Завдяки своїй винятковій еластичності, електропровідності та стійкості до втоми сплави берилію міді широко використовуються у виробництві різноманітних пружних компонентів і струмопровідних деталей. Однак багато хто не знає, що справжній потенціал берилієвої міді часто розкривається лише через критичний процес: старіння. У разі неправильного застосування цей процес може не лише не призвести до значного покращення продуктивності, але також може призвести до деформації частини, окислення поверхні або навіть погіршення механічних властивостей. Зосереджуючись на типових матеріалах зі сплаву берилієвої міді, ця стаття систематично описує параметри процесу, середовища термічної обробки, схеми зміни розмірів і методи контролю деформації, пов’язані зі старінням, допомагаючи інженерам у правильному застосуванні матеріалів з берилієвої міді в реальних умовах виробництва.
Основні умови вікового зміцнення
Для берилієвих мідних штампувань суть процесу старіння полягає в виділенні атомів берилію з перенасиченого твердого розчину у вигляді окремої фази, що значно підвищує міцність і твердість матеріалу. Беручи як приклад сплав 25, стандартними умовами для старіння є температура 315 градусів і час витримки від 2 до 3 годин. Важливо підкреслити, що розрахунок часу витримки починається в момент, коли сам матеріал досягає заданої температури-, а не в момент, коли камера печі досягає заданої температури.
Під час фактичного виробництва, якщо кількість або вага партії, що обробляється, перевищує ефективну потужність печі для термічної обробки, термопари повинні бути розміщені в прямому контакті з поверхнею деталей, щоб точно контролювати фактичний час, необхідний для досягнення нагрітими компонентами цільової температури. Поширена помилка багатьох переробних підприємств полягає в тому, що починають відраховувати час витримки в той момент, коли на дисплеї печі відображається 315 градусів; однак, коли великі партії пружинних контактів з берилієвої міді складаються разом, внутрішні компоненти можуть справді досягти 315 градусів лише через півгодини. За таких обставин ефективний час витримки є недостатнім, фаза зміцнення виділяється неповно, і кінцеві механічні властивості не відповідатимуть необхідним стандартам. І навпаки-хоча властивості матеріалу залишаються відносно стабільними в межах стандартної тривалості витримки-експлуатаційні помилки, що призводять до надмірно тривалого часу витримки або значно підвищеної температури печі, можуть призвести до «пере-старіння», спричиняючи фактичне зниження міцності матеріалу. Таким чином, точний контроль температури та рівномірність температури є основними вимогами процесу зміцнення.
Вибір середовища термічної обробки та якості поверхні
Процедури зміцнення віком зазвичай рекомендується проводити в середовищі інертного газу; зазвичай використовувані захисні гази включають азот, вуглекислий газ або аргон. Коли електричні контактні пружини BeCu обробляються під захистом інертного газу, їх поверхні зберігають свій яскравий природний металевий блиск, що робить їх придатними для безпосереднього використання в електронних компонентах або точних з’єднувачах, де висока якість поверхні є критичною вимогою.
Щоб зменшити витрати, деякі виробники вирішують проводити процедури зміцнення проти старіння в атмосфері повітря. Незважаючи на те, що цей підхід простий, він має суттєвий недолік: при високих температурах на поверхні берилієвої міді утворюється чорна оксидна плівка. Для стандартних структурних компонентів ця оксидна плівка може бути прийнятною; однак для берилієвих мідних плоских пружин або релейних контактних пружин-застосування, що потребують низького контактного опору-цей шар чорного оксиду значно збільшує контактний опір і погіршує електричні характеристики. Якщо обробка на повітрі неминуча, для видалення оксидного шару зазвичай необхідне подальше травлення або полірування кислотою; це не тільки додає додаткові етапи обробки, але також може негативно вплинути на точність розмірів.
Крім того, використання циркулюючого газу всередині печі забезпечує явну перевагу забезпечення рівномірного нагріву. Щоб гарантувати рівномірний розподіл температури по всій камері печі, настійно рекомендується використовувати піч для термічної обробки, обладнану циркуляційним вентилятором. Це особливо важливо для високо-штампованих деталей-таких як штампування NGK з берилієвої міді-де неоднорідні-температури можуть призвести до надмірних варіацій продуктивності між деталями в одній партії, що ускладнює виконання суворих вимог узгодженості.
Явища термічної усадки та їх причини
Після -зміцнення сплаву 25 його міцність значно зростає, але вздовж його поздовжньої осі відбувається усадка приблизно на 0,15%. Основна причина цього явища полягає в тому, що під час процесу старіння атоми берилію в перенасиченому твердому розчині поступово випадають в осад, утворюючи окрему фазу; це змінює константи кристалічної решітки, що макроскопічно проявляється як зменшення фізичних розмірів.
