النحاس المصبوب هو مادة متعددة الاستخدامات مع مجموعة متنوعة من سبائك. ويستخدم المعدن في تركيبات السباكة، ودواعي السفن، ورفاصات مياه محطات الطاقة، والجلبة، والأكمام التي تحمل، لأنه من السهل صبها، وله تاريخ طويل من الاستخدام الناجح، وهو متاح بسهولة من مصادر متعددة، يمكن تحقيق مجموعة من الخصائص الفيزيائية والميكانيكية، كما يمكن استخدام الماكينة أو المبطنة أو المبطنة أو المصقولة أو المطلية بسهولة. في الولايات المتحدة، يمثل النحاس ما يقرب من 2,8% من إجمالي إنتاج الصب، وفقًا لتعداد الإنتاج الصب العالمي لعام 2018 الذي أوردته مجلة الصب الحديثة. فيما يلي 10 صفات من سبائك النحاس المصبوبة التي يجب أن يعرفها مهندسو التصميم.

1) تحتفظ كل سبائك النحاس تقريباً بخواصها الميكانيكية عند درجات حرارة منخفضة.  

تتضمن الخصائص الميكانيكية النموذجية للنحاس مقاومة التآكل الجيدة، وقوة التصادم، والتوصيل الحراري والكهربائي الفائق، والقدرة على منع نمو الكائنات البحرية.

2) يمكن إنتاج كل سبائك النحاس عبر صبوب الرمال.  

ومن طرق الصب الأخرى التي تؤدي إلى سبائك النحاس الطرد المركزي، والقالب المستمر، والعفن الدائم، والاستثمار، والبث. يحدد اختيار سبيكة الألومنيوم وطريقة الصب الخصائص الميكانيكية والفيزيائية، وحجم المقطع، وسمك الجدار، وطلاء السطح الذي يمكن تحقيقه.

3) لا تزال سبائك النحاس المخلوط بالرصاص تحتوي على العديد من التطبيقات الصناعية.  

وفي حين لم تعد الألوانيز التي تحتوي على الرصاص تستخدم في تطبيقات مياه الشرب، فإنها تظل مفيدة في الحالات الأخرى التي تكون فيها معدلات الاحتكاك والتآكل منخفضة مرغوبة. على سبيل المثال، يتم إلقاء القصدير عالية الرصاص في محامل الكُم، كما تعرض معدلات تآكل أقل من الفولاذ.

4) كفئة، يسهل استخدام سبائك من النحاس المصبوب ( خاصة عند مقارنتها بسنلس ستيل والتيتانيوم، وهما منافسان رئيسيان لمقاومة التآكل).  

تعتبر سبائك النحاس المحتوية على الرصاص أسهل طريقة للماكينة. هذه السبائك حرة القطع وتشكيل رقائق صغيرة مجزأة مع توليد حرارة قليلة. بعد ذلك، يتم ترتيب عدم القدرة الميكانيكية من متوسطة إلى عالية القوة مع مراحل ثانية في الهياكل الدقيقة الخاصة بها، مثل البليات الصفراء غير الرصاص، والبرونز المنغنيز، وبراز السيليكون والبرونز. تشكل هذه السبائك شرائح قصيرة هشة وملتفة بإحكام تميل إلى التفكك إلى مقاطع قابلة للإدارة. وبينما يكون السطح النهائي لهذه الشامات جيدًا، ستكون سرعة القطع أقل وستزداد تآكل الأداة.
وأكثر سبائك النحاس - القاعدة صعوبة في مجال الميكنة هي سبائك أحادية الطور مثل النحاس عالي التوصيل والنحاس الكروم والنحاس البريليوم والبرونز والبرونز والنيكل النحاسي. والاتجاه العام لهذه الشرائح أثناء التشغيل الآلي يتلخص في تشكيل رقائق طويلة من الحبال التي تتداخل أثناء العمليات العالية السرعة التي تعمل بالآلات. بالإضافة إلى ذلك، تميل سبائك النحاس والنيكل النقي إلى اللحام على سطح الأداة، مما يؤثر على سطح السطح.  

5) يمكن للمعالجة بعد الصب أن تزيد من تعزيز جاذبية الأجزاء النحاسية المصبوبة.  

يمكن تنفيذ الخطوات الثانوية مثل التلميع، واللصّ، واللحام، واللحام، على سبائك نحاسية مصبوبة لتحسين السطح والتحكم في التحمل العالي.

