Hansheng Automation بهعنوان یک تامینکننده حرفهای قطعات ماشینهای بستهبندی تنباکو، مرکز ماشینکاری CNC خود را با دقت 0.002 ± میبالد و به پایانی فوقالعاده-آینه- دست مییابد. در مرحله بعد، مس را بررسی میکنم، مادهای که برای ماشینکاری CNC مناسب است و از روشهای ماشینکاری خودمان استفاده میکنیم.
مس چیست؟
برای اینکه بفهمیم مس چیست، ابتدا باید به این سوال پاسخ دهیم که مس چه نوع ماده ای است؟ مس یک فلز انتقالی طبیعی و انعطاف پذیر با نماد شیمیایی Cu (برگرفته از کلمه لاتین "cuprum") و عدد اتمی 29 است. این یکی از معدود موادی است که می تواند به طور طبیعی در حالت فلزی وجود داشته باشد و یکی از اولین فلزاتی است که توسط انسان استفاده می شد.
چه انواع مس وجود دارد؟
مس یک نوع ماده واحد نیست. در عوض به دو دسته کلی مس خالص و آلیاژهای مس تقسیم می شود. هر نوع عملکرد بهینه شده ای را برای نیازهای خاص ماشینکاری CNC ارائه می دهد.
مس خالص
This type of copper has a purity of ≥99.5%. The most commonly used grade in CNC machining is C110 electrolytic tough pitch copper, which boasts a purity of up to 99.9%. It exhibits excellent electrical conductivity (101.5% IACS, second only to silver), thermal conductivity (391 W/m-K), and ductility (elongation >45٪، کشیدن به سیمهای بسیار نازک-به نازکی 0.01 میلیمتر را امکانپذیر میکند. هنگام ماشینکاری CNC مس خالص، مهم است که به ویسکوزیته بالای آن توجه داشته باشید که به هندسه ابزار تخصصی (مانند زاویه چنگک ابزار بزرگتر یا مساوی 25 درجه) و پوشش TiAlN برای جلوگیری از ایجاد لبه{5} نیاز دارد.
آلیاژهای مس
این نوع آلیاژ مس در درجه اول با افزودن عناصری مانند روی، قلع و سرب به مس خالص ایجاد میشود و استحکام و ماشینکاری آن را افزایش میدهد. انواع متداول عبارتند از:
برنج: یک آلیاژ مس-روی (۵%-۴۵% محتوای روی). برنج C360 (حاوی 2.5%-3.7% سرب) معیاری برای برش مواد مسی{14}رایگان است. شاخص برش آن بر اساس 100% فولاد برش آزاد 1214 است. نیروی برش آن 40٪ کمتر از مس خالص است و عمر ابزار آن سه برابر بیشتر است، که آن را به یک ماده مس ایده آل برای ماشینکاری CNC با فرکانس بالا تبدیل می کند.
برنز: یک آلیاژ مس{0} قلع با مزایای برجسته برای مقاومت در برابر خوردگی (به ویژه مقاومت در برابر آب دریا) و مقاومت در برابر سایش، که آن را برای ماشینکاری قطعات مهندسی دریایی مانند بوش های پروانه مناسب می کند.
اکسیژن-مس آزاد (OFC): با خلوص بیشتر یا مساوی 99.99٪ و محتوای اکسیژن بسیار کم، برای قطعات CNC با دقت بالا (مانند قطعات الکترونیکی خلاء) مناسب است. حتی ناخالصی های جزئی نیز می تواند بر عملکرد آن تأثیر بگذارد.
آلیاژهای{0}}با استحکام بالا: مانند مس C194-آهن-آلیاژ فسفر و آلیاژ مس C195-آهن-روی، استحکام کششی را بهبود میبخشند و در عین حال رسانایی بالا را حفظ میکنند (بیشتر یا مساوی 85 درصد مس خالص)، طراحی سختافزار الکتریکی را امکانپذیر میسازد.
خواص و عملکرد مس چیست؟
| دسته املاک | شاخص های خاص (مس خالص / آلیاژ معمولی: برنج C360) |
|---|---|
| رسانایی الکتریکی | مس خالص: 101.5% IACS; C360 برنج: 25% IACS |
| هدایت حرارتی | مس خالص: 391 W/(m·K); C360 برنج: 29 W/(m·K) |
| مقاومت در برابر خوردگی | مس خالص: نرخ خوردگی جوی < 0.005 میلی متر در سال. برنج C360: کاهش وزن خوردگی آب دریا 40 درصد کمتر از مس خالص، بدون لکههای سیاه سولفید مس در محیطهای حاوی گوگرد{3}} |
| شکل پذیری | مس خالص: نرخ ازدیاد طول > 45%؛ برنج C360: نرخ کشیدگی 23% |
| ماشین کاری | مس خالص: ویسکوزیته بالا، نیاز به ابزار ویژه. برنج C360: نیروی برش 60 درصد مس خالص است، طول تراشه < 1 میلی متر، زبری سطح مقدار Ra 50 درصد کمتر است. |
| خاصیت آنتی باکتریال | هم مس خالص و هم برنج: یونهای مس پروتئینهای میکروبی را از بین میبرند، رادیکالهای آزاد ساختارهای سلولی را پاره میکنند و E.coli و استافیلوکوک اورئوس را از بین میبرند. |
| ویژگی مکانیکی - قدرت | مس خالص: استحکام کششی ≈ 210MPa. C360 برنج: استحکام کششی 140-350MPa |
| ویژگی مکانیکی - سختی | مس خالص: HB 35-45; برنج C360: HB 65-75 (تقویت شده با سرب) |
فرآیند ماشینکاری CNC مواد مس
مواد مس مناسب را بر اساس الزامات قطعه انتخاب کنید:
اجزای رسانا (مانند شینه): مس خالص C110 را انتخاب کنید.
قطعاتی که اغلب رزوه می شوند (مانند قرقره): برنج C360 را انتخاب کنید (برای راندمان ماشینکاری بالا).
اتصال دهنده های دریایی: برنجی را با عملیات سطح غیرفعال انتخاب کنید (عمر پاشش نمک > 1000 ساعت).
اره کردن یا برش مواد خام به شکل بیلت (بلوک یا میله) ضایعات ماشینکاری را کاهش می دهد. تمیز کردن بیلت ها روغن و زنگ زدگی را از بین می برد تا از نقص ماشینکاری جلوگیری شود.
مدل CAD را در نرم افزار CNC وارد کنید و مسیر ابزار را بر اساس خواص مواد بهینه کنید:
مس خالص: از سرعت تغذیه کمتر و سرعت اسپیندل بالاتر استفاده کنید و از ابزارهای پوشش داده شده TiAlN{0}} استفاده کنید.
برنج C360: نرخ خوراک را می توان تا دو برابر مس خالص افزایش داد و از ابزارهای کاربید معمولی استفاده کرد.
زبر کردن: مواد اضافی را به سرعت از بین می برد. برای مس خالص، از مایع برش حاوی مواد افزودنی گوگرد برای جلوگیری از چسبندگی استفاده کنید. برنج را می توان خشک-برش داد و زبری سطح تا 0.8 میکرومتر را به دست آورد.
در نهایت: از ابزارهای دقیق برای کالیبره کردن ابعاد و سطوح استفاده کنید و اطمینان حاصل کنید که تحمل قطعات با استانداردها مطابقت دارد (مثلاً 0.005 ± میلی متر).
سوهان زدایی: از لکه زدایی با لیزر استفاده کنید، به خصوص برای قطعات مسی کوچک (مثلا پین) که برای ماشینکاری CNC ماشینکاری شده اند.
درمان ضد اکسیداسیون: قطعات مسی خالص تحت تمیز کردن اولتراسونیک، غیرفعال شدن (پوشش کرومات یا بنزوتریازول) و بستهبندی خلاء قرار میگیرند و از یک -سال عمر بدون اکسیداسیون- اطمینان حاصل میکنند.
بازرسی: رسانایی، دقت ابعاد و کیفیت سطح برای اطمینان از انطباق با استانداردها بررسی می شود.
صنایعی که در آنها از محصولات مس استفاده می شود
الکترونیک و صنعت برق
عمدتاً در اتصالات رسانا، روتورها/استاتورهای موتور، سیمپیچهای ترانسفورماتور و سینکهای حرارتی برای تلفنهای همراه و لپتاپ استفاده میشود.
صنعت خودرو و هوافضا
خودرو: سوپاپهای برنجی (-خود روانشونده، ضریب اصطکاک 0.08)، کابلهای باتری مسی خالص
هوافضا: اجزای مسی{0} بدون اکسیژن (مقاوم در برابر خوردگی-ارتفاع بالا)، اتصال دهنده های برنجی (سبک و در عین حال{2}}استحکام بالا).
صنعت پزشکی
معمولاً در مجموعههای ابزار جراحی، محفظههای دستگاههای پزشکی و پدهای الکترود استفاده میشود که هم زیست سازگاری و هم خواص ضد میکروبی را ارائه میدهد.
صنایع دریایی و ساختمانی
دریایی: اتصالات برنجی (مقاوم در برابر پاشش نمک)، بوش های محور پروانه برنزی (مقاوم در برابر خوردگی آب دریا)
ساخت و ساز: اتصالات لوله برنجی (رزوه ای دقیق)، سقف مسی خالص (بادوام و از نظر زیبایی شناسی).
صنعت انرژی های تجدیدپذیر
در سیمپیچهای توربین بادی، کانکتورهای پنل خورشیدی و غیره استفاده میشود و از رسانایی بالا برای کاهش تلفات انتقال استفاده میکند.
آیا مواد مس ایمن است؟
مواد مس در صورت استفاده صحیح و با احتیاطات لازم، چه در حین ماشینکاری CNC و چه در کاربرد نهایی، ایمن هستند.
ایمنی ماشینکاری
خطر رسانایی الکتریکی: مس رسانای الکتریکی است. برای جلوگیری از برق گرفتگی در حین ماشینکاری، تجهیزات CNC را به درستی به زمین متصل کنید.
محافظ سیال برش: سیالات برش حاوی گوگرد{0} معمولاً هنگام ماشینکاری مس خالص استفاده می شود. اپراتورها باید برای جلوگیری از تماس مستقیم با پوست دستکش بپوشند و از تهویه مناسب در ناحیه ماشینکاری برای جلوگیری از استنشاق مواد فرار استفاده کنند.
ایمنی برنامه
مزیت ضد میکروبی: مس دارای خواص ضد میکروبی ذاتی است. قطعات پزشکی ساخته شده از مس از طریق پردازش CNC به کاهش خطرات آلودگی متقاطع میکروبی-و عملکرد بهتر از مواد پلاستیکی خاص کمک می کند.
محدودیت های استفاده: مس به طور کلی برای ظروف تماس مستقیم با غذا (به عنوان مثال، بدون پوشش) به دلیل آسیب احتمالی ناشی از مصرف بیش از حد مناسب نیست. برای اجزای آب آشامیدنی، محصولات آلیاژی مس با پوششهای{3}غذایی باید انتخاب شوند.
سوالات متداول
س: چه ابزار و پارامترهای برشی برای ماشینکاری CNC مس خالص و برنج C360 توصیه می شود؟
پاسخ: برای مس خالص به دلیل چسبندگی زیاد، ابزارهایی با زاویه جلوی بزرگتر یا مساوی 25 درجه با پوشش TiAlN انتخاب کنید. از مایعات برش حاوی افزودنی های سولفیدی برای جلوگیری از تشکیل لبه های بالا استفاده کنید. برای برنج C360-یک ماده مسی معمولاً CNC{6}}ماشینکاری شده-ابزار کاربید استاندارد کافی است. در شرایط برش خشک، زبری سطح می تواند به Ra 0.8μm برسد، با نرخ خوراک دو برابر مس خالص قابل دستیابی است.
س: چرا آلیاژهای مس (مانند برنج) در حین جوشکاری به راحتی ترک می خورند؟ چگونه می توان از این امر جلوگیری کرد؟
الف: ترکخوردگی عمدتاً از عناصر با نقطه جوش پایین (روی/سرب) در آلیاژهای مس در حین جوشکاری بخار میشود و باعث ایجاد تخلخل در جوش میشود. روشهای پیشگیری: برای جوشکاری برنجی، از جوشکاری TIG با سیم برنزی سیلیکونی از قبل تنظیم شده (ERCuSi-A) استفاده کنید. برای جوشکاری مس خالص، مواد پایه را تا 400 درجه از قبل گرم کنید و از الکترودهای مس اکسیدزدای فسفر{7}(ECu) استفاده کنید. با اجرای مناسب، استحکام اتصال می تواند به 90٪ از مواد پایه برسد.
س: چگونه می توان از اکسید شدن و سیاه شدن سطح به طور موثری در قطعات مسی خالص ماشینکاری شده CNC{0}} جلوگیری کرد؟
پاسخ: یک فرآیند حفاظتی سه مرحله ای- را اجرا کنید:
① تمیز کردن اولتراسونیک برای حذف مایعات برش.
② غیرفعال سازی کرومات یا بنزوتریازول برای تشکیل یک فیلم محافظ (~0.5μm).
③ بسته بندی وکیوم.
س: آیا برنج C360 می تواند جایگزین مس خالص برای اجزای رسانا با دقت بالا (مثلاً اتصالات- جریان بالا) شود؟
A: No. Pure copper's conductivity (101.5% IACS) far exceeds C360 brass (25% IACS). Brass exhibits significantly higher temperature rise under high currents (>50A) و فقط برای برنامههای-سیگنال پایین مناسب است (<1A) to reduce costs.
س: برای اطمینان از دوام قطعات مسی مورد استفاده در محیطهای دریایی، چه پستی{0}}فرآوری لازم است؟
پاسخ: برنج با غیرفعال شدن سطحی انتخاب ارجح است. فیلم اکسید مبتنی بر روی-که تشکیل میدهد میتواند بیش از 1000 ساعت آزمایش اسپری نمک را تحمل کند. اگر از مس خالص استفاده شود، برای دستیابی به عملکرد معادل، به آبکاری نیکل اضافی نیاز است، اما این امر هزینه ها را 30 درصد افزایش می دهد.
سلب مسئولیت
Hansheng Automation نمی تواند صحت، کامل بودن یا به موقع بودن تمام اطلاعات این صفحه را تضمین کند. تمام توصیفات پارامترهای عملکرد، تحملهای هندسی، طراحی، مواد و فرآیندها فقط برای مرجع هستند و نباید به عنوان مبنایی برای تصمیمگیری-به آنها اعتماد کرد. مشخصات محصول نهایی منوط به قرارداد بین شما و{3}}تامین کننده شخص ثالث است.