Для простих мідних берилієвих пружин-таких як прямі пружинні стрічки-це усадка на 0,15% може не становити суттєвої проблеми. Однак для складних-компонентів, виготовлених за допомогою прогресивного штампування-, таких як рухомі пружинні контакти складної форми в автомобільних реле-така дрібна усадка може призвести до зміщення контактів, відхилень у зусиллі пружини або неправильного збігу монтажних отворів. Деформація штампованих деталей після-обробки зміцнення залишається постійною проблемою для багатьох виробників реле та роз’ємів.
Контроль деформації та рішення
Спосіб 1: Якщо умови формування дозволяють, виберіть матеріал з вищою початковою твердістю. Наприклад, якщо спочатку використовувався матеріал із твердим загартом 1/4-, перейдіть на наполовину-твердий загарт; якщо використовувався напів-жорсткий загарт, перейдіть на повністю жорсткий загарт. Берилієві мідні пружинні контакти з більш високою температурою мають за своєю суттю більшу щільність дислокацій під час процесу штампування; отже, рушійні сили, що керують опадами під час процесу старіння, відрізняються за величиною, що призводить до вимірюваного зменшення усадки. Однак у цього методу є обмеження: чим твердіший матеріал, тим складнішим стає процес штампування, тим суворіші вимоги пред’являються до прес-форм і обладнання.
Спосіб 2: Використовуйте кріплення для обмеження деформації. Помістіть берилієві пружини-, призначені для використання в реле-, у спеціальні металеві кріплення перед старінням. Ці пристосування розроблені таким чином, щоб відповідати кінцевим розмірам деталей, тим самим обмежуючи їх вільну усадку в процесі старіння. Для деталей зі складною геометрією існує більш комплексне рішення: залити деталі мідним порошком перед старінням. Діючи як середовище, мідний порошок забезпечує рівномірне обмеження деталей з усіх боків, ефективно запобігаючи викривленню. Цей метод підходить для точних-деталей високої-вартості та малого{8}}об’єму.
Спосіб 3: належним чином знизити температуру старіння. Відрегулюйте стандартні параметри процесу-зазвичай від 315 градусів протягом 2 годин-до 280 градусів протягом 2 годин. Незважаючи на те, що зниження температури зменшує об’ємну частку виділеної фази-, що призводить до певного ступеня зниження механічної міцності контактів пружини з берилієвої міді (наприклад, міцність на розрив може впасти з 1350 МПа до приблизно 1200 МПа)-величина деформації усадки відповідно зменшується. Цей метод застосовний у сценаріях, де є значний запас міцності, але високі вимоги до стабільності розмірів.
Спосіб 4: Використовуйте для штампування матеріали,-оброблені розчином (-загартовані вдома). Ці так-матеріали для-власного зміцнення стосуються смужок берилієвої міді, які пройшли обробку розчином, але ще не старіли. З використанням цього матеріалу спочатку завершується процес штампування, після чого штамповані деталі піддаються стандартній обробці старіння та зміцнення цілою партією. Перевага цього методу полягає в тому, що до моменту старіння деталі вже приймають остаточну геометричну форму; отже, усадка відбувається рівномірно, а деформація залишається відносно контрольованою. Однак важливо зазначити, що не-постаріла берилієва мідь досить м’яка; отже, під час штампування контроль задирок і підтримання точності розмірів відрізняються від тих, які пов’язані з {-старінням, твердими-відпускними матеріалами, що вимагає спеціальних коригувань конструкції форми.
Опис продукції
1. Як визначити, чи мідно-берилієві штампувальні деталі наконечників належним чином постарені?
Належним чином зістарені деталі для штампування з міді та берилію зазвичай демонструють вищу твердість, більшу силу пружини, чудову стійкість до втоми та більш стабільні механічні властивості. Це можна перевірити за допомогою випробування на твердість, випробування на розтяг, вимірювання сили пружини або металографічного аналізу.
2.Який сплав берилієвої міді найкраще підходить для пружинних контактів?
Сплав 25 (C17200) є найпоширенішим сплавом для пружинних контактів, оскільки він демонструє чудову міцність, еластичність, провідність і стійкість до втоми після старіння. Він широко використовується в реле, перемикачах, з'єднувачах і електричних контактних компонентах.
3. Чи впливає товщина кінцевих мідно-берилієвих деталей на процес старіння?
так Більш товсті деталі зазвичай вимагають більшого часу для досягнення цільової температури старіння. При обробці великих або важких штампованих деталей виробники повинні контролювати фактичну температуру деталей, а не покладатися виключно на показники температури в печі, щоб забезпечити повне та рівномірне старіння.
зв'яжіться з нами
Вам потрібно визначити надійні матеріали з берилієвої міді та процеси термічної обробки для вашогоштампування з берилієвого сплаву? Ми запрошуємо вас зв'язатися з нашою технічною командою. Просто надайте свої креслення деталей, специфікації продуктивності та вимоги до обсягу виробництва, і ми порекомендуємо найкращі марки берилієвої міді та рішення для обробки для ваших потреб.
