چند نوع مس در داخل یک دستگاه پنهان شده است؟

وقتی مردم به مس فکر می کنند، اولین چیزی که به ذهن می رسد معمولا سیم کشی برق است. در حالی که درست است که سیم ها و کابل ها مصرف کنندگان اصلی مس هستند، دست کم گرفتن نقش آن در ماشین آلات اشتباه خواهد بود.

اگر یک ماشین را جدا کنید، در همه جا مس می‌بینید-از اجزای رسانا و سینک‌های حرارتی گرفته تا یاتاقان‌های دوار و فنرهای دقیق. با این حال، این دیگر مس خالص نیست. برای ایجاد موادی با خواص بسیار متفاوت با عناصر مختلف آلیاژ شده است. امروز، بیایید آلیاژهای مس را که معمولاً در طراحی مکانیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند و آنچه که هر یک از آنها را خاص می‌کند، بررسی کنیم.

مس خالص: در رسانایی بی رقیب، اما فاقد سختی

همه ما با مس خالص آشنا هستیم-به دلیل رنگ بنفش متمایز-که اغلب به آن «مس قرمز» می‌گویند. ویژگی برجسته آن هدایت الکتریکی و حرارتی استثنایی آن است. در میان تمام فلزات، پس از نقره در رتبه دوم قرار دارد. اگر در حال تولید هیت سینک، شینه یا کابل هستید، مس خالص{4}} بهترین گزینه است.

مس رایگان-اکسیژن با خلوص بالا- (Ningbo Jianxi New Materials)

با این حال، مس خالص یک اشکال دارد: نرم است. استحکام و سختی کمی دارد. بر خلاف فولاد، که می‌توان آن را از طریق کوئنچ و تمپر تقویت کرد، مس خالص تنها برای افزایش اندکی در استحکام به کار سرد (مانند کشش سرد یا نورد سرد) متکی است.

نمرات متداول مس خالص شامل T1، T2، T3 و T4 است که با افزایش تعداد، خلوص کاهش می یابد. T1 بالاترین خلوص و بهترین رسانایی را ارائه می دهد و آن را برای کاربردهای سخت مناسب می کند. T2 پرکاربردترین گرید است که در سراسر صنایع مکانیکی و الکتریکی یافت می شود. T3 و T4 سطح خلوص پایین تری دارند و در کاربردهای کم تقاضا مورد استفاده قرار می گیرند.

علاوه بر مس خالص استاندارد، مس بدون اکسیژن-(TU1، TU2) نیز وجود دارد که محتوای اکسیژن بسیار کمی دارد و برای دستگاه های خلاء و اجزای{3} رسانایی بالا ایده آل است. سپس فسفر{5}}مس اکسید شده (TP1، TP2) وجود دارد. افزودن فسفر جوش پذیری را بهبود می بخشد و آن را به گزینه ای مکرر برای کندانسور و لوله مبدل حرارتی تبدیل می کند.

برنج: روی باعث افزایش سختی و کاهش هزینه می شود

مس خالص خیلی نرم و نسبتاً گران است. راه حل؟ روی اضافه کنید. آلیاژ مس و روی به نام برنج شناخته می شود.

افزودن روی هم استحکام و هم سختی را افزایش می‌دهد، ماشین‌کاری را بهبود می‌بخشد و هزینه‌ها را در مقایسه با مس خالص کاهش می‌دهد. بسیاری از اجزای ساختاری در ماشین آلات از برنج ساخته می شوند. تجزیه و تحلیل ترکیب برنجی و کاربردها - مواد فلزی Dongguan Jinbing

برنج به دو دسته تقسیم می شود. اولین مورد برنج معمولی است که به سادگی از مس و روی تشکیل شده است. نمرات به عنوان "H" و به دنبال آن یک عدد نشان دهنده محتوای مس تعیین می شود. به عنوان مثال، H68 حاوی تقریباً 68٪ مس است. انواع مس بالا مانند H68 و H70 انعطاف پذیری خوبی دارند و آنها را برای قطعات عمیق-کشیده و سرد-مناسب می‌سازد. انواع با محتوای مس کمتر، مانند H59 و H62، دارای استحکام و سختی بالاتری هستند، که آنها را برای قطعات مهر شده، مهره‌ها و اجزای{13} فورج گرم ایده‌آل می‌سازد.