يمكن أن ينتج عن قوس الغاز-التنجستن والقوس المعدني-الغاز لحامات بجودة الأشعة السينية عند إصلاح العيوب الصغيرة في المصبوبات النحاسية. كما يمكن استخدام اللحام القوسي المعدني المحمي، ولكن التحكم في هذه الطريقة أصعب. يُستخدم اللحام بالأوكسجين والأسيتيلين بشكل أساسي لربط الأجزاء الرقيقة. ينتج لحام الشعاع الإلكتروني لحامات دقيقة عالية الجودة في كل من النحاس الخالي من الأكسجين والنحاس المؤكسدة.

بشكل عام، لا يمكن لحام السبائك التي تحتوي على كميات كبيرة من الرصاص، حيث يظل الرصاص سائلاً بعد تصلب اللحام، مما يشكل تشققات في حقول الضغط العالي. يمكن أن تكون جميع سبائك النحاس المصبوبة مطلية ومزيلة إلى نفسها وإلى الفولاذ، والسبائك المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ والنيكل. وحتى أشابات النحاس التي تحتوي على الرصاص يمكن أن تكون مبجلة، ولكن يجب التحكم في الظروف.

ويستخدم في معظم الأحيان سبسفور النحاس، سبائك الحديد الفضية، سبائك الحديد الفضي، سبائك النحاس والزنك كفلزات الحشو. وتستخدم سبائك الذهب في التطبيقات الكهربائية، وتستخدم اللحام القائم على القصدير في السباكة المنزلية.

وقد تتسبب حرارة اللحام في فقدان بعض القوة في سبائك النحاس المعالجة حراريًا، ولكن تم تطوير تقنيات خاصة لمعالجة المشكلة. وعند الضرورة، يمكن معالجة الصب كامل التأثير بالحرارة لإنتاج بنية موحدة. لا تتأثر مقاومة تآكل سبائك النحاس القاعدية باللحام، إلا في الحالات الخاصة.

6. يأتي النحاس المصبوب في مجموعة كبيرة من خيارات السبائك، الأمر الذي يجعله مرشحًا مناسبًا للعديد من التطبيقات، وفقًا لأحمال التصميم والتآكل البيئي.

7) يتطلب التصميم من أجل سبائك النحاس المصبوبة تخطيطًا دقيطًا للأجزاء السميكة والرفيعة.  

يجب تجنب استخدام كلا القسمان، ولكن عند الضرورة، يجب دائمًا دمج القسم الأكثر سمكًا أو تضيق تدريجيًا تدريجيًا في القسم الأرفع. يصبح تصميم المقاطع السميكة إلى الرقيقة مشكلة أكبر بالنسبة إلى سبائك النحاس ذات نطاقات التجمد العريضة مثل الأحمرار والبرونزيات القصرية، وإلى حد ما، سبائك نطاق التجمد المتوسط مثل البابات الصفراء. ولا يتم ترسيخ هذه السبائك، التي تمثل أعلى مستوى من إنتاج الصب، بشكل الاتجاه. في حين يساعد الإرتقاس الصحيح على مكافحة هذا، إلا أنه لا يؤثر بنفس تأثير التصلب الاتجاهي.  

لمواجهة مشاكل التصلب مع سبائك النحاس ذات النطاق المتجمد الواسع، تستخدم أجهزة قياس المعادن خيوطًا وقلوب من الكروم والرمال الزركونية لتعزيز التصلب الصحيح. وقد يكون تقشعر هذه الأقسام لفعاليتها أكثر من استخدام أداة إضافية، ولو أن كل أداة من هذه الأدوات تزيد من تكلفة عملية الصب النهائي.

8) كلما أمكن، ينبغي تجنب تقاطعات L وT وX.  

وعندما يتعذر تجنب الأقسام T، يمكن تقليل الآثار السلبية عن طريق توفير أشعة سخية عند الزوايا وجعل الأذرع غير متساوية في السُمك. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تساعد "التبعص" (مسافة بادئة صغيرة أعلى تقاطع T) في تقليل حدة النقاط الساخنة. تتميز التقاطعات X بتأثيرات معاكسة خاصة في المصبوبات النحاسية. ولكن يكاد يكون من الممكن تجنبها في كل الأحوال، من خلال تحويل تقاطع X إلى قسمين على سبيل المثال، الإزاحة T.

9) التكاليف مماثلة للمعادن الأخرى بسبب ارتفاع العائد وانخفاض تكاليف التشغيل الآلي وقلة الحاجة إلى الطلاء السطحي، مثل الطلاء.    كريدي سويس