شفرات دائرية للقطع مصنوعة من النحاس والألومنيوم

في عملية تقطيع المواد اللينة كشرائح النحاس والألومنيوم ورقائق النحاس والألومنيوم، يُعدّ "التصاق الشفرة" من أكثر المشاكل إزعاجًا للمشغلين. إذ تُشكّل المادة الملتصقة بحافة القطع طبقةً متراكمة، تُسبّب في أحسن الأحوال نتوءات وخدوشًا سطحية، وفي أسوأ الأحوال تؤدي إلى تكسّر الشفرة وانقطاعها، فضلًا عن توقفات متكررة للتنظيف. يحاول العديد من المشغلين تعديل السرعة أو زيادة التبريد، ولكن دون جدوى تُذكر، إذ غالبًا ما يكمن السبب الرئيسي في عدم توافق نوع مادة الشفرة مع خصائص المادة اللينة. تُقدّم شركة مينغ باي لتكنولوجيا الأدوات الميكانيكية، التي تجمع بين علم المواد وخبرة التقطيع، شرحًا لآلية الالتصاق في تقطيع النحاس والألومنيوم، وتُوصي بأفضل أنواع شفرات الكربيد المناسبة. 1. لماذا تلتصق المواد اللينة مثل النحاس والألومنيوم بالشفرات؟ يتميز النحاس والألومنيوم وسبائكهما بانخفاض صلابتهما، وارتفاع ليونتهما، وقوة التصاقهما. أثناء عملية القطع، يحدث ضغط واحتكاك شديدان بين حافة القطع والمادة، مما يؤدي إلى ارتفاع موضعي في درجة الحرارة. تحت تأثير درجات الحرارة والضغط العاليين، تخضع جزيئات المعدن من المادة اللينة لتأثير "اللحام البارد" مع سطح الشفرة، فتلتصق تدريجيًا وتتراكم لتشكل حافة متراكمة. بمجرد تشكلها، تُغير الحافة المتراكمة شكل الحافة، مما يزيد من مقاومة القطع ويرفع درجة الحرارة أكثر، مُحدثةً حلقة مفرغة. علاوة على ذلك، يتمتع النحاس والألومنيوم بموصلية حرارية جيدة، مما يؤدي إلى انتقال الحرارة بسرعة من منطقة القطع إلى كامل الشفرة، وبالتالي تسريع تليين الحافة وتقليل قدرتها على مقاومة الالتصاق. لذا، لحل مشكلة الالتصاق، لا غنى عن اختيار مادة الشفرة، وحجم حبيباتها، وصلابتها، وحالة سطحها.  2. المنطق الأساسي للاختيار درجات سبائك الشفرات تُصنّف شفرات الكربيد إلى YG (التنغستن-الكوبالت)، وYT (التنغستن-التيتانيوم)، وYW (العالمية)، وغيرها من الدرجات. تُعدّ درجات YG الخيار الأمثل للمعادن غير الحديدية كالنحاس والألومنيوم. تستخدم سبائك YG كربيد التنغستن (WC) كمرحلة صلبة والكوبالت (Co) كمادة رابطة، مما يمنحها مقاومة ممتازة للصدمات ومتانة عالية، ويجعلها مناسبة لتشغيل المعادن غير الحديدية التي تُنتج رقائق قصيرة. تشير الأرقام في تصنيف الدرجة (مثل YG6X، YG8، YG15) إلى النسبة التقريبية لمحتوى الكوبالت؛ فكلما زاد محتوى الكوبالت، زادت المتانة ومقاومة الصدمات، ولكن انخفضت الصلابة ومقاومة التآكل قليلاً. لذا، يتطلب اختيار الدرجة المناسبة تحقيق توازن بين مقاومة الالتصاق (صلابة عالية) ومقاومة التكسر (متانة عالية). 3. الدرجات الموصى بها والسيناريوهات القابلة للتطبيق  3.1 YG6X — الخيار الأول للتقطيع الدقيق للمواد الرقيقة يُعدّ YG6X كربيدًا دقيق الحبيبات يتميز بصلابة عالية (91-91.5 HRA) ومقاومة جيدة للتآكل، ويحتوي على نسبة كوبالت تبلغ حوالي 6%. تضمن بنية الحبيبات الدقيقة توزيعًا أكثر تجانسًا للكربيد، مما يسمح بشحذ الحافة بشكل أكثر حدة لتقليل مقاومة القطع، مما يجعله مثاليًا لشرائح النحاس الرقيقة، وشرائح الألومنيوم الرقيقة، ورقائق النحاس، ورقائق الألومنيوم في عمليات التقطيع عالية الدقة. بالنسبة للمواد اللينة التي يقل سمكها عن 0.5 مم، يقلل YG6X بشكل فعال من تشوه البثق والالتصاق. شفرات تقطيع دقيقة للمواد الرقيقة تُعدّ هذه المواد الخيار الأمثل لمثل هذه الظروف. مع ذلك، ونظرًا لمتانتها المتوسطة نسبيًا، فإنّ YG6X غير مناسبة للقطع الخشن الشديد مع أحمال الصدمات. 3.2 YG8 — "الخيار متعدد الاستخدامات" الذي يوازن بين مقاومة التآكل والمتانة يحتوي YG8 على نسبة كوبالت تبلغ حوالي 8%، وصلابة تتراوح بين 89 و89.5 على مقياس HRA، وقوة تمزق عرضي أعلى من YG6X. وهو من أكثر الأنواع استخدامًا في تقطيع النحاس والألومنيوم، ومناسب لشرائح النحاس والألومنيوم ذات السماكة التقليدية (0.5-3 مم)، بالإضافة إلى رقائق الألومنيوم والنحاس. يحقق YG8 توازنًا جيدًا بين مقاومة التآكل ومقاومة الصدمات، إذ يحافظ على حدة الحواف مع تحمل أحمال الصدمات المتوسطة، مما يجعله خيارًا آمنًا لمعظم تطبيقات تقطيع النحاس والألومنيوم. 3.3 YG15 — الخيار الأول للمواد السميكة والقطع الخشن وظروف الصدمات العالية يحتوي فولاذ YG15 على نسبة كوبالت تبلغ حوالي 15%، وصلابة تتراوح بين 87 و89 على مقياس HRA، مع مقاومة عالية للكسر العرضي ومتانة ممتازة. وهو مناسب لألواح النحاس السميكة، وألواح الألومنيوم السميكة (أكثر من 3 مم)، ولعمليات القطع الخشنة التي تتضمن وصلات أو تفاوتات كبيرة في السماكة. كما أن ارتفاع نسبة الكوبالت يجعل الشفرة أقل عرضة للتشقق عند الصدمات، مما يجعلها مناسبة للقطع الخشن حيث لا تُعدّ جودة السطح عاملاً حاسماً. شفرات قطع خشنة مصنوعة من صفائح نحاسية سميكة يؤدي أداءً ممتازًا في مثل هذه الظروف. ومع ذلك، فإن مقاومته للتآكل أقل قليلاً من YG6X و YG8، لذا فهو غير مناسب للتقطيع الدقيق فائق الرقة. 3.4 كربيد ذو حبيبات فائقة النعومة - خيار ترقية لعمليات القطع الدقيقة عالية الجودة لتقطيع رقائق النحاس الرقيقة للغاية ورقائق الألومنيوم بدقة عالية (