TU3 C10200 חמצן-נחושת חופשית: טוהר, מוליכות ויישומים

מהו נחושת-ללא חמצן

נחושת ללא-חמצן היא נחושת שהומסה ויוצקה בתנאים שמרחיקים חמצן מהמתכת, ולא נחושת שעברה שחרור מחמצן על ידי תוספת תגובתית. ההבחנה חשובה: נחושת-קשה מכילה חמצן כחלקיקי תחמוצת מפוזרים, ונחושת מפושטת זרחן- מכילה זרחן מומס, בעוד שנחושת -נטולת חמצן אינה מכילה אף אחת מהן במידה משמעותית. התוצאה היא מתכת בעלת טוהר גבוה מאוד השומרת על מוליכות גבוהה, מרתכת ללא התפרקות ומשחררת מעט מאוד גז בחימום בוואקום.

TU3 הוא הכינוי המשמש במערכת הנחושת המחושלת- הסינית, ו-C10200 הוא דרגת UNS המקבילה, המתוארת בדרך כלל כ-OF או נחושת -נטולת מוליכות גבוהה-. בפועל שני הייעודים משמשים לסירוגין בפניות מסחריות, אך מגבלות הטוהר והחמצן המצוינות בשתי המערכות אינן זהות, ולכן דרישות התקן המופיע בהזמנה קובעות את החומר הנמסר.

דרישות הרכב והשוואות ציונים

שתי נקודות יש לקרוא בעיון מטבלה זו. הראשון הוא שמגבלות הטוהר הסיניות והאמריקאיות אינן תואמות את הציון לדרגה: TU3 ב-99.90% מינימום הוא צעד מתחת ל-C10200 ב-99.95% מינימום במונחי טוהר, למרות ששניהם מטופלים לעתים קרובות כמקבילים. השני הוא ש-ללא חמצן הוא הצהרה על תכולת חמצן, לא על דרגת חשמל בלבד; C10100 ו-C10200 שניהם נטולי חמצן-, אבל C10100 מטיל מגבלה הרבה יותר הדוקה על החמצן ועל סך כל היסודות האחרים.

המסמכים המנהלים הם GB/T 5231 עבור נחושת מחושלת וסגסוגות נחושת במערכת הסינית, ASTM B152 עבור לוחות, יריעות, רצועות ומוט מגולגל ו-ASTM B170 עבור נחושת אלקטרוליטית נטולת חמצן במערכת האמריקאית, עם EN 1412 ותקני EN המקבילים למוצרים המשמשים להזמנות אירופיות.

מאפיינים פיזיים, חשמליים ומכניים

מכיוון שהמתכת כל כך טהורה, התכונות המכניות שלה נשלטות כמעט לחלוטין על ידי מזג ולא על ידי סגסוגת. חומר רך-מחושל הוא רקיע וניתן לצורה; מזג קר-מעובד מעלה את החוזק והקשיחות תוך הפחתת ההתארכות. תקן המוצר עבור הצורה והמזג הספציפיים נותן את חוזק המתיחה המינימלי, התארכות וגודל גרגר, ויש לבדוק ערכי תעודה מול אותה טבלה ולא מול נתונים כלליים.

מדוע מוליכות וחמצן נמוך חשובים ביחד

זיהומים מומסים מפזרים אלקטרונים, כך שכל אלמנט הקיים בתמיסה מוצקה מפחית את המוליכות. כסף, שהוא הטומאה הנפוצה היחידה שאינה פוגעת במוליכות, נספר עם הנחושת. חמצן שונה: בנחושת- קשיחה הוא קיים ברובו כחלקיקי תחמוצת, ולמרות שחלקיקים אלו גם מפחיתים מעט את המוליכות, הבעיה החמורה יותר היא התגובה שלהם עם מימן בטמפרטורה גבוהה. נחושת נטולת -חמצן מסירה את שתי הבעיות בבת אחת, וזו הסיבה שהדרגה מצוינת בכל מקום שבו נחושת חייבת לשלב מוליכות מקסימלית עם ריתוך, הלחמה או שירות ואקום בטמפרטורה גבוהה-.

קצב יציאת הגזים הנמוך הוא התוצאה השנייה של הטוהר של הכיתה ותכולת החמצן הנמוכה, וזו הסיבה שנחושת נטולת החמצן-משמשת עבור רכיבי תאי ואקום, מבנים מאיצים וחלקי מכשיר-אלקטרונים. בתפקידים אלה אסור לחומר לשחרר גז לחלל מפונה, ונחושת עם תכולת גז שיורית נמוכה היא הבחירה המעשית.

עיבוד וייצור

נחושת נטולת -חמצן ניתנת לעיבוד קר בקלות על ידי שרטוט, גלגול, כיפוף ושרטוט עמוק, עם חישולי ביניים מתוזמנים עם בניית-התקשות העבודה. ניתן להלחם, להלחים ולרתך אותו באמצעות תהליכי הנחושת הסטנדרטיים, והוא מולחם בצורה נקייה במיוחד מכיוון שאין חלקיקי תחמוצת שיגיבו עם אווירת התנור. החישול מתבצע באווירה מבוקרת או מפחיתה, ומכיוון שהדרגה אינה מכילה חמצן, אין סיכון להתפרקות שתשפיע על נחושת- קשיחה באותו תנור.

