמפרטורת החדר (חוץ מכספית כידוע), יכולת להוליך חשמל וכמו כן יכולת להוליך חום. תכונות נוספות שיש לרוב המתכות הן למשל צפיפות גבוהה של החומר (האטומים), הן מבריקות למראה, רמה יחסית גבוהה של קשיחות, מותכות ורותחות בטמפרטורות גבוהות מאוד, אפשר לרקע ולמתוח אותן והן לרוב יקיימו את האפקט הפוטואלקטרי.
בתוך קבוצת המתכות, יש מתכות קשות יותר ומתכות רכות יותר. כשמכניסים לתמונה סגסוגת המורכבות משילוב של כמה מתכות לכדי חומר חדש, אז כבר מקבלים עוד מגוון של רמות קשיות ורכות של מתכות. מתכת קשה היא מתכת המאופיינת בצפיפות אטומית רבה יותר ורמת קשיות גבוהה – פשוטו כמשמעו המתכת יותר קשה למגע, לעיבוד ולשחיקה. יש מתכות קשות טבעיות שהן יסודות כימיים נפרדים וישנן מתכות קשות שהן סגסוגות וחיבורים של כמה מתכות שונות ליצירת חומר קשה ומאוד עמיד לשחיקה.
כספית, זהב, נחושת, בדיל הן דוגמאות למתכות רכות במידה רבה או בינונית, פחות קשות לעומת מתכות קשות ולכן פחות מתאימות – במצבן הבסיסי והטהור – לעיבוד שבבי וייצור של רכיבים המחייבים רמת קושי גבוהה. דוגמאות למתכות קשות מאוד נפוצות בתעשייה הן ברזל וסגסוגות פלדה למיניהן וסגסוגות אלומיניום.
מתכות קשות בתעשייה – שימושים, יישומים ויתרונות
בתעשייה – על שלל גווניה והיבטיה – נעשה שימוש נרחב מאוד במתכות קשות. שימוש זה כולל שימוש במתכות קשות פשוטות, במבנים גדולים שחייבים להיות חזקים ועמידים וגם במוצרים קטנים ומדויקים המצריכים רמת קושי גבוהה. בנוסף, בתעשייה כאשר אומרים מתכת קשה (מתק"ש) לא אחת הכוונה היא לסגסוגות מיוחדות העשויות קרבידים העוברים תהליך סנטור וחיבור של כמה מתכות שונות לכדי מתכת אחת – זאת כדי לייצר מתכת קשה ועמידה מאוד לשחיקה, למשל לצרכי הכנת כלי עיבוד שבבי, מקדחים ושאר רכיבים קשים ועמידים מאוד.
מתכות קשות בתעשייה חייבות כמובן להיות קשות ובנוסף לרוב נחפש בהן תכונות כמו חוזק רב בפני כוחות שבירה וגזירה, עמידות רבה לשחיקה מכאנית, עמידות לחום וכיוצא באלו – תכונות היוצרות חוזק, אמינות, עמידות ואפשרות לעבד בעזרת ציוד מתכת קשה מתכות וחומרי גלם אחרים.
הברזל היא מתכת קשה מאוד, היא גם נפוצה מאוד ואפשר ליצור בעזרתה סגסוגות רבות של פלדה. לכן הפלדה והברזל כה נפוצים בשימושים תעשייתיים רבים מאוד, גם משיקולי מחיר וגם משיקולי חוזק, עמידות ורמת קושי. מתכות קשות מורכבות וקשות אף יותר, משמשות בתעשייה לרוב לייצור רכיבי חיתוך ועיבוד שבבי, ראשי עיבוד ומקדחים למשל, למכונות קונבנציונאליות ולמכונות CNC מתקדמות.
היתרונות של מתכת קשה מתבטאים כמובן בעיקר ברמת הקשיות הגבוהה שלהן, מה שכאמור נותן למתכות וסגסוגות אלו עמידות וחוזק רב מפני שחיקה וכוחות פיזיקליים חזקים, לכן זוהי בחירה קלאסית למקדחים, ראשי עיבוד שבבי וכיוצא באלו.
