שיטות ייצור ועיבוד מתכות

בדף זה מתוארות שיטות עיקריות לעיבוד מתכות וייצור מוצרי מתכת, בעיקר אלה הרלוונטיות לייצור טבעות.

יציקה (casting)

בשיטה זו מחממים את המתכת למצב נוזלי ויוצקים אותה לתבנית בעלת הצורה הרצויה. ביציקה קשה לשמור על איכות וצפיפות אחידות של החומר (ומכאן גם על חוזק אחיד) בזמן הקירור והחזרה למצב מוצק, בעיקר בגלל קצבי הקירור השונים בחלקי החומר הפנימיים והחיצוניים. ניתן לשפר זאת על ידי קירור מדורג ומאולץ. לשם כך נדרשת טכנולוגיה יקרה ועלות הטבעות גבוהה. לכן שיטה זאת אינה מקובלת כיום לייצור טבעות.

שיחול - אקסטרוזיה (extrusion)

שיטה המשמשת לייצור פרופילים, מוטות, צינורות ללא תפר ובאופן כללי מוצרים ארוכים בעלי פרופיל קבוע. בשיטה זו מותך החומר (סגסוגת או פולימר מונו-קומפוננטי) ונמשך/נדחס דרך חריר (דיזה) בצורתו של הפרופיל המבוקש. הניתן לקבל בשיטה זו מוצרים ברמת גימור גבוהה ובאיכות אחידה לכל האורך (בהזנחת בלאי ששל הדיזה). המוטות המשמשים חומר גלם לייצור טבעות מיוצרים בשיטה זו.

למעשה, גם מוצרי פלאסטיק ארוכים מיוצרים באקסטרוזיה: מוטות, צינורות ופרופילים. זה רלוונטי לעניין ציוד טיפוס כי הסיבים המשמשים לייצור חבלים, רצועות, רתמות ושאר מוצרי טקסטיל (תרמילים, ביגוד תרמי וכו') מיוצרים בשיטה זו.

חישול (forging)

זו השיטה המשמשת כיום כמעט באופן בלעדי לייצור טבעות.

חישול הוא שינוי צורת המתכת המקורית על ידי לחץ, המופעל על ידי מכבש גדול. לייצור טבעות בשיטה זו לוקחים מוט מתכת, חותכים לאורך הרצוי, מכופפים לצורה המבוקשת ואז מבצעים את החישול ע"י לחיצתו לתוך תבנית עד לקבלת הצורה הרצויה. בנוסף עוברת הטבעת תהליך גימור בו משייפים קצוות חדים. אח"כ קודחים חורים ומרכיבים את השער.

החישול מתבצע בשתי צורות: חישול קר וחישול חם (cold forge, hot forge).

בחישול חם בו מחממים את מוט סגסוגת האלומיניום ל-420°C ואז מבצעים את הלחיצה (החומר מתרכך בחימום ונדרש כוח קטן יותר לשינוי הצורה מאשר בחישול קר).

חישול קר (טמפ' חדר) בו נדרש כוח רב יותר ללחיצת החומר לצורתו הסופית, אבל הבעיה של שינוי נפח כתוצאה מחימום וקירור לא קיימת ולכן ניתן להגיע לדיוק תלת-מימדי רב יותר..

טיפולים נוספים לאחר חישול חם:

- טיפול תרמי: לאחר עיצוב הטבעת היא עוברת טיפול תרמי לשיפור החוזק הכולל השרייה בתמיסה של כ 480°C לשעתיים וקירור במים.

- זיקון (aging): התיישנות בטמפ' של כ 120°C למשך יממה וקירור סופי באוויר (זה מה שמסמל T6 במספר הסגסוגת של אלומיניום).

- אנודיזציה (Anodizing): תהליך צביעה אלקטרו-כימי, חלק מהטבעות מטופלות בתהליך זה. התהליך מתרחש תוך העברת זרם חשמל בטבעת שרוייה בתמיסת כרום חומצי ופגמנט צבע (לפי הצבע הנדרש) ויוצר על פני השטח של הטבעת שכבה של אלומיניום מחומצן. בד"כ עוברת הטבעת תהליך איטום נוסף ע"י אנודיזציה נוספת בתמיסת חומצה גופריתית (או במים מזוקקים לטבעות לא צבועות). בסופו של תהליך זה הטבעת פגיעה פחות לקורוזיה.

נראה כי בטבעות תהליך זה משמש בעיקר לצביעה על פי אופנה ולא להגנה על הטבעת מאחר ובד"כ לא כל הטבעת עוברת את התהליך (לעיתים רק גוף הטבעת, לעיתים רק השער).

עיבוד שבבי

---

תרמו לדף זה: מיכה יניב, דורון נצר ואחרים...