ניקיון פני השטח הוא קריטי בעבודות חשמל ואקום. משטחי נחושת מתחמצנים באיטיות בטמפרטורת החדר ובמהירות כאשר הם מחוממים באוויר, כך שחלקים שיצטרפו באמצעות ריתוך, הלחמה או הדבקת דיפוזיה מנוקים בדרך כלל, ובמקום שהיישום דורש זאת, מוגנים או מעובדים באופן מיידי. סימני טיפול, ברזל מוטבע מכלי עבודה וטביעות אצבע הם כולם מקורות זיהום שיש להסיר לפני סגירת מפרק ואקום או-מוליכות גבוהה.

יישומים

מכשירי ואקום ואלקטרונים:ספינות ורכיבים של תאי ואקום, מבנים מאיצים, חלקי מגנטרון וקליסטרון, מטרות מקרטעות.

מוליכים חשמליים:פס, צינור אוטובוס, פיתולי שנאים, מוליכים של מתג וחיבורי זרם גבוה-.

העברת כוח והפצה:רכיבי תחנות משנה ומפרקי זרם-כבדים שבהם התנגדות המפרק חייבת להישאר נמוכה.

מפעל פוטו וולטאי וסוללות:חיבורי מערך ומהפך, וחיבורי סוללה וחומר אפיק.

מובילי גל ורכיבי-תדר רדיושבו מוליכות פני השטח שולטת בביצועים.

אטמי זכוכית-ל-מתכת ומכלולים מולחמיםשדורשים מצע נקי-ללא חמצן.

רשימת בדיקה והזמנה

הוראת נחושת -נטולת חמצן צריכה לציין את הציון הן לפי הסינית והן לפי הכינוי של UNS כאשר שניהם רלוונטיים, צורת המוצר, המזג, המידות והסובלנות והתקן שלפיו החומר ייבדק. בדיקה בדרך כלל מכסה את הניתוח הכימי, כולל סך כל שאר היסודות, קביעת חמצן, המוליכות, תכונות המתיחה וההתארכות, וגודל הגרגר; מפרקים וחלקי ואקום עשויים להוסיף דליפת הליום או בדיקה קולית בשלב ההרכבה.

שגיאת ההזמנה השכיחה ביותר היא להתייחס לדרגות השונות של {{0}החמצן ללא החמצן כניתנות להחלפה. אם היישום דורש את הטוהר של TU1 או את גבולות החמצן והטומאה המחמירים יותר של C10100, הזמנת TU3 או C10200 תספק חומר ללא-חמצן אך לא בטוהר הנדרש. הציון הנכון והתקן הנכון חייבים להופיע בשאילתה, ויש לקרוא את התעודה מול הטבלה הנכונה.

שאלות נפוצות

ש: האם TU3 זהה ל-C10200?
הם המקבילים הקרובים ביותר במערכות שלהם, אך מגבלות הטוהר שונות: TU3 דורש מינימום 99.90% נחושת, בעוד ש-C10200 דורש 99.95%. התקן הנקוב בצו שולט.

ש: מהי תכולת החמצן של נחושת -נטולת חמצן?
מפרטי ASTM נמוכים מאוד של - מגבילים את החמצן ל-0.001% עבור C10200 ו-0.0005% עבור C10100. תכולת החמצן הנמוכה היא שמונעת התפרקות מימן ומגבילה את יציאת הגזים.

ש: למה להשתמש בנחושת נטולת-חמצן במקום בנחושת-קשה?
נחושת זפת קשיחה- מכילה חלקיקי תחמוצת המגיבים עם מימן בטמפרטורה גבוהה ומפצחים את המתכת. ריתוך נחושת ללא -חמצן, הלחמות ואקום- ללא סיכון זה, תוך שמירה על מוליכות ב-100% IACS ומעלה.

ש: עד כמה מוליך נחושת C10200?
נחושת נטולת חמצן מנופחת-מגיעה ל-100% IACS או מעט יותר, יחד עם מוליכות תרמית של בערך 390 W/(m·K), מה שמציב אותה בין המתכות המסחריות המוליכות ביותר הזמינות.

ש: האם ניתן לרתך נחושת ללא-חמצן?
כֵּן. הוא מרותך ומולחם בתהליכי הנחושת הסטנדרטיים, והחופש שלו מחלקיקי תחמוצת הופך חיבורים קוליים לקלים יותר להשגה מאשר בנחושת- קשיחה.

ש: היכן משתמשים בנחושת TU3 C10200?
ברכיבי מכשיר ואקום ואלקטרונים-, חלקי פס ומוליכים בעלי מוליכות- גבוהה, חיבורים חשמליים, חיבורי פוטו-וולטאים וסוללות, ומכלולים מולחמים הדורשים מצע נקי וחסר-חמצן.