سبائك النحاس, باعتبارها مادة معدنية مهمة, تلعب دورا هاما في الصناعة الكهربائية, هندسة البناء, تصنيع السيارات, تصنيع الآلات, الصناعة الكيميائية وغيرها من المجالات. تتضمن كيفية صنع سبائك النحاس بشكل أساسي صهر النحاس, تكرير النحاس وصب النحاس.
1. صهر النحاس
اختيار الخام وإعداده
- يتم استخراج الخام المحتوي على النحاس من المنجم ومعالجته لاستخراج الخام الذي يحتوي على نسبة أعلى من النحاس.
- يتم سحق الخام إلى جزيئات أصغر للتعويم والصهر لاحقًا.
التعويم والصهر
- يتم غمس الخام المسحوق بالكامل في خزان التعويم مع عامل الفقاعة, والمعادن المفيدة (معادن النحاس بشكل رئيسي) يتم فصلها عن معادن الشوائب (مثل الكوارتز, سيليكات, إلخ.) بواسطة طفو الفقاعات.
- يتم إرسال المركز المحتوي على النحاس والذي تم الحصول عليه عن طريق التعويم إلى فرن الصهر للصهر بدرجة حرارة عالية. أثناء عملية الصهر, يتم اختزال معادن النحاس إلى معدن النحاس وفصلها عن معادن الشوائب الأخرى ومعادن الشوائب.
2. تكرير النحاس
إزالة النجاسة وتنقيتها
- يحتوي النحاس الخام الذي يتم الحصول عليه عن طريق الصهر على نسبة عالية من الشوائب ويحتاج إلى تكرير. تتضمن عملية التكرير عادة طريقتين: التكرير الكهربائي والتكرير بالنار.
- التكرير التحليلي هو اختزال أيونات النحاس الموجودة في النحاس الخام إلى معدن النحاس الموجود على الكاثود عن طريق تمرير الكهرباء في الخلية التحليلية, بينما تبقى الشوائب في طين الأنود أو المنحل بالكهرباء.
- التكرير بالنار هو أكسدة الشوائب عن طريق إضافة المواد المؤكسدة (مثل الأكسجين, هواء, إلخ.), وفصل الشوائب عن سائل النحاس من خلال خطوات مثل النفخ والتكرير.
تعديل التكوين
- وفقا للاحتياجات, يمكن إضافة كميات مناسبة من عناصر السبائك أو معادن المنشطات الأخرى أثناء عملية التكرير لضبط تكوين وخصائص سبيكة النحاس.
3. صب النحاس
تحضير الصب
- يحتاج سائل النحاس المكرر إلى التبريد إلى درجة حرارة مناسبة للصب.
- تحضير قالب الصب, يجب تحديد شكل وحجم القالب وفقًا لمتطلبات مواصفات سبيكة النحاس.
الصب والتبريد
- صب سائل النحاس المكرر في قالب الصب وانتظر حتى يبرد سائل النحاس ويتصلب.
- أثناء عملية التبريد, يجب التحكم في معدل التبريد وتدرج درجة الحرارة لتجنب الشقوق أو البنية غير المستوية داخل سبيكة النحاس.
Demolding والمعالجة اللاحقة
- بعد أن تبرد سبيكة النحاس تمامًا, يتم إخراجه من القالب.
- تتم المعالجة السطحية وتنظيف سبيكة النحاس لإزالة الشوائب مثل الأكاسيد وبقع الزيت على السطح.
- قطع, يتم تنفيذ الطحن والمعالجة اللاحقة الأخرى حسب الحاجة.
4. احتياطات
- خلال عملية الإنتاج بأكملها, المعلمات مثل درجة حرارة الصهر, يجب التحكم بدقة في الغلاف الجوي والنسبة المضافة للتأكد من أن تركيبة وجودة سبيكة النحاس تلبي المتطلبات.
- في الإنتاج الصناعي الحديث, تُستخدم عادةً معدات الصهر الآلية وتكنولوجيا التحكم المتقدمة لتحسين كفاءة الإنتاج وجودة المنتج.
5. مجالات التطبيق
- صناعة كهربائية
سبائك النحاس لديها الموصلية الكهربائية الجيدة, مما يجعلها المادة المفضلة في صناعة المعدات الكهربائية والمنتجات الإلكترونية. ويستخدم على نطاق واسع في صناعة المعدات الكهربائية مثل الأسلاك, الكابلات, المحركات, محولات, مولدات, إلخ., ويمكنه نقل التيار بشكل فعال لضمان التشغيل الطبيعي للمعدات. - هندسة البناء
في صناعة البناء والتشييد, تستخدم سبائك النحاس لتصنيع الأنابيب, أسطح, الأعمدة والمكونات الأخرى. مقاومة التآكل للنحاس تمكنه من مقاومة الأكسدة والتآكل بشكل فعال, لذلك فهي تتمتع بعمر خدمة طويل في البيئات الخارجية. فضلاً عن ذلك, يمكن أيضًا استخدام سبائك النحاس في صناعة مواد الديكور النحاسية, مثل الألواح والشرائط النحاسية, للديكور المعماري, لويحات, إلخ., لإضفاء الجمال والمتانة على المباني. - تصنيع السيارات
في مجال تصنيع السيارات, تستخدم سبائك النحاس في صناعة مكونات مثل المحركات, أنظمة النقل, وأنظمة الفرامل. تساعد مقاومة التآكل والتوصيل الحراري للنحاس على تحسين أداء وسلامة المكونات وضمان التشغيل الطبيعي للسيارة. - تصنيع الآلات
في مجال تصنيع الآلات, تستخدم سبائك النحاس لتصنيع الأجزاء الميكانيكية مثل المحامل, التروس, والموصلات. يتمتع النحاس بصلابة وقوة عالية, والتي يمكنها تلبية متطلبات أداء المواد للمعدات الميكانيكية وضمان التشغيل الطبيعي للمعدات الميكانيكية. - الصناعة الكيميائية
وتستخدم سبائك النحاس أيضًا في تصنيع المعدات والحاويات الكيميائية, مثل المفاعلات, المبادلات الحرارية, وخطوط الأنابيب. مقاومة التآكل والتوصيل الحراري للنحاس تجعله مادة مثالية للمعدات الكيميائية المستخدمة في البيئات الحمضية والقلوية.
يعد تصنيع سبائك النحاس عملية معقدة ودقيقة تتطلب رقابة صارمة على المعلمات والشروط في كل وصلة لضمان جودة وأداء المنتج النهائي.