دسته دوم برنج مخصوص است که عناصر اضافی را در کنار مس و روی ترکیب می کند. سرب-برنج اضافه شده (به عنوان مثال، HPb59-1) قابلیت ماشینکاری عالی را ارائه می‌دهد-در طول پردازش خودکار تراش، شکستگی‌های تمیز ایجاد می‌کند- و اغلب برای اتصالات، بدنه سوپاپ‌ها و اجزای ابزار استفاده می‌شود. قلع{13}}برنج اضافه شده (به عنوان مثال HSn62-1) در برابر خوردگی آب دریا مقاوم است و برای اجزای دریایی ضروری است. برنج اضافه شده با آلومینیوم (به عنوان مثال، HAl60-1-1) دارای استحکام و سختی فوق العاده ای است که برای اتصالات لوله و شیرهای مقاوم در برابر خوردگی مناسب است.

برنز: متنوع ترین رده با وسیع ترین طیف خواص

اصطلاح "برنز" جالب است. در حالی که برنز باستانی کاملاً یک آلیاژ مس-قلع بود، طبقه‌بندی مدرن تقریباً همه آلیاژهای مس-به جز برنج و مس و نیکل{3}} را در زیر چتر "برنز" قرار می‌دهد. برنز قلع، برنز آلومینیوم، برنز بریلیم، برنز سیلیکون ... انواع متعددی هستند که هر کدام نقاط قوت خود را دارند.

آثار باستانی برنزی در موزه برنز شانشی به نمایش گذاشته شد (سینا نیوز)

برنز قلع سنتی ترین شکل برنز است. افزودن قلع باعث ایجاد مقاومت در برابر سایش، خواص ضد اصطکاک و مقاومت در برابر خوردگی می‌شود و در عین حال مواد را مغناطیسی نمی‌کند. این یک ماده اصلی برای قطعاتی است که به مقاومت در برابر سایش و اصطکاک کم نیاز دارند، مانند یاتاقان‌های کشویی، بوش‌ها، چرخ‌دنده‌های حلزونی و پیچ‌ها/مهره‌های سربی. نمرات رایج عبارتند از ZCuSn10P1 و QSn4-3.

آلومینیوم برنز با استحکام بالا، سختی بالا و مقاومت در برابر سایش و همچنین مقاومت استثنایی در برابر خوردگی و فرسایش آب دریا مشخص می شود. برای بوشن‌های سنگین-، چرخ‌دنده‌های حلزونی، چرخ دنده‌ها، سوپاپ‌ها، بدنه پمپ و اجزای ماشین‌آلات دریایی مناسب است. نمرات رایج عبارتند از ZCuAl10Fe3 و QAl9-2. شایان ذکر است که برنز آلومینیومی دارای قابلیت خاصی است: در اثر ضربه جرقه ایجاد نمی کند و برای استفاده در محیط های قابل اشتعال یا انفجار ایمن است.

برنز بریلیم در میان برنزها «ستاره‌آور» است. از طریق افزودن بریلیم به دنبال درمان محلول و پیری، به استحکام، سختی، محدودیت های الاستیک و مقاومت در برابر خستگی استثنایی دست می یابد. برای فنرهای دقیق، فنرهای تماسی، رله‌های رله، کانکتورها و ابزارهای ضد انفجار ضروری است. یک درجه رایج TBe2 (QBe2 سابق) است. با این حال، بریلیم برنز گران است و اکسیدهای بریلیم و گرد و غبار سمی هستند، بنابراین اقدامات حفاظتی در طول تولید و استفاده ضروری است.

کوپرونیکل: نیکل{0}}مقاومت در برابر خوردگی را افزایش داد

کوپرونیکل آلیاژی از مس و نیکل با ظاهری{0}}نقره‌ای سفید است. از آنجایی که نیکل و مس در تمام نسبت ها به طور متقابل محلول هستند، مس نیکل دارای انعطاف پذیری، استحکام، مقاومت در برابر حرارت و مقاومت در برابر خوردگی عالی است.

ویژگی های کلیدی نقره نیکل (نوعی کوپرونیکل) – Xinlincheng Metal

کوپرونیکل استاندارد (B5، B10، B30) در ماشین آلات دقیق، ابزار دقیق و قطعات مقاوم در برابر خوردگی استفاده می شود. کوپرونیکل اصلاح‌شده با آهن-(BFe10-1-1، BFe30-1-1) مقاومت فوق‌العاده‌ای در برابر آب دریا و فرسایش - خوردگی ارائه می‌کند و آن را به انتخابی مکرر برای لوله‌های دریایی، کندانسورها و مبدل‌های حرارتی تبدیل می‌کند. کوپرونیکل اصلاح شده با منگنز (BMn40-1.5) دارای مقاومت پایدار و خواص ترموالکتریک خوب است که آن را برای اجزای مقاوم و مواد ترموکوپل ضروری می کند.

کروم-مس زیرکونیوم: بهترین-رسانایی بالا همراه با سختی

برخی از کاربردها به ترکیبی از هدایت الکتریکی و حرارتی بالا در کنار استحکام و سختی خاص نیاز دارند. مس خالص خیلی نرم است، در حالی که سایر آلیاژهای مس اغلب فاقد رسانایی کافی هستند. کروم-مس زیرکونیوم برای برآورده کردن این الزامات متناقض ساخته شده است.

با افزودن کروم و زیرکونیوم و اعمال محلول درمانی و پیری، تعادل بین قدرت و رسانایی به دست می آید. کروم-مس زیرکونیوم ماده اولیه برای اجزایی است که باید جریان الکتریسیته را در حین تحمل تنش مکانیکی، مانند الکترودهای جوشکاری مقاومتی، کلاهک الکترود، چرخ‌های جوشکاری، گیره‌های رسانا، و درج‌های قالب با قابلیت هدایت حرارتی بالا، هدایت کنند.

آیا ویژگی ها و زمینه های کاربردی کروم-مس زیرکونیوم را می شناسید؟ - وب سایت محصولات صنعت مس Jintian

در مقایسه با مس بریلیوم، مس کروم-زیرکونیوم هدایت الکتریکی بالاتری را ارائه می‌کند (تقریباً 43 MS/m)، اگرچه سختی و دمای نرم شدن آن کمی پایین‌تر است. از نظر هزینه، مس کروم-زیرکونیوم مقرون به صرفه تر است و ارزش بسیار خوبی برای پول ارائه می دهد.

بلبرینگ آلیاژهای مس: مهندسی شده برای چرخش

قطعاتی مانند یاتاقان‌های کشویی و بوش‌ها الزامات مواد منحصر به فردی دارند: آنها باید در برابر سایش مقاوم باشند، اصطکاک کم داشته باشند، در برابر گرفتگی مقاوم باشند، و گرما را به طور موثر دفع کنند.

