تُستخدم سبائك النحاس على نطاق واسع في التطبيقات الكهربائية والإلكترونية والسيارات والهندسة الدقيقة، حيث تُعدّ الموصلية الممتازة والمظهر الجذاب وجودة السطح العالية من العوامل الأساسية. أثناء عمليات الدرفلة والختم والتخزين والمناولة، غالبًا ما يتلوث سطح المادة بزيوت الدرفلة ومخلفات الأكسدة والمركبات العضوية والجسيمات المحمولة جوًا. لا تُقلّل هذه الملوثات من قوة الالتصاق فحسب، بل تُضعف أيضًا اللمعان المعدني الطبيعي لسطح النحاس. في هذا المشروع، تمثّلت الأهداف الرئيسية في إزالة التلوث السطحي بكفاءة والحصول على سطح أكثر لمعانًا ونظافةً قبل عمليات المعالجة اللاحقة.
تم توفير الحل بواسطة نظام Keylink Atmospheric Plasma System المزود بشعلة بلازما دوارة مصممة خصيصًا (H2 شعلة البلازما لإزالة الأكسدة. تتميز شعلة البلازما الدوارة القياسية بقطر لهب يبلغ 40 مم، بينما تتوفر شعلات أكبر بقطر لهب يصل إلى 100 مم لتناسب تطبيقات الصفائح والملفات الأوسع. يضمن تصميم البلازما الدوارة توزيعًا متجانسًا للطاقة على منطقة المعالجة، مما ينتج عنه أداء تنظيف متسق واستقرار ممتاز للعملية.
كانت صفائح ولفائف سبائك النحاس بسماكة 0.125 مم، وتمت معالجتها باستخدام خليط غازي مكون من الهيدروجين (H₂) والنيتروجين (N₂). يعمل الهيدروجين على تقليل طبقات الأكسيد الرقيقة بفعالية ويساعد في إزالة التلوث الهيدروكربوني، بينما يعمل النيتروجين على تثبيت تفريغ البلازما لضمان تشغيل موثوق وقابل للتكرار. تزيل عملية البلازما الجوية الملوثات على المستوى الجزيئي دون تلامس ميكانيكي، مما يحافظ على سلامة مادة النحاس الرقيقة.
كانت سرعة المعالجة الأولية 10 مم/ثانية باستخدام شعلة بلازما دوارة واحدة. ويمكن تحقيق سرعات إنتاج أعلى اعتمادًا على مزيج الغاز المُختار، ومعايير العملية، ومتطلبات التنظيف. وللتصنيع بكميات كبيرة، يمكن تركيب شعلة بلازما دوارة ثانية أو ثالثة بشكل رأسي، مما يزيد الإنتاجية بشكل ملحوظ مع الحفاظ على تجانس ممتاز في التنظيف.
تم التحقق من فعالية التنظيف بقياس زاوية التلامس قبل وبعد المعالجة بالبلازما. أظهرت العينات الأكثر تلوثًا متوسط زاوية تلامس قدره 104.74 درجة، بينما أظهرت العينات الأقل تلوثًا متوسط زاوية تلامس قدره 95.5 درجة قبل المعالجة. بعد المعالجة بالبلازما، انخفض متوسط زاوية التلامس إلى 28.5 درجة، كما هو موضح في الرسم البياني المرفق. يؤكد هذا الانخفاض الكبير إزالة التلوث السطحي بفعالية وزيادة ملحوظة في طاقة السطح.
إضافةً إلى التحسن الملحوظ في قابلية التبلل، لاحظ العميل مظهرًا أكثر إشراقًا وتجانسًا للسطح المعدني بعد المعالجة. وقد أدى إزالة الأغشية السطحية وتلوث الأكسيد الخفيف إلى استعادة اللمعان الطبيعي لسبيكة النحاس، مما ساعد المادة على تلبية متطلبات الجودة الفنية والبصرية. كما وفر السطح الأنظف والأكثر إشراقًا ظروفًا أفضل للطلاء والطباعة واللحام واللصق.
باختصار
تُبيّن هذه الدراسة كيف تجمع أنظمة Keylink للبلازما الجوية بين تقنية البلازما الدوارة المتقدمة، والتركيب الكيميائي الأمثل لغازي الهيدروجين والنيتروجين، وقدرة الإنتاج القابلة للتوسع، لتقديم أداء تنظيف متميز لألواح ولفائف سبائك النحاس. لا يُحسّن النظام طاقة السطح وخصائص الالتصاق فحسب، بل يُعزز أيضًا المظهر البصري للمادة، مما يُمكّن المصنّعين من تلبية مواصفات العملاء الصارمة مع زيادة كفاءة الإنتاج من خلال تكوينات مرنة متعددة الشعلات.
تحسين زاوية التلامس بعد معالجة سطح البلازما