محصولات شرکت – کارخانه بلبرینگ کشویی شانگهای ژنپو

برنز سرب (ZCuPb30) به طور خاص برای این کاربردها توسعه یافته است. محتوای سرب به عنوان روان کننده عمل می کند و خواص ضد اصطکاک عالی، قابلیت جاسازی و مقاومت در برابر گرفتگی را ارائه می دهد. با این حال، برنز سرب فاقد استحکام ساختاری ذاتی است و در حین ریخته‌گری (جایی که سرب به پایین ته نشین می‌شود) مستعد جداسازی گرانشی است. در نتیجه، معمولاً به عنوان یک پوسته یاتاقان دو فلزی با یک پشتیبان فولادی تولید می شود-فولاد استحکام ساختاری را فراهم می کند، در حالی که برنز سرب به عنوان لایه ضد-اصطکاک عمل می کند. این به طور گسترده ای در پوسته های یاتاقان موتور، یاتاقان های موتور دیزل و یاتاقان های کمپرسور استفاده می شود.

قلع برنز یکی دیگر از مواد مناسب برای یاتاقان است. به عنوان مثال، درجه ZCuSn10P1، استحکام، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر خستگی بالا را ارائه می‌کند، که آن را برای یاتاقان‌های کشویی که تحت بارهای متوسط-تا-با شرایط روانکاری خوب کار می‌کنند، ایده‌آل می‌کند.

صنعت تکامل می‌یابد و آلیاژهای مس نیز همین‌طور است

پس از بحث در مورد نمرات سنتی، بیایید به روندهای جدید در صنعت نگاه کنیم.

بازار آلیاژهای مس قابل توجه است. پیش بینی می شود که بازار جهانی آلیاژهای مس پیشرفته تا سال 2025 به 4.45 میلیارد دلار برسد. بازار چین حتی بزرگتر است. با ارزش 210 میلیارد یوان در سال 2022، پیش بینی می شود تا سال 2028 از 300 میلیارد یوآن فراتر رود.

صنایع در حال ظهور تقاضا برای آلیاژهای مس را افزایش می دهند. بخش‌هایی مانند وسایل نقلیه با انرژی جدید، هوافضا، ارتباطات 5G، و{2}}راه‌آهن پرسرعت، تقاضای فزاینده‌ای برای آلیاژهای مس با کارایی بالا- ایجاد می‌کنند. آلیاژهای مس مورد استفاده در اتصالات، و همچنین انواع-استحکام،-رسانایی بالا، و مقاوم{7}}درجه حرارت{8} بالا، در حال تکرار و ارتقاء مداوم هستند.

در سال 2025، Mitsubishi Materials یک آلیاژ مس جدید-با استحکام بالا، MSPTM5-ESH، برای استفاده در الکترونیک خودرو توسعه داد. شرکت‌های داخلی نیز پیشرفت‌های چشمگیری دارند. Huazhong Copper به تولید-مقیاس بزرگ آلیاژهای مسی با کیفیت- دست یافته است. فناوری پرینت سه بعدی آلیاژ مس نیز در حال پیشرفت است. اکنون امکان چاپ مواد بسیار انعکاسی و نسوز مانند مس کروم-زیرکونیوم وجود دارد.

در نهایت، وقتی نوبت به انتخاب یک آلیاژ مس می رسد، به یک چیز خلاصه می شود: مشخص کردن نیازهای شما.

آیا به هدایت الکتریکی نیاز دارید؟ هدایت حرارتی؟ مقاومت در برابر سایش؟ مقاومت در برابر خوردگی؟ خاصیت ارتجاعی؟ یا ترکیبی از چندین ملک؟ نیازهای مختلف برای آلیاژهای مس متفاوت است. هیچ آلیاژ واحد "جهانی" وجود ندارد.

به عنوان مثال، مواد مورد استفاده برای اتصال دهنده ها ممکن است بسته به اینکه از طریق مهر زنی یا چرخش ساخته شده باشند، متفاوت باشد. به طور مشابه، مواد مورد استفاده برای یاتاقان ها بر اساس اینکه برنامه شامل شرایط بار-سرعت بالا، سنگین- یا شرایط بار کم-سرعت، سبک{4}} باشد، متفاوت است. انتخاب مواد همه چیز در مورد ایجاد تعادل بین عملکرد، قابلیت ساخت و هزینه